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文檔簡介

1、簡單的說:所有的地球衛星都是靠萬有引力(或者可以叫做重力)充當向心力,所以,萬有引力指向地心,而向心力的“心”也是地心,一句話:所有的地球衛星都是圍繞地心做圓周運動的(無論是極地衛星、同步衛星還是一般衛星)。下面有一篇文章對衛星有比較詳細的論述,你看看。人造地球衛星原理2008-06-10 下午 08:24“人造衛星”就是我們人類“人工制造的衛星”。科學家用火箭把它發射到預定的軌道,使它環繞著地球或其他行星運轉,以便進行探測或科學研究。圍繞哪一顆行星運轉的人造衛星,我們就叫它哪一顆行星的人造衛星,比如最常用于觀測、通訊等方面的人造地球衛星。地球對周圍的物體有引力的作用,因而拋出的物體要落回地面

2、。但是,拋出的初速度越大,物體就會飛得越遠。牛頓在思考萬有引力定律時就曾設想過,從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,落地點也就一次比一次離山腳遠。如果沒有空氣阻力,當速度足夠大時,物體就永遠不會落到地面上來,它將圍繞地球旋轉,成為一顆繞地球運動的人造地球衛星,簡稱人造衛星。人造衛星是發射數量最多,用途最廣,發展最快的航天器。1957年10月4日蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星。之后,美國、法國、日本也相繼發射了人造衛星。中國于1970年4月24日發射了東方紅1號人造衛星,截止1992年底中國共成功發射33顆不同類型的人造衛星。 人造衛星一般由專用系統和保障系統組成。專用系統是指與

3、衛星所執行的任務直接有關的系統,也稱為有效載荷。應用衛星的專用系統按衛星的各種用途包括:通信轉發器,遙感器,導航設備等。科學衛星的專用系統則是各種空間物理探測、天文探測等儀器。技術試驗衛星的專用系統則是各種新原理、新技術、新方案、新儀器設備和新材料的試驗設備。保障系統是指保障衛星和專用系統在空間正常工作的系統,也稱為服務系統。主要有結構系統、電源系統、熱控制系統、姿態控制和軌道控制系統、無線電測控系統等。對于返回衛星,則還有返回著陸系統。 人造衛星的運動軌道取決于衛星的任務要求,區分為低軌道、中高軌道、地球同步軌道、地球靜止軌道、太陽同步軌道,大橢圓軌道和極軌道。人造衛星繞地球飛行的速度快,低

4、軌道和中高軌道衛星一天可繞地球飛行幾圈到十幾圈,不受領土、領空和地理條件限制,視野廣闊。能迅速與地面進行信息交換、包括地面信息的轉發,也可獲取地球的大量遙感信息,一張地球資源衛星圖片所遙感的面積可達幾萬平方千米。 在衛星軌道高度達到35800千米,并沿地球赤道上空與地球自轉同一方向飛行時,衛星繞地球旋轉周期與地球自轉周期完全相同,相對位置保持不變。此衛星在地球上看來是靜止地掛在高空,稱為地球靜止軌道衛星,簡稱靜止衛星,這種衛星可實現衛星與地面站之間的不間斷的信息交換,并大大簡化地面站的設備。目前絕大多數通過衛星的電視轉播和轉發通信是由靜止通信衛星實現的。【人造衛星種類】人造衛星是個興旺的家族,

5、如果按用途分,它可分為三大類:科學衛星,技術試驗衛星和應用衛星。 科學衛星是用于科學探測和研究的衛星,主要包括空間物理探測衛星和天文衛星,用來研究高層大氣,地球輻射帶,地球磁層,宇宙線,太陽輻射等,并可以觀測其他星體。 技術試驗衛星是進行新技術試驗或為應用衛星進行試驗的衛星。航天技術中有很多新原理,新材料,新儀器,其能否使用,必須在天上進行試驗;一種新衛星的性能如何,也只有把它發射到天上去實際“鍛煉”,試驗成功后才能應用;人上天之前必須先進行動物試驗這些都是技術試驗衛星的使命。 應用衛星是直接為人類服務的衛星,它的種類最多,數量最大,其中包括:通信衛星,氣象衛星,偵察衛星,導航衛星,測地衛星,

