人造卫星如何被送入预定轨道(卫星是如何被火箭送入轨道的)
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对运载火箭来说,将人造地球卫星发射升空直至入轨,它的任务就完成了。那么,卫星是如何被火箭送入轨道的?实际上,卫星入轨会根据卫星轨道高度的不同,采用直接入轨、滑行入轨或过渡转移入轨来进入轨道。
北斗导航卫星发射升空
Tips:我们通常把发射点到入轨点的飞行轨迹叫做发射轨道。发射轨道包括垂直起飞段、程序转弯段和入轨段。
扣篮:直接入轨这种入轨方式适用于近地轨道卫星。在发射轨道上,火箭连续工作,直到最后一级火箭发动机关机时,卫星可以直接进入预定轨道。整个过程一气呵成,就像篮球运动中的扣篮动作一样。
传球射门:滑行入轨中、高轨道卫星常常滑行入轨。火箭在发射轨道上需要经历火箭发动机工作时的主动段,关闭发动机后依靠惯性飞行的滑行段,以及发动机再次工作时的加速段三个阶段。用足球运动来比喻的话,就像传球射门的动作,把球从别处传向罚球区附近的同伴,以供队友射门。
铅球:过渡转移入轨地球静止轨道卫星通常采用过渡转移轨道入轨。由于地球静止轨道卫星与地球自转方向一致,绕地球运行的周期又与地球的自转周期相同,如果在轨道上等间隔放置三颗地球静止轨道卫星,就可以实现南北极以外地区的全球通信了。
天链卫星全球组网示意图
三级火箭在过渡转移入轨时,是如何把卫星送入轨道的呢?
首先,第一、二级火箭经过主动段、停泊轨道段和加速段,将卫星连同火箭上面级送入200~400千米高的停泊轨道。
当卫星和火箭上面级飞经赤道上空附近,火箭上面级点火,将卫星送入近地点在赤道上空,远地点高度为35786千米的大椭圆转移轨道。在转移轨道上运行时,地面要精确测量卫星的姿态和轨道参数,随时调整偏差,保证卫星平稳运行。
过渡转移入轨示意图
之后,卫星运行到转移轨道远地点时,地面测控站发出指令,点火加速,使卫星提速并改变飞行方向,进入地球同步轨道。最后,卫星上的小推力发动机调整运行速度,使卫星慢慢飞至预定的经度上空,这一过程也叫卫星定点。这样,卫星就进入地球静止轨道了。
这一过程就像铅球运动中的旋转推铅球,运动员在自身旋转的过程中加速,并在面向投掷方向时,集中全身力量将铅球推出,以达到把铅球投掷得更远的目的。
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