卫星轨道调整的原理剖析

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物理必修二卫星变轨知识点

物理必修二卫星变轨知识点卫星变轨是指卫星在轨道上改变运动状态的过程。

卫星变轨的目的是为了调整轨道的位置、形状和倾角，以满足特定的任务需求。

在卫星变轨的过程中，需要考虑多种因素，包括能源消耗、轨道参数调整、轨道机动计划等。

卫星变轨的原理是通过在卫星上施加推力，改变其速度和轨道参数，从而实现轨道变化。

卫星通常采用火箭发动机或推进器来提供推力。

在卫星变轨过程中，需要考虑推力的方向和大小，以及推力施加的时间和方式。

卫星变轨可以实现多种功能。

例如，卫星可以通过变轨来调整轨道高度，以实现通信、导航和遥感等任务需求。

此外，卫星变轨还可以用于轨道维护，即调整轨道参数，以保持轨道的稳定性和可用性。

卫星变轨的过程中需要考虑多个因素。

首先是能源消耗问题。

卫星在变轨过程中需要消耗大量的燃料，因此需要合理安排能源供应和消耗，以保证卫星的运行时间和任务需求。

其次是轨道参数调整问题。

卫星的轨道参数包括轨道高度、倾角、偏心率等，这些参数对于卫星的任务效果有重要影响。

在变轨过程中，需要根据具体任务需求和轨道特性来调整这些参数，以达到最佳效果。

最后是轨道机动计划问题。

卫星变轨需要制定详细的机动计划，包括推力的方向、大小和持续时间等。

在制定机动计划时，需要考虑卫星的运行状态、任务需求和能源消耗等因素，以保证变轨的效果和安全性。

卫星变轨是卫星运行中的重要环节，对于实现卫星任务和保持轨道稳定性都具有重要意义。

随着卫星技术的不断发展，卫星变轨的方法和技术也在不断创新和改进。

未来，随着卫星任务的需求和技术的进步，卫星变轨将会更加精确和高效，为人类社会的发展做出更大的贡献。

卫星姿态轨道控制原理

卫星姿态轨道控制原理今天来聊聊卫星姿态轨道控制原理的话题。

你看啊，咱们平时放风筝的时候，如果想让风筝飞得又高又稳，还得摆出各种有趣的姿势，就得不断地拉扯风筝线调整它的方向，在太空中的卫星其实也有点类似的情况呢。

卫星在天上可不是随意飘荡的，就像汽车得沿着马路跑一样，卫星也要按照规定的轨道运行，这个轨道决定了卫星在空间的位置。

要保持卫星在既定轨道运行，就得克服许多外界干扰因素，比如地球的不均匀引力啦，其他天体的引力影响啦，还有太阳光压等。

这就需要进行轨道控制。

打个比方，轨道控制就像是让卫星在太空高速路上稳稳行驶。

卫星自身带有动力系统或者可以通过利用地球的引力等进行轨道机动。

比如说，通过在卫星上安装不同类型的推进器。

当需要改变轨道高度或者轨道平面时，推进器点火工作，像汽车踩油门加速或者转弯似的，改变卫星的速度向量，从而实现轨道的调整。

再来说说卫星姿态控制。

咱们都知道，卫星上的很多设备都有特定的指向要求的。

比如通信卫星得保证天线对准地球特定区域。

卫星姿态控制就是控制卫星在太空中的朝向。

你可以把卫星想象成一艘在太空中航行的小船，姿态控制系统就像船上的舵，时刻调整小船的船头方向。

卫星可以通过动量轮、磁力矩器等设备来实现姿态控制。

像动量轮，它通过高速旋转来存储角动量，然后根据需要改变角动量的方向来调整卫星的姿态，就像用船上的重物调整平衡进而改变船的方向一样。

说到这里，你可能会问卫星姿态和轨道控制这两者之间有没有相互影响呢？这个问题很有意思，其实它们是密切相关的。

不准确的轨道控制会导致卫星受到不同的力的作用，从而间接影响到姿态；反过来，卫星姿态没控制好，也会影响到用于轨道控制的推进装置的工作效果等。

我在学习这个原理的过程中，一开始也特别困惑像引力助推这种比较复杂的轨道控制方法。

引力助推就好像卫星在太空中搭顺风车，路过行星的时候利用行星的引力和相对运动给自己加速或者改变轨道方向，但具体怎么一回事真的费了我好大劲儿才理解呢。

浅析卫星的变轨问题

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浅析卫星的变轨问题
作者：付培军
来源：《试题与研究·高考理综物理》2013年第01期
卫星变轨问题具有较强的知识综合性，能很好地考查学生的空间思维能力和分析推理能力，是历年高考命题的热点题材，部分同学还没有掌握此类问题的分析求解方法.本文就卫星
变轨的原因和处理方法作以简单归纳，供同学们参考.
一、认识卫星的变轨
1.变轨
卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程叫变轨.人造卫星发射后需要经过多次变轨，才能
进入预定轨道.实际发射的卫星在进入轨道时存在一定误差，一般要对运动轨道进行数次微调
达到最佳状态时才开始真正变轨，此过程卫星一般不止运行一圈.此外，在轨运行的卫星沿轨
道运行时还需缓慢转动，使安装在卫星上的专门仪器或天线对地定向，太阳能帆板对日定向，它含有轨道力学（研究卫星质心绕地的运动）和姿态动力学（研究卫星绕其质心的转动及卫星各部分间的相对运动）两个方面，高中阶段只考虑轨道力学问题，不涉及姿态动力学方面的问题.
2.变轨原理及过程
若把地球看成一个匀质的球体，要使卫星绕其做圆周运动必须具有足够大的水平飞行速度才行，且卫星离地时的速度越大其轨道就越高.为节约火箭的能量，一般采用顺行轨道发射，
充分利用地球自西向东旋转的初速.
将一颗卫星送到较高轨道上去，可采用直线或变轨两种方式发射.直线发射是一次送达，
因要克服地球引力做功，且卫星处于动力飞行状态耗能多，故一般采用变轨发射.变轨发射时
先把卫星送到近地轨道Ⅰ，当卫星运行到某点A时点火加速，卫星离心运动进入椭圆轨道
Ⅱ，当卫星到达远地点B时，再开动发动机进行加速，使之进入预定轨道Ⅲ.
3.卫星变轨过程中描述卫星运动参量的变化。

卫星调整姿态原理

卫星调整姿态原理小伙伴们