6、地球資源衛星,截擊衛星等等。【運行軌道】人造衛星的運行軌道(除近地軌道外)通常有三種:地球同步軌道,太陽同步軌道,極軌軌道。 地球同步軌道 是運行周期與地球自轉周期相同的順行軌道。但其中有一種十分特殊的軌道,叫地球靜止軌道。這種軌道的傾角為零,在地球赤道上空35786千米。地面上的人看來,在這條軌道上運行的衛星是靜止不動的。一般通信衛星,廣播衛星,氣象衛星選用這種軌道比較有利。地球同步軌道有無數條,而地球靜止軌道只有一條。 太陽同步軌道 是軌道平面繞地球自轉軸旋轉的,方向與地球公轉方向相同,旋轉角速度等于地球公轉的平均角速度(360度/年)的軌道,它距地球的高度不超過6000千米。在這條軌道上

7、運行的衛星以相同的方向經過同一緯度的當地時間是相同的。氣象衛星、地球資源衛星一般采用這種軌道。 極地軌道 是傾角為90度的軌道,在這條軌道上運行的衛星每圈都要經過地球兩極上空,可以俯視整個地球表面。氣象衛星、地球資源衛星、偵察衛星常采用此軌道。【人造衛星工程系統】通用系統有結構,溫度控制,姿態控制,能源,跟蹤,遙測,遙控,通信,軌道控制,天線等等系統,返回式衛星還有回收系統,此外還有根據任務需要而設的各種專用系統。人造衛星能夠成功執行預定任務,單憑衛星本身是不行的,而需要完整的衛星工程系統,一般由以下系統組成: 1.發射場系統2.運載火箭系統3.衛星系統4.測控系統5.衛星應用系統 6.回收區

8、系統(限于返回式衛星)【衛星系統的組成部分】衛星系統中,各種設備按其功能上的不同,分為有效載荷及衛星平臺兩大部分。衛星平臺又分為多個子系統: 有效載荷(不同類型衛星均不同,共同的有:)1、對地相機2、恒星相機3、搭載的有效載荷衛星平臺(為有效載荷的操作提供環境及技術條件,包括:)1、服務系統2、 熱控分系統3、 姿態和軌道控制分系統4、 程序控制分系統5、 遙測分系統6、 遙控分系統7、 跟蹤和測試分系統8、 供配電分系統9、 返回分系統(限於返回式衛星)【人造衛星的用途】一、人造衛星的用途如何決定?人造衛星的組成基本上可分為衛星本體及酬載兩部分。酬載即是衛星用來做實驗或服務的儀器,衛星本體為

9、維持酬載運作的載具。衛星的用途依其所攜帶的酬載而定。二、人造衛星有哪幾類?用途為何?人造衛星的優點在于能同時處理大量的資料及能傳送到世界任何角落,使用三顆衛星即能涵蓋全球各地,依使用目的,人造衛星大致可分為下列幾類:科學衛星:送入太空軌道,進行大氣物理、天文物理、地球物理等實驗或測試的衛星,如中華衛星一號、哈伯等。通信衛星:做為電訊中繼站的衛星,如:亞衛一號。軍事衛星:做為軍事照相、偵察之用的衛星。氣象衛星:攝取云層圖和有關氣象資料的衛星。資源衛星:攝取地表或深層組成之圖像,做為地球資源探勘之用的衛星。星際衛星:可航行至其它行星進行探測照相之衛星,一般稱之為行星探測器,如先鋒號、火星號、探路者

10、號等。順行軌道 順行軌道的特點是軌道傾角即軌道平面與地球赤道平面的夾角小于90度。在這種軌道上運行的衛星,絕大多數離地面較近,高度僅為數百公里,故又將其稱為近地軌道。我國地處北半球,要把衛星送入這種軌道,運載火箭要朝東南方向發射,這樣能夠利用地球自西向東自轉的部分速度,從而可以節約火箭的能量。地球自轉速度可以通過赤道自轉速度、發射方位角和發射點地理緯度計算出來。不難想象,在赤道上朝著正東方向發射衛星,可利用的速度最大,緯度越高能用的速度越小。 我國用長征一號、風暴一號兩種運載火箭發射的8顆科學技術試驗衛星,用長征二號、二號丙、二號丁3種運載火箭發射的17顆返回式遙感衛星以及用長征二號f運載火箭

