更新时间：2024-09-20 12:50
发射窗口（Launch windows），又称为发射时机，是指运载火箭能够进行发射并确保航天器按照预定的时间和地点顺利进入轨道的最佳时间范围。这个时间范围的长度主要取决于航天任务的具体需求。正确选择发射窗口是保证航天器能够达成任务目标的关键因素，一旦错过理想的发射窗口，可能需要等待较长时间才能找到下一个合适的发射机会。
发射窗口按照其时长和任务类型可分为四种：年计窗口、月计窗口、日计窗口、零窗口。影响发射窗口选择的因素包括地面观测需求、地面目标光照条件、太阳电池翼的光照条件、航天器姿态测量设备的要求以及返回地面时的光照和气象条件等。
发射窗口是指适宜进行运载火箭发射的时间范围。航天器只能在这一时间段内发射，以确保按预定时间和轨道进入空间，进行各项航天活动。此范围的大小称为发射窗口的宽度。发射窗口的宽度各异，有的可达数小时、数天、甚至数月或数年，而有的仅有几十秒。对航天器而言，选择正确的发射窗口至关重要。如果错过，将必须等待下一个窗口。某些航天器在一天内有多个发射窗口，而其他的则需等待数天甚至更长时间。
发射窗口分为年计窗口、月计窗口、日计窗口和零窗口。对于航天器发射，可能要同时计算三种或两种发射窗口，但最终是以日计窗口的形式来决定。
年计发射窗口，即规定某年内允许连续发射的月份，适用于星际探测任务，如发射哈雷彗星探测器。太阳系八大行星中，数飞往火星的有利发射时机间隔时间最长，需要26个月才有一次机会。也就是说，每2年零2个月才有一次向火星发射探测器的窗口。
月计发射窗口，即规定某个月内允许连续发射的天数，适用于行星和月球探测任务。水星发射窗口每隔116天即不到4个月就出现一次。
日计发射窗口，以某日内某时刻到另一时刻的形式表示，适用于各种航天器。对于一般卫星和导弹的发射，只需规定日计发射窗口。
零窗口发射是指在一定长度的发射窗口时间内，紧贴窗口上沿即最优时间实施发射，而且时间误差只能在正负1秒间。采用零窗口发射，需要按预先计算好的发射时间，分秒不差地将火箭点火升空，不允许有任何延误与变更。
对运载火箭本身来说，没有太严格的发射窗口限制，什么时间发射都可以。不过，在进行运载火箭发射试验时，一般都选在傍晚或黎明前来发射。因为这时太阳处在地平线附近，发射场区及火箭飞行路过地区的天空比较暗淡，而火箭点火升空到一定高度后就能受到阳光照射，使反射阳光的箭体与背景天空形成较大的反差，从而使地面的光学跟踪测量仪器可以清晰地跟踪测量火箭的飞行轨迹，观察火箭飞行中的姿态和外部形象，跟踪测量和观察效果比较好。
但当运载火箭用来发射航天器时，就不能随时发射了。由于每个航天器承担的任务不同，航天器上安装的仪器、设备使用要求不同，它们对发射窗口提出了种种要求和限制条件，而这些要求有时又互相矛盾，因此选择什么时间发射就必须考虑各方面的要求，经综合平衡后选择一个比较合适的发射窗口。影响和限制发射窗口的要求归纳起来主要有以下这些：
发射火箭的时间经常选择在傍晚或黎明前，这是因为这些时段地面光照条件较暗，有助于地面观测站使用光学跟踪测量仪器清晰地观测火箭的飞行轨迹和姿态。例如，1970年中国发射第一颗人造地球卫星东方红一号的时间就选择在晚上，以便火箭进入高空后，仍能受到阳光照射，利于地面观测。
对于一些特定任务的航天器，如照相侦察卫星和地球资源卫星，其发射窗口必须在地面目标有良好光照的白天，以保证卫星上的可见光遥感器可以有效地捕捉到地面的图像。这类卫星依赖光照条件来执行其任务，因此发射窗口的选择直接影响其功能的发挥。
许多航天器，包括卫星和载人飞船，都依赖太阳能电池来供电。在选择发射窗口时，必须考虑太阳电池翼的光照条件，以确保航天器刚进入轨道时即可获得充足的阳光，并防止卫星长时间处于地球阴影中，从而保障供电及正常运作。此外，卫星的温度控制还要求太阳光只能从特定方向照射。
航天器进入轨道后，需要精确测量并调整其飞行姿态。姿态测量设备的有效运作依赖于航天器、地球和太阳之间的相对位置。正确的发射窗口可以保证测量设备在最佳位置下工作，从而提高航天器进入预定轨道的精度和可靠性。
