《中國大百科全書(第2版)》讀書筆記16175-軌道保持

2025年04月09日22:52:09 科學 1025

軌道保持 orbit keeping

《中國大百科全書(第2版)》讀書筆記16175-軌道保持 - 天天要聞

利用航天器上的動力裝置調整航天器的速度,修正軌道參數,使航天器運行軌道與標準軌道的偏離量限制在給定範圍內(常以星下點的偏離位來表徵)。對不同高度的航天器,軌道保持的方法也不相同。

1. 近地觀測衛星的軌道保持

近地觀測衛星常採用太陽同步軌道和回歸軌道。通常用星下點軌跡在赤道上相對於標準軌跡的橫向偏離量表示軌道的漂移,這一橫向偏離量與軌道半長軸的偏差和軌道傾角的偏差有關。

影響軌道半長軸變化的主要攝動因素是大氣阻力,它使衛星軌道的半長軸逐漸減小,軌道周期逐漸縮短。因此實際星下點軌跡比標準軌道的星下點軌跡提前穿過赤道。如果在赤道上觀測,實際軌道的星下點則相對於標準星下點向東漂移。

當星下點軌跡在赤道上向東漂移到允許邊界時,控制系統使衛星上的某個特定的噴管噴氣,產生速度增量,使衛星加速。所獲得的速度增量必須足夠大,使修正後的軌道半長軸和相應的軌道周期大於標準值。這樣,在赤道上的星下點軌跡將離開東邊界而向西漂移。

為了節省推進劑,必須對修正軌道的速度增量值進行優選,使得當赤道上的星下點軌跡漂移到西邊界時,不再繼續向西漂移,而開始向東漂移。當到達東邊界時再次噴氣,調整衛星的速度。

地球非球形所引起的攝動使軌道平面繞地軸轉動。只要保證衛星入軌點的精度,使軌道平面繞地軸轉動的速度與地球繞太陽公轉的速度相等,就可獲得太陽同步軌道。

2. 地球靜止衛星的軌道保持

地球靜止衛星的標準星下點在赤道上某個指定的位置(定點位置)上。因此,又稱位置保持,位置保持的好壞用定點精度衡量。

地球非球形攝動使地球靜止衛星在赤道上空的漂移運動有4個平衡點。其中兩個是穩定的,另外兩個是不穩定的。衛星受到的切向攝動力指向離衛星較近的穩定平衡點,衛星在穩定平衡點的兩側作長周期漂移運動。在狹小的位置保持範圍內,地球靜止衛星受到的切向攝動力是單方向的。如果切向攝動力向西,軌道半長軸便不斷減小,軌道周期比同步(軌道)周期短,衛星就向東漂移。當漂移到東邊界時,衛星就應產生速度增量,使衛星向西漂移。這樣反覆調整,使衛星處於平衡點附近的允許值內。

在太陽輻射壓力的作用下,衛星在地球靜止軌道上每運行一圈中,就有半圈受到加速作用,而在另外半圈中受到減速作用。軌道周期仍與地球自轉周期相同,在這一攝動下軌道變成橢圓形,導致衛星每天在東西方向上來回漂移一次,漂移的範圍等於偏心率的兩倍。太陽引力和月球引力對地球靜止衛星的攝動使衛星的軌道偏離地球赤道面,導致衛星每天在南北方向上來回漂移一次,漂移的範圍等於軌道傾角。

位置保持有自主保持和非自主保持兩類。大多數地球靜止軌道通信衛星採用非自主方式。軌道保持所消耗的推進劑與軌道修正所需的速度增量成正比。在攝動力作用下,衛星的漂移特性與實際軌道參數有關。軌道修正的控制效率與修正時刻衛星的位置有關。

因此,軌道保持的最優策略問題為:選擇修正的時刻和設置修正後初始軌道的參數,使衛星在攝動力作用下停留在給定漂移範圍內的時間最長;或者根據給定的停留時間使推進劑消耗最少。

摘自:《中國大百科全書(第2版)》第8冊,中國大百科全書出版社,2009年

科學分類資訊推薦

國際上首次,地月空間衛星激光測距試驗在白天成功實施 - 天天要聞

國際上首次,地月空間衛星激光測距試驗在白天成功實施

5月6日,澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者從中國航天科技集團八院(又稱上海航天技術研究院)獲悉,4月29日,天都一號通導技術試驗星成功完成白天強光干擾條件下的地月空間激光測距技術試驗,在國際上首次打破地月空間衛星激光測距僅能在夜晚作業的時間限制,標誌着中國在深空軌道精密測量領域取得技術新突破。4月27日白天...
中國攻克光刻機光源,技術有別於阿斯麥 - 天天要聞

中國攻克光刻機光源,技術有別於阿斯麥

“中國突破了自主生產先進芯片的障礙!”,最近,《南華早報》發布的一篇報道,公布了一個振奮人心的消息,中國在西方拚命“卡脖子”的光刻機領域,取得了一項重要的研究成果。 據悉,中國科學院上海光....
走在開放前沿,它們靠什麼成為全球資源“強磁場”? - 天天要聞

走在開放前沿,它們靠什麼成為全球資源“強磁場”?

每經編輯:楊歡圖片來源:成都東部新區供圖從地面到天空,一座座拔地而起的機場正悄然改寫城市命運。全球化加速推進,越來越多城市加碼入局樞紐機場競爭,期待在加速聯通世界中重塑經濟地理與城市競爭力。一個普遍共識是,更高效便利的航空運輸會成為帶動貿易發展、人才流動、資源共享的全新動力源,進而創造面向未來發展的...
聯想“稀土外殼”爭議:美國能否靠回收提煉打破中國稀土封鎖? - 天天要聞

聯想“稀土外殼”爭議:美國能否靠回收提煉打破中國稀土封鎖?

背景:稀土出口管制下的“變相出口”疑雲近期,聯想推出的“稀土鎂合金”筆記本電腦外殼引發輿論爭議。據網友爆料,其外殼中使用的釔元素屬於中國嚴格管控的7類中重稀土之一。儘管中國已對稀土出口實施限制,但聯想通過將稀土加工成合金材料並嵌入筆記本電腦
歐盟砸5億歐元“搶人”,馬克龍:歐洲要做科學家的避風港 - 天天要聞

歐盟砸5億歐元“搶人”,馬克龍:歐洲要做科學家的避風港

當地時間5月5日,一場名為“為了科學 選擇歐洲”的大會在法國巴黎召開。法國與歐盟委員會在會上宣布,在美國特朗普政府減少對科研領域的資助之際,歐盟將設立一項總值5億歐元的科研激勵計劃,吸引外國的科研人員,特別是來自美國的科研人員前來工作。
木星發現巨型熔岩湖?朱諾號探測器傳回最新發現 - 天天要聞

木星發現巨型熔岩湖?朱諾號探測器傳回最新發現

木星北極的氣旋群像一群詭異的舞者,以超過160公里的時速相互碰撞;木衛一的熔岩湖在冰冷外殼下暗流涌動,熾熱岩漿隨時可能噴薄而出——這些堪比科幻大片的場景,正是NASA朱諾號探測器最新傳回的太陽系真相。
哈爾濱市第44屆“愛鳥周”活動啟幕 - 天天要聞

哈爾濱市第44屆“愛鳥周”活動啟幕

來源:【冰城+】5月5日,以“清除鳥網 密織法網 讓鳥兒自由飛翔”為主題的哈爾濱市第44屆“愛鳥周”活動啟動儀式在北方森林動物園百鳥廣場舉行。本次活動由市林業和草原局、公安局食葯環偵支隊、北方森林動物園等單位聯合舉辦。