卫星变轨问题具有较强的知识综合性,能很好地考查学生的空间思维能力和分析推理能力,是历年高考命题的热点题材,部分同学还没有掌握此类问题的分析求解方法.本文就卫星变轨的原因和处理方法作以简单归纳,供同学们参考. 一、认识卫星的变轨 1.变轨 卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程叫变轨.人造卫星发射后需要经过多次变轨,才能进入预定轨道.实际发射的卫星在进入轨道时存在一定误差,一般要对运动轨道进行数次微调达到最佳状态时才开始真正变轨,此过程卫星一般不止运行一圈.此外,在轨运行的卫星沿轨道运行时还需缓慢转动,使安装在卫星上的专门仪器或天线对地定向,太阳能帆板对日定向,它含有轨道力学(研究卫星质心绕地的运动)和姿态动力学(研究卫星绕其质心的转动及卫星各部分间的相对运动)两个方面,高中阶段只考虑轨道力学问题,不涉及姿态动力学方面的问题. 2.变轨原理及过程 若把地球看成一个匀质的球体,要使卫星绕其做圆周运动必须具有足够大的水平飞行速度才行,且卫星离地时的速度越大其轨道就越高.为节约火箭的能量,一般采用顺行轨道发射,充分利用地球自西向东旋转的初速. 将一颗卫星送到较高轨道上去,可采用直线或变轨两种方式发射.直线发射是一次送达,因要克服地球引力做功,且卫星处于动力飞行状态耗能多,故一般采用变轨发射.变轨发射时先把卫星送到近地轨道Ⅰ,当卫星运行到某点A时点火加速,卫星离心运动进入椭圆轨道Ⅱ,当卫星到达远地点B时,再开动发动机进行加速,使之进入预定轨道Ⅲ. 3.卫星变轨过程中描述卫星运动参量的变化
卫星变轨问题具有较强的知识综合性,能很好地考查学生的空间思维能力和分析推理能力,是历年高考命题的热点题材,部分同学还没有掌握此类问题的分析求解方法.本文就卫星变轨的原因和处理方法作以简单归纳,供同学们参考. 一、认识卫星的变轨 1.变轨 卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程叫变轨.人造卫星发射后需要经过多次变轨,才能进入预定轨道.实际发射的卫星在进入轨道时存在一定误差,一般要对运动轨道进行数次微调达到最佳状态时才开始真正变轨,此过程卫星一般不止运行一圈.此外,在轨运行的卫星沿轨道运行时还需缓慢转动,使安装在卫星上的专门仪器或天线对地定向,太阳能帆板对日定向,它含有轨道力学(研究卫星质心绕地的运动)和姿态动力学(研究卫星绕其质心的转动及卫星各部分间的相对运动)两个方面,高中阶段只考虑轨道力学问题,不涉及姿态动力学方面的问题. 2.变轨原理及过程 若把地球看成一个匀质的球体,要使卫星绕其做圆周运动必须具有足够大的水平飞行速度才行,且卫星离地时的速度越大其轨道就越高.为节约火箭的能量,一般采用顺行轨道发射,充分利用地球自西向东旋转的初速. 将一颗卫星送到较高轨道上去,可采用直线或变轨两种方式发射.直线发射是一次送达,因要克服地球引力做功,且卫星处于动力飞行状态耗能多,故一般采用变轨发射.变轨发射时先把卫星送到近地轨道Ⅰ,当卫星运行到某点A时点火加速,卫星离心运动进入椭圆轨道Ⅱ,当卫星到达远地点B时,再开动发动机进行加速,使之进入预定轨道Ⅲ. 3.卫星变轨过程中描述卫星运动参量的变化