【簡介:】航空(太空)軌道是一個抽象概念。當(dāng)火箭速度超過第一宇宙速度7.9公里/秒后進入太空,失去動力后,由于沒有空氣阻力,它仍能按固定的速度飛行。當(dāng)飛行時產(chǎn)生的離心力相當(dāng)于地球的地
航空(太空)軌道是一個抽象概念。當(dāng)火箭速度超過第一宇宙速度7.9公里/秒后進入太空,失去動力后,由于沒有空氣阻力,它仍能按固定的速度飛行。當(dāng)飛行時產(chǎn)生的離心力相當(dāng)于地球的地心引力時就會按一定的高度圍繞地球作圓周運動,這個運行軌跡就稱為太空軌道。
理論上來說,任何一個高度都能做軌道,但由于一定高度仍有稀薄的空氣,會產(chǎn)生阻力,一定的高度到了一定的時間就會掉下來;再由于離地球越遠,地心引力會減弱,就會逃離地球,飛向太空,所以科學(xué)家劃定了適合使用的區(qū)域。
人造地球衛(wèi)星軌道的確定:衛(wèi)星在軌道上繞地球衛(wèi)星主要是由發(fā)射時提供的能量,給了衛(wèi)星相應(yīng)的速度,這個速度的大小和方向決定了軌道的高度,另外衛(wèi)星也可以攜帶燃料,在繞地球運行的過程中進行變軌制動,以改變速度的方式改變軌道高度。
人造衛(wèi)星在軌道上運行的原理:衛(wèi)星之所以會按即定的軌道運行,主要原理是萬有引力提供其繞地球運行的向心力,而這些數(shù)據(jù)都是提前計算好的。
人造衛(wèi)星的軌道分類:
低軌道:衛(wèi)星飛行高度小于1000公里;
中高軌道:衛(wèi)星飛行高度在1000公里到20000公里之間;
高軌道:衛(wèi)星飛行高度大于20000公里。
一般低軌道的衛(wèi)星由于受大氣阻力的影響較大,壽命就會比較短。高軌道衛(wèi)星則壽命較長。地球的自然衛(wèi)星——月球,已繞地球運行了幾十億年。
就人造地球衛(wèi)星來說,其軌道按高度分低軌道和高軌道,按地球自轉(zhuǎn)方向分順行軌道和逆行軌道。這中間有一些特殊意義的軌道,如赤道軌道、地球同步軌道、對地靜止軌道、極地軌道和太陽同步軌道等。
衛(wèi)星軌道的形狀和大小是由長軸和短軸決定的,而交點角Ω、近地點幅角ω和軌道傾角i則決定軌道在空間的方位。這五個參數(shù)稱為衛(wèi)星軌道要素(根數(shù))。有時還加過近地點時刻tp,合稱為六要素。有了這六要素,就可知道任何時刻衛(wèi)星在空間的位置。
高低軌道沒有明確的劃分界限,一般把離地面幾百公里的衛(wèi)星軌道稱為低地球軌道。軌道傾角為零,軌道平面與地球赤道平面重合。這種軌道叫赤道軌道。
軌道高度為35786公里時,衛(wèi)星的運行周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同,這種軌道叫地球同步軌道;如果地球同步軌道的傾角為零,則衛(wèi)星正好在地球赤道上空,以與地球自轉(zhuǎn)相同的角速度繞地球飛行,從地面上看,好像是靜止的,這種衛(wèi)星軌道叫對地靜止軌道,它是地球同步軌道的特例。對地靜止軌道只有一條。
軌道傾角為90度時,軌道平面通過地球兩極,這種軌道叫極地軌道。如果衛(wèi)星的軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向、角速度與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的方向和角速度相同,則它的軌道叫太陽同步軌道。太陽同步軌道為逆行軌道,傾角大于90度。