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人造地球衛星由運載火箭發射入軌。從發射點到入軌點的飛行軌跡叫發射軌道。發射軌道包括垂直起飛段、程序轉彎段和入軌段。垂直起飛段和程序轉彎段都大同小異,但入軌段根據軌道高度的不同有直接入軌、滑行入軌和過渡轉移入軌之分。
低軌道衛星一般直接入軌,即火箭連續工作,當最後一級火箭發動機關機時,衛星就可進入預定軌道。
中、高軌道衛星常常滑行入軌。其發射軌道由火箭發動機工作時的主動段、發動機關機後靠慣性飛行的滑行段和發動機再次工作時的加速段組成。
地球靜止軌道衛星常常采用過渡轉移軌道入軌。它因火箭的級數不同而有差異。對於三級火箭來說,過程一般如下。
第一、二級火箭紅主動段、停泊軌道和加速段,將衛星連同火箭上麵級送入200-400千米的停泊軌道。當飛經赤道上空時火箭上麵級點火,把衛星送入近地點與停泊軌道高度相同、遠地點為35786千qian米mi的de大da橢tuo圓yuan轉zhuan移yi軌gui道dao。衛wei星xing在zai轉zhuan移yi軌gui道dao上shang運yun行xing時shi,地di麵mian測ce控kong站zhan要yao精jing確que測ce量liang它ta的de姿zi態tai和he軌gui道dao參can數shu,並bing隨sui時shi調tiao整zheng它ta的de姿zi態tai偏pian差cha。當dang衛wei星xing在zai預yu定ding的de點dian火huo圈quan運yun行xing到dao遠yuan地di點dian時shi,地di麵mian測ce控kong站zhan發fa出chu指zhi令ling,讓rang衛wei星xing上shang的de遠yuan地di點dian發fa動dong機ji點dian火huo,使shi衛wei星xing提ti高gao飛fei行xing速su度du,並bing改gai變bian飛fei行xing方fang向xiang,進jin入ru地di球qiu同tong步bu軌gui道dao。如ru要yao進jin入ru地di球qiu靜jing止zhi軌gui道dao,則ze需xu用yong衛wei星xing上shang的de小xiao推tui力li發fa動dong機ji調tiao整zheng它ta的de運yun行xing速su度du,使shi它ta慢man慢man地di到dao達da預yu定ding的de經jing度du上shang空kong。這zhe一yi過guo程cheng叫jiao衛wei星xing定ding點dian。
飛向太陽係其他天體的航天器叫行星控測器。行星控測器的飛行軌跡叫航線(或軌道)。要(yao)飛(fei)向(xiang)其(qi)他(ta)天(tian)體(ti),必(bi)須(xu)達(da)到(dao)擺(bai)脫(tuo)地(di)球(qiu)引(yin)力(li)的(de)第(di)二(er)宇(yu)宙(zhou)速(su)度(du),航(hang)行(xing)器(qi)以(yi)拋(pao)物(wu)線(xian)軌(gui)跡(ji)飛(fei)離(li)地(di)球(qiu),然(ran)後(hou)在(zai)太(tai)陽(yang)引(yin)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)以(yi)圓(yuan)軌(gui)道(dao)繞(rao)太(tai)陽(yang)飛(fei)行(xing)。如(ru)它(ta)大(da)於(yu)第(di)二(er)宇(yu)宙(zhou)速(su)度(du)而(er)小(xiao)於(yu)第(di)三(san)宇(yu)宙(zhou)速(su)度(du),又(you)是(shi)沿(yan)地(di)球(qiu)公(gong)轉(zhuan)方(fang)向(xiang)飛(fei)行(xing),由(you)於(yu)它(ta)比(bi)環(huan)繞(rao)太(tai)陽(yang)飛(fei)行(xing)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)速(su)度(du)大(da),因(yin)而(er)在(zai)近(jin)日(ri)點(dian)入(ru)軌(gui)後(hou),便(bian)在(zai)地(di)球(qiu)軌(gui)道(dao)外(wai)側(ce)的(de)橢(tuo)圓(yuan)軌(gui)道(dao)繞(rao)太(tai)陽(yang)飛(fei)行(xing)。速(su)度(du)愈(yu)大(da),橢(tuo)圓(yuan)軌(gui)道(dao)愈(yu)扁(bian)長(chang),到(dao)達(da)的(de)距(ju)離(li)就(jiu)愈(yu)遠(yuan)。因(yin)此(ci),選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)的(de)初(chu)速(su)度(du),可(ke)使(shi)探(tan)測(ce)器(qi)到(dao)達(da)火(huo)星(xing)、木星……冥ming王wang星xing等deng地di外wai行xing星xing及ji其qi衛wei星xing。如ru果guo是shi沿yan地di球qiu公gong轉zhuan相xiang反fan的de方fang向xiang飛fei行xing,控kong測ce器qi在zai遠yuan日ri點dian入ru軌gui後hou,將jiang在zai太tai陽yang引yin力li作zuo用yong下xia在zai地di球qiu軌gui道dao內nei側ce的de橢tuo圓yuan軌gui道dao上shang繞rao太tai陽yang飛fei行xing,可ke與yu金jin星xing、水(shui)星(xing)等(deng)地(di)內(nei)行(xing)星(xing)相(xiang)遇(yu)。