航天轨道卫星,航天轨道

首先,地球同步轨道与地球同步静止轨道存在不同,地球同步轨道上的卫星绕飞地球一圈,所需时间为24小时,与地球自转一圈时间相同,但轨道不一定和赤道平面重合航天轨道卫星;而地球同步静止轨道卫星,除了与地球自转时间相同外,还必须在赤道平面上,因此难度更大,在接下来的回答中,默认为地球同步静止轨道。

航天轨道卫星,航天轨道

(不同类型的卫星轨道示意图)

航天轨道卫星,航天轨道

地球同步静止轨道约为35786千米,属于高轨道。同时,地球同步静止轨道所在平面与地球赤道平面重合,且地球同步轨道卫星沿着地球自转方向飞行,卫星的星下点始终保持不变,也就是说卫星与地面的位置相对保持不变。

航天轨道卫星,航天轨道

(地球同步静止轨道卫星示意,图片来源百度百科)

航天轨道卫星,航天轨道

想要把卫星发送到地球同步静止轨道,则需要大推力火箭,同时需要多次变轨改变卫星高度和轨道倾角。其过程大致分为两步:第一步是用火箭把卫星送入一个远地点在赤道上空35786千米、近地点为几百千米的大椭圆轨道(地球同步转移轨道);第二步是当卫星多次飞行到远地点时,点火启动卫星上的变轨发动机,使卫星加速飞行,以逐步提高卫星近地点高度到35786千米,最终进入地球同步静止轨道。

(地球同步静止轨道卫星入轨示意)

地球同步静止轨道空间资源有限,因此各航天大国都想抢占部署更多的卫星。目前,同步卫星的类型主要有气象卫星、通信卫星、侦查卫星和导航卫星等。我国的风云四号气象卫星、部分北斗导航卫星、高分四号对地观测卫星等均属于地球同步静止轨道卫星。

相对于近地轨道或太阳同步轨道卫星,发射地球同步静止轨道卫星困难更多,难度更大。首先,需要大推力火箭将卫星发射进入地球同步转移轨道;其次,卫星上的变轨发动机需要经过多次点火,可靠性要求较高;同时,尽量在维度较低的火箭发射场进行发射,以提高可运送航天器载荷。

(风云四号地球同步静止轨道气象卫星,图片来源中国气象局)

卫星进入地球同步静止轨道所需时间则由于火箭性能、运送载荷重量、入轨角度不同,差异较大,短则几天,多则几十天,如果任务不顺利,可能持续几个月。例如,2010年8月14日,美国发射首颗“先进极高频”军用通信卫星,但在卫星入轨过程中,卫星在远地点出现点火异常,不得不启用卫星上的氙离子霍尔推进器执行了500多次点火来变轨,历时约14个月,直到2011年10月24日,才进入了预定的地球同步静止轨道。

卫星的最低运行轨道离地球多少公里?为什么?

应该是120km以上吧第53届巴塞罗那国际航空联合大会决议规定,“地球表面100Km以上空间为航天空间,为国际公共领域,100Km以下空间为航空空间领域。”这是为什么卫星要选择100Km以上这样的高度。卫星轨道为什么要选择120Km以上这样的高度运行?主要是考虑气象因素,大家知道地球有一个大气层,90%大气质量在30Km以下,30Km以上逐渐稀薄了。随着高度的增加,空气密度急剧下降,在距地面100Km的高度上,空气密度为海平面的一百万分之一;在120Km高度上,空气密度为海平面的几千万分之一;在200Km高度上,空气密度只有海平面的五亿分之一。大家要问达不到120Km以上高度会怎样?达不到120Km以上高度就会掉下来。美国1959年曾发射了一颗卫星,距地球最低点是69英里,1英里=1.609Km,69英里=112Km,这颗卫星发射的很成功,上去围绕地球转了一圈后就掉下来了。为什么?这是由于受到空气阻力的影响,它没有真正脱离无阻力飞行的环境,所以就掉下来了。严格说必须把卫星运行轨道选择在120Km以上的空间,它才不会掉下来。