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卫星如何变轨

发布时间:2019-07-09 16:54 来源:未知 编辑:admin

  卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为变轨。卫星轨道是椭圆,节省发射火箭燃料的方法,可以先发射到大椭圆轨道,卫星处于远地点的时候,卫星上面的姿态调整火箭点火,这样卫星的轨道变成需要的高度。变轨可以多次,这就需要精确计算卫星变轨的时间,由地面指令控制。受地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会以每天 100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)的正常工作。在轨道运行的过程中,常常需要变轨。变轨除了能规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命。

  ——当飞船发动机喷气加速,飞船的速度增加,作圆周运动所需的向心力增加,但是圆周运动所提供的向心力(即万有引力)不变,飞船将会作离心运动,其运行轨道将提升,速度将会减小。

  ——在这里我们来作以下的估算:设人造卫星的质量为2吨,原轨道半径为342.8公里,现变轨到349公里。该人造卫星的重力势能增加值为(假设该过程中重力加速度值无变化,且值为10米/秒2)在这个过程中该人造卫星的动能减少值为(万有引力恒量G = 6.67×10-11牛.米2/千克2,地球质量M = 5.98×1024千克)

  由以上估算可以看出——该人造卫星在变轨(由低轨道升至高轨道)的过程中,重力势能增加值远远大于动能减少值。也就是说,在变轨过程中,发动机消耗的能量E主要是为了增加人造卫星的重力势能。据能量守恒关系,有 E + ΔEK = ΔEP,也就是说人造卫星调整到高轨道是以动能的损失和发动机消耗能量为代价来增加其重力势能。

  卫星速度越低,当然就越接近地球,当速度低于第一宇宙速度时,就只能落下来了。那是动能不变的情况下吧。速度降低才是主因!做这些问题时要分析导致变化的主要原因!

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