人造卫星是如何按预定轨道运行的?

核电站发电原理2022-06-24  24

人造卫星是如何按预定轨道运行的? 01

运载火箭要让人造卫星获得很高的速度,靠惯性飞行。
同时要掌握卫星进入轨道那一刻的方向和速度。火箭与卫星分离时的飞行方向,也是卫星进入轨道时的方向。
它们分离后,受重力和惯性影响的卫星会继续在一定的轨道上运行。

和载人飞船一样,人造卫星的轨道是由宇航员控制的。它是一种无人航天器,只有通过自动控制或跟踪遥控,才能在预定的轨道上运行。

为了达到预定目的,首先要准确地将其送入预定轨道。这时候运载火箭就是最高的任务,让人造卫星获得一个很高的速度,靠惯性飞行。
同时要掌握火箭和卫星分离进入轨道那一刻的方向和速度。
运载火箭的推力决定了卫星的大小。
各种卫星由于功能和用途不同,其轨道高度差别很大。火箭应该准确地将卫星发射到更高或更低的轨道。
比如卫星运行在250km高的轨道上,轨道的高度误差不能超过10km,要求卫星进入轨道的角度误差小于2.3°,速度误差小于2/10000。

火箭与卫星分离时,飞行方向也是卫星进入轨道的方向。
它们分离后,受重力和惯性影响的卫星会继续在一定的轨道上运行。
如果地面想知道卫星是否在预定轨道上飞行,只有通过卫星的跟踪和轨道测量系统才能知道。

跟踪卫星常用的方法有两种:光学测量,在地面用光学经纬仪、激光测距仪、高速相机、电影经纬仪、望远镜等光学仪器跟踪卫星。
这种方法只记录和观测卫星的运动,不需要卫星的配合。
这种方法现在已经很少使用了,因为光学测量会受到卫星表面反射特性、卫星大小和天气的限制,不利于随时观测或者观测不到位。

如果要在地面上跟踪卫星,首先要利用接收到的来自卫星的无线电信号,利用多普勒频率变化和延迟时间来确定卫星相对于地面的速度和距离。
根据这些数据,我们可以计算出卫星预定轨道与实际轨道之间的偏差、位置和飞行速度,从而引导卫星沿着正确的轨道飞行。

无线电可以实现全天候跟踪测量,不受天气影响,进行远距离定位。
虽然发射前设计了人造卫星的理论轨道,但卫星发射后理论轨道与实际轨道存在偏差。
因此,当火箭与卫星分离入轨时,需要及时跟踪测量,并根据掌握的卫星轨道参数,计算整个轨道,使卫星进入预定轨道。
这一切都是通过调整卫星轨道的推进系统和导航系统来完成的。

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