对于返回式卫星和载人飞船，发射窗口的选择也需要考虑其返回地面时的光照和气象条件。理想情况下，应选择在白天、气象条件良好的时段发射，以便于降落后的搜索和回收作业。
卫星轨道精度的要求和目标天体与地球相对位置的要求等，也要求精心选择发射窗口。特别是在进行深空探测任务时，如向月球或其他行星发送探测器，发射窗口需要在地球与目标天体处于有利的相对位置时进行。尽管这类任务的发射窗口相对较宽，但精确的计划和时机选择仍是关键。
对于资源卫星、照相侦察卫星、中轨道气象卫星等，由于它们的任务通常涉及地面目标的可见光成像，因此这些卫星的发射窗口需选择在白天，以确保地面目标区域有较好的光照条件。此外，载人飞船除了进行地面观察外，其返回国内着落场也需在白天进行，以便于观测和回收操作。这类发射窗口的宽度受到姿态测量和温控的制约，并且卫星运行区域及载人飞船着陆场区的气象条件也是重要考量因素。
地球同步卫星（包括通信卫星和气象卫星）的发射窗口受到太阳角、地影、日地张角等因素的影响。发射这类卫星时，需要考虑太阳位置、卫星的姿态和轨道、控制方式（如自旋或三轴稳定）、轨道变轨方式及卫星布局等多种因素。地球同步卫星的发射通常在夜间进行，以满足日地张角和太阳角的特定要求，且发射窗口宽度一般约为1小时。
卫星星座、轨道交会、轨道拦截等任务由于需将航天器精确送入预定轨道面，对发射时间有严格要求。这类发射通常称为零窗口发射，其发射时间由轨道升交点赤径在一天24小时内的指向确定。例如，星轨道面的允许误差为 ±0.18°，对应的发射窗口时间宽度仅为 ±43秒。在零窗口发射中，火箭的发射时间几乎没有调整余地，必须采用定时控制点火的方式来实现，这对火箭的可靠性提出了更高的要求。
月球探测器和行星探测器的发射窗口主要取决于目标天体（如月球或行星）的位置。发射必须在地球与目标天体处于一定的相对位置之时间范围内进行。如果错过这段时间，地球与目标天体的相对位置变化会要求调整火箭的发射方位角或飞行路线。
中国航天科技集团计划于2024年5月3日17时至18时执行探月工程四期的嫦娥六号任务发射，首选发射窗口定于17时27分。此次发射考虑到月球与地球的相对位置，科研人员采用了“窄窗口多轨道”技术，以确保探测器精准达到预定地月转移轨道（LTO）。嫦娥六号探测器的任务是在月球背面采集月壤，并返回地球，这是人类首次从月球背面取样。
为应对可能的特殊情况，发射团队设计了多个最优轨道，确保在每个窄窗口内，嫦娥六号探测器都能以最佳状态进入轨道。此技术不仅提高了发射的可靠性，也优化了入轨精度，从而减少了探测器在调整姿态和轨道时的推进剂消耗。
在2003年10月15日，中国载人航天首次飞行选择在白天发射。与之前“神舟飞船”系列的夜间发射不同，此次白天发射的选择是基于多方面的考虑。总设计师周建平解释称，白天的温度更适合发射人员的操作，并且在发生意外的情况下，能更好地确保航天员的安全。
以往，“神舟飞船”系列飞船的发射窗口通常选在夜晚，主要是因为夜间条件有利于地面光学跟踪测量仪器捕捉飞船。然而，考虑到此次为首次载人飞行，出于对航天员安全的考虑，发射窗口被调整到白天。此次任务计划中，航天员将乘坐飞船在太空中绕地球飞行14圈，飞行总时间约为21小时。选择在白天发射的另一个重要理由是确保飞船返回地面时也处于白天，这将大大有利于地面搜救人员执行搜寻和定位任务。这种以人为本的发射窗口选择，最大限度地保障了航天员的生命安全。
此“窗”非彼窗——什么是发射窗口.北斗卫星导航系统.2024-05-03
Launch windows.NASA.2024-05-03
发射窗口.国家航天局.2024-05-03
“嫦娥”奔月:西昌卫星发射中心架天梯.搜狐网.2024-05-03
发射窗口.国家航天局.2024-05-03
嫦娥六号发射窗口有何特殊设计？4次变轨难点在哪？专家揭秘.环球网.2024-05-05
中国载人航天首次飞行为何选择白天发射.国家航天局.2024-05-05