11、發射的神舟號試驗飛船,都是用順行軌道。它們都是從酒泉發射中心起飛被送入近地軌道運行的。通過長征三號甲運載火箭發射的1顆北斗導航試驗衛星也是采用順行軌道。 逆行軌道 逆行軌道的特征是軌道傾角大于90度。欲把衛星送入這種軌道運行,運載火箭需要朝西南方向發射。不僅無法利用地球自轉的部分速度,而且還要付出額外能量克服地球自轉。因此,除了太陽同步軌道外,一般都不利用這類軌道。 由于地球表面不是理想的球形,其重力分布也不均勻,使衛星軌道平面在慣性空間中不斷變動。具體地說,地球赤道部分有些鼓漲,對衛星產生了額外的吸引力,給軌道平面附加了1個力矩,使軌道平面慢慢進動,進動方向與軌道傾角有關。當軌道傾角大于90

12、度時,力矩是逆時針方向,軌道平面由西向東進動。適當調整衛星的軌道高度、傾角和形狀,可使衛星軌道平面的進動角速度每天東進0.9856度,恰好等于地球繞太陽公轉的日平均角速度,這就是應用價值極大的圓形太陽同步軌道。 在太陽同步軌道上運行的衛星,可在相同的時間和光照條件下觀察衛星云層和地面目標。氣象、資源、偵察等應用衛星大多采用這類軌道。我國用長征四號火箭發射的2顆風云一號氣象衛星和2顆測量大氣密度的地球衛星,用長征四號2火箭發射的1顆風云一號氣象衛星、1顆中國和巴西合制的資源一號衛星、1顆中國資源二號衛星、1顆實踐五號科學試驗衛星,都采用這種軌道。它們都是從太原發射中心升空的。長四乙火箭在發射資源

13、一號衛星時,還用1箭雙星的方式把1顆巴西小型科學應用衛星送入太陽同步軌道。 赤道軌道 赤道軌道的特點是軌道傾角為0度,衛星在赤道上空運行。這種軌道有無數條,但其中的一條地球靜止軌道具有特殊的重要地位。由于衛星飛行速度隨距地面的高度而變化,軌道越高,速度越小,環繞周期越長,故由計算可知,當其在赤道上空35786公里高的圓形軌道上由西向東運行1周的時間,恰好是23小時56分4秒,正與地球自轉一周的時間相同,這條軌道就被稱為地球靜止軌道。因為衛星環繞周期等于地球自轉周期,兩者方向又一致,故相互之間保持相對靜止。從地面上看,衛星猶如固定在赤道上空某一點。在靜止軌道上均勻分布3顆通信衛星即可進行全球通信

14、的科學設想早已變為現實。世界上主要的通信衛星都分布在這條軌道上。有的氣象衛星、預警衛星也被送入靜止軌道。我國用長征三號火箭先后發射了1顆試驗衛星、5顆東方紅二號系列通信衛星、2顆風云二號氣象衛星、用長征三號甲火箭發射了1顆實踐四號探測衛星、2兩顆東方紅三號通信衛星、1顆中星22號通信衛星,這些衛星中有10顆進入靜止軌道預定位置。發射這類衛星,星上要攜帶遠地點發動機,運載火箭把衛星送入大橢圓同步轉移軌道后,地面再發出指令,讓星上遠地點發動機點火,將衛星移入靜止軌道。 極地軌道 就衛星軌道類型來說,還有一種軌道傾角為90度的極地軌道。它是因軌道平面通過地球南北兩極而得名。在這種軌道上運行的衛星可以

