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石豪：长征八号——中国运载火箭换代进行时
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石豪科研工作者、航空航天观察者
【文/观察者网专栏作者 石豪】
北京时间12月22日12时37分，长征八号运载火箭自文昌航天发射场发射升空，将新技术试验卫星等多颗卫星送入太阳同步轨道。
这次发射，不仅象征着中国新一代运载火箭的全面亮相，也标志着“十三五”规划期间中国航天的新一代火箭发射任务圆满收官。
中国航天2020年的“One more thing”
史蒂夫·乔布斯还在世的时候，不仅苹果手机还附送充电器，他在年度发布会上的“One more thing”（还有一件事），更是被人津津乐道，新一代macbook等众多明星产品都在“One more thing”环节闪亮登场。
“One more thing……” （图/苹果发布会）
长征八号，就是2020年中国航天带来的“One more thing”。
长征八号运载火箭（图/中国航天科技集团）
中国航天是全面发展的，既有探索未知的空间探测器，也有保障人民生产生活的应用卫星。除去建设周期长的导航星座外，目前大量投入使用的主要是运行在地球静止轨道的通信卫星，和太阳同步轨道的遥感卫星。
地球静止轨道与太阳同步轨道（图/NOAA SciJinks）
地球静止轨道我们很熟悉了，在赤道上空35786千米高度，卫星的轨道周期与地球自转周期一致，从地面看来卫星是高悬于赤道之上静止不动的。
太阳同步轨道则要复杂一些。卫星在自己的轨道平面上绕地球旋转，而地球也在绕太阳公转。如果没有扰动的话，卫星的轨道平面在太空中的方向是不会变的——也就是说，卫星的轨道面与日地连线的夹角会随着地球公转而不断改变，就像下图中紫红色的轨道一样：
但对于给地球拍照的遥感卫星来说并不合适，因为轨道面与太阳夹角的改变，意味着拍照时太阳光的方向改变，这给卫星照片的判读处理平添了许多麻烦。
而太阳同步轨道设计的关键，恰恰就在“扰动”上。
如果地球是一个质量分布均匀的完美球体，那对于卫星的运行几乎没有扰动，可地球偏偏是一个“扁球体”，赤道直径比南北极直径大一些，这就对卫星的运行增添了一些额外干扰。利用这种干扰，我们可以设计出一种轨道，让卫星每转一圈，轨道面都偏转一点，偏转的速度恰好是地球绕太阳公转的角速度：每天0.9856度。
轨道面跟着太阳的方向同步转动，这就是“太阳同步轨道”。
太阳同步轨道 （图/旧金山州立大学）
太阳同步轨道很独特，它的轨道倾角大于90度，卫星运行方向与地球自转方向相反，是所谓的“逆行轨道”。因此地球自转速度对于发射非但没有帮助，反而是一种阻碍。
之前，我们都是采用长征二号丙/丁，或者长征四号乙/丙火箭执行太阳同步轨道发射任务，700千米太阳同步轨道运力可以达到3吨，再大就力不从心了。所以今年12月6日，我们在西昌用运载能力更强的长征三号乙火箭发射高分十四号卫星，而长三乙一直是用于发射地球静止轨道卫星的，“临时客串”并不是常态。
长征八号火箭，为改变这种现状而来。
- 原标题：石豪：长征八号——中国运载火箭换代进行时 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 李泠
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