如(ru)果(guo)達(da)到(dao)第(di)三(san)宇(yu)宙(zhou)速(su)度(du),則(ze)它(ta)以(yi)雙(shuang)曲(qu)線(xian)軌(gui)道(dao)飛(fei)離(li)地(di)球(qiu),而(er)以(yi)拋(pao)物(wu)線(xian)軌(gui)跡(ji)飛(fei)離(li)太(tai)陽(yang)。選(xuan)擇(ze)適(shi)當(dang)的(de)發(fa)射(she)時(shi)間(jian),它(ta)也(ye)可(ke)與(yu)地(di)外(wai)行(xing)星(xing)相(xiang)遇(yu)。
由上可知,飛向太陽係其他天體的航線(軌道)不隻一條。由於各種軌道所要求的初始速度不同,而初始速度最小則能量最省,因而初始速度最小的軌道被稱為能量最省軌道。
飛向行星的能量最省航線隻有一條,這就是與地球軌道及目標行星軌道同時相切的雙切橢圓軌道。它是奧地利科學家霍曼在1925年首先提出來的,因而又叫“霍曼軌道”。霍曼軌道以太陽為一個焦點,遠日點(或近日點)和近日點(或遠日點)分別位於地球軌道和目標行星軌道上。軌道的長軸則等於地球軌道半徑與目標行星軌道半徑之和。
用能量最省航線飛向遠距離行星的時間太漫長,如飛向冥王星約需46nian。weijieshengshijian,xucaiyongqitahangxian,huozhezaihangchengzhongyongzibeidonglijiasu,huozhejiezhuqitaxingxingdeyinlijiasu,danzheyangyilai,qiguijibuzaishidanchundetuoyuan、拋物線或雙曲線了。飛向月球的航線與飛向行星的航線類似。
zaishijiyingyongzhong,weilekefuhuojianfashechangdiliweizhidejuxian,feixiangyueqiuhexingxingdetanceqiyibanxianjinruraodiqiufeixingdeguoduguidao,ranhouzaiheshidefangweishangjiasujinruyudinghangxian。
有些航天器,如返回式衛星、載人飛船和航天飛機等,在完成任務後要返回地球。從脫離運行軌道到降落地麵這一段的飛行軌跡叫航天器的返回軌道。
根據航天器在返回軌道上所受阻力和升力的情況,其返回軌道可分為彈道式、半彈道式和滑翔式(升力式)。
彈(dan)道(dao)式(shi)返(fan)回(hui)軌(gui)道(dao)。航(hang)天(tian)器(qi)脫(tuo)離(li)運(yun)行(xing)軌(gui)道(dao)進(jin)入(ru)返(fan)回(hui)軌(gui)道(dao)後(hou),在(zai)再(zai)入(ru)大(da)氣(qi)層(ceng)時(shi)隻(zhi)受(shou)阻(zu)力(li)作(zuo)用(yong)而(er)不(bu)產(chan)生(sheng)升(sheng)力(li),因(yin)而(er)速(su)度(du)快(kuai),空(kong)氣(qi)動(dong)力(li)過(guo)載(zai)大(da),落(luo)點(dian)無(wu)法(fa)調(tiao)整(zheng)和(he)控(kong)製(zhi),可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)落(luo)點(dian)偏(pian)差(cha)。美(mei)蘇(su)早(zao)期(qi)的(de)飛(fei)船(chuan)和(he)我(wo)國(guo)的(de)返(fan)回(hui)式(shi)衛(wei)星(xing)采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)返(fan)回(hui)軌(gui)道(dao)。
bandandaoshifanhuiguidao。hangtianqizaizairudaqicenghou,chulezuliwai,haihuichanshengbufenshengli。zhiyaoshidangkongzhitamendegundongjiao,jiukekongzhishenglifangxiang,xiaofanweidigaibianfeixinglujing,shidangtiaozhengluodianjuli,shiluodianbijiaozhunque,kongqidongliguozaiyejiaoxiao,yibanwei4~5g。蘇聯的聯盟號飛船和美國的雙子星座號飛船都是采用這種返回軌道。
滑hua翔xiang式shi返fan回hui軌gui道dao。航hang天tian飛fei機ji等deng有you很hen大da機ji翼yi的de飛fei行xing器qi,它ta們men在zai再zai入ru大da氣qi層ceng後hou,會hui產chan生sheng很hen大da的de升sheng力li,因yin而er可ke以yi調tiao節jie縱zong向xiang和he橫heng向xiang距ju離li,準zhun確que地di降jiang落luo在zai跑pao道dao上shang,空kong氣qi動dong力li過guo載zai很hen小xiao,隻zhi有you2g左右。
轉 自:《叩開太空之門—航天科技知識問答》
本文編輯:閆秋

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