15、飛經地球上任何地區上空。我國雖未研制運行于此類軌道的衛星,但發射過此類軌道的衛星。長征二號丙改進型火箭以1箭雙星的方式6次從太原起飛,把12顆美國銥星送入太空,就屬于這種發射方式。【貝克努恩人造衛星跟蹤照相機】二十世紀五十年代由貝克和努恩設計的大型高精度人造衛星跟蹤照相機首批12臺設置在環繞地球的35緯度帶內。這種照相機采用焦距50厘米口徑也是50厘米的特殊設計的施密特光學系統(見施密特望遠鏡)改正鏡由三片透鏡組成視場530。焦面是半徑50厘米的近似球面。采用寬約56毫米的長感光膠卷藉67公斤拉力變形后伏貼在膠片支承板上。機架為三軸式裝置以大圓弧逼近衛星視軌跡最高點近傍30弧段進行跟蹤角速度可

16、在每秒07000之間連續調節。對于角速度為每秒1的衛星當跟蹤誤差為1時可拍攝到星等為11等的暗衛星。照相機以固定方式工作時可拍攝到6等的衛星。它有一扇圓筒狀斷口快門圍繞著焦面高精度地旋轉在恒星或衛星的星像拖痕上截出用作測量標志的斷口每轉一周截出兩個斷口另一扇“蛤殼”狀總快門同心地緊圍在斷口快門之外。蛤殼每啟閉一次完成一次曝光在此期間星像拖痕被斷口快門截出5個斷口。曝光時間有0.20.40.81.63.2秒五種。在形成第三個斷口的中央時刻子鐘度盤(分秒0.01秒盤)和100周圓掃描陰極射線管的記時亮點被投射到底片端部。記時精度達1毫秒位置精度達2。當照相機以固定式拍攝低速衛星時由于曝光時間較長恒

17、星像明顯地拖長降低了測量精度。貝克-努恩照相機改進型的設計是將原來的垂直軸斜置成極軸照相機繞極軸恒速運轉使恒星成為點像。 揪錯 評論2 舉報 提問者對答案的評價: 謝了,下次能不能簡潔些其他回答回答:少女時代級別:碩士研究生2008-11-15 08:56來自:貴州省貴陽市 同步衛星、極地衛星、普通衛星,一般就這么幾種。軌道半徑是多少,那要看衛星的具體用途,都不一定的,但同步衛星是固定的,軌道在35860公里,而且一定是在赤道上空,否則就不可能成為同步衛星。 衛星的軌道有哪幾種?日期:2008-05-08 13:36點擊:223次復制網址 | 收藏 | 引用 查看文章來源 人造衛星的軌道根據形

18、狀不同可以有各種名稱。 1) 圓軌道、橢圓軌道、拋物線軌道等,您可以根據名字想象出來。2) 靜止軌道 衛星繞地球一周的周轉時間等于地球的自轉周期,這樣的軌道叫地球同步軌道,如果從地面上各地方看過去,衛星在赤道上的一點靜止不動,這種軌道叫靜止軌道。由于靜止軌道能夠長期觀測特定地區,并能將大范圍的區域同時收入視野,因此被廣泛應用于氣象衛星、通訊衛星等。3) 太陽同步軌道 太陽同步軌道是指衛星的軌道運行面在1恒星年中以地球的公轉方向相同方向而同時旋轉的軌道。在太陽同步軌道上,對同一地點,衛星總以同一方向通過。因此,太陽光的入射角度幾乎是固定的。4) 準回歸軌道 回歸軌道是指衛星星下點的軌跡每天通過同

19、一地點的軌道,而每隔n天通過的情況叫準回歸軌道。要覆蓋整個地球適于采用準回歸軌道。tags: 衛星 軌道 閱讀(223) | 評論(0) | 編輯 | 返回 上一篇:垂死掙扎的神風特攻下一篇:佩服文章評論共 0 個評論窗體頂端帳 號: 密 碼 窗體底端描述: 附件: 窗體頂端發表評論頂端 使用簽名 wind code自動轉換 匿名帖 字體字號段落格式 按 ctrl+enter 直接提交字數檢查 恢復數據 存為草稿 草稿箱該帖包含附件(不想保留的附件去掉) : 表情 更多 窗體底端窗體頂端窗體底端個人資料 用戶名:等待春天通行證:263991級別:圣靈法師日志:113篇人氣:101119狀態:離線日志分類 所有日志 默認欄目日歷32010 年4 月4日一二三四五六12345678910111213141516

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