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卫星变轨不同轨道切点处加速度速度如何改变 如何在这个轨道进入

发布时间:2019-08-24 20:10 来源:未知 编辑:admin

  切点处加速的是相同的,它指的是万有引力产生的向心加速度,由于两轨道的切点处万有引力相同,所以同一点向心加速度不变。由(GMm)/(r^2)=mv^2/r可得V的表达式为GM/r再开一大根号,可知轨道半径增大速度减小,从低轨道进入高轨道需要点火发动增加动能从而增大速度,只要速度增大就会上升至更高轨道又将动能更多的转化为重力势能,所以变至高轨道时运行速度会更小,但更多的重力势能增加依然使其总能量增大,最后达到一个较高轨道的稳定圆周运行状态,此时速度比低轨道更小,这里轨道半径增大速度减小所说的速度是指不同轨道的圆周运行速度,点火加速增大的速度是指变轨的中间过程的速度。若从高轨道变至低轨道则相反!此处不便用图示详细说明希望能对大家有帮助!

  卫星通过自身推力器产生的加速度来改变轨道,一般在轨道的近地点或远地点进行变轨。

  有三种基本的机动可以用来改变轨道:(1)在轨道面内改变轨道形状或尺寸大小;(2)通过改

  变轨道倾角来改变轨道面;(3)在轨道倾角不变时,通过轨道面绕地轴旋转来改变轨道面。

  一个原来轨道高度为h的圆轨道卫星,如果在轨道上某一点卫星速度突然增加ΔV(没有改

  变速度方向),卫星不会在原有的相同轨道上更快的运行,而是原来的轨道在相同的轨道面内变

  新轨道的近地点(卫星最接近地球的一点)位于速度突然增加的那一点处,而这一点的高度仍然保持为h。椭圆轨道的主轴总是通过地心,而新轨道的近地点和远地点分别位于主轴的两端,轨道远地点的高度大于h并且由ΔV的值来决定。

  如果在卫星运动的反方向上施加推力,圆轨道卫星的速度在轨道上某点会减小,那么这个点

  就变成了椭圆轨道的远地点,并且该远地点的高度为h,近地点的高度将小于h。

  更一般的情况是对于椭圆轨道,只改变其速度的大小而不改变其方向就会产生另一个椭圆轨

  道,它是同一轨道面内不同形状和方位的椭圆轨道。产生的轨道结果取决于ΔV值和速度变化所

  发生的位置。然而,在两种特殊情况下,椭圆轨道能被变为圆轨道,轨道高度可能有两个值。在

  远地点速度增加所需的一定数值会产生高度等于椭圆轨道远地点高度的圆轨道。在近地点速度减

  如果要从一个圆轨道(距地心R1),到达另一个与之在同一平面内,且不相切的圆轨道(距地心R2)(假设R2R1),可通过两次上面的机动来完成。先在R1轨道上加速,变为近地点为R1,远地点为R2的椭圆轨道,然后在远地点加速变为R2圆轨道。用来在两个圆轨道变化之间进行变轨的椭圆轨道与这两个圆轨道都相切,称为霍曼变轨轨道。

  轨道倾角改变Δθ需要卫星总的速度矢量旋转Δθ,由矢量加法可以得到所需的ΔV为:

  展开全部加速度不知道。椭圆轨道近地点与内圆轨道相切时,椭圆轨道的速度大于圆轨道的速度,故离心运动半径增大。椭圆轨道远地点与外圆轨道相切时,圆轨道速度大,椭圆轨道速度小,故近心运动半径减小。

  卫星加速进入远地轨道,减速进入近地。进入远地轨道后速度减小,进入近地轨道后速度变大。由向心力公式及万有引力公式得速度正比于GM∕∕R,即反比于R。

  人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)在轨道运行的过程中,常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命。据介绍,由于受地球引力影响,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,常此以久将使得其轨道越来越低,最终将会坠落大气层。据俄罗斯飞行控制中心2010年2月21日凌晨宣布,国际空间站运行轨道当天顺利提升了6.2公里,为俄罗斯载人飞船及美国航天飞机与空间站对接创造了条件。 此次轨道提升从莫斯科时间21日零时15分(北京时间21日5时15分)开始,对接在国际空间站“星辰”服务舱上的俄“进步 M-04M”货运飞船的8个发动机被启动,并工作了1557秒,从而使国际空间站运行轨道提升了6.2公里,最后到达距地球约349公里的太空轨道,整个过程是在自动状态下完成的。飞船的发动机向后喷气将会获得向前的加速度,飞船的姿态将发生变化。那么从物理学角度如何来分析这个变轨过程?按照人造卫星运行的规律,其在轨的运行速度V大小由下列公式决定: 其中G为万有引力恒量,M为地球的质量,r为人造卫星的轨道半径(地球半径R + 人造卫星距地面高度h)。从以上公式可以看出,在轨的人造卫星其速度完全由轨道半径大小决定:与其的平方根成反比——轨道半径越小的,其速度越大(贴地球表面飞行,其速度最大,即为第一宇宙速度7.9千米/秒);轨道半径越大的,其速度越小。在变轨过程中,人造卫星由低轨道调整到高轨道,其轨道半径增加,那么运行速度将比原来的小。根据上面的公式,我们可以计算出随着人造卫星轨道半径增加,其运行速度(变化)的数据: 从以上表格的数据可以看到,随着人造卫星轨道半径的增加(距地面高度的增加),其运行速度越来越小。高度每增加50千米,速度约会减小28米/秒(不是线性减小)。这次国际空间站运行轨道提升了6.2公里,其运行速度只减小了3米/秒。有人可能对此会提出疑问——明明是飞船发动机喷气加速,那么在变轨过程中,飞船的速度应该是逐渐增加的。

  ——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。 变轨之后,飞船做匀速圆周运动的轨道半径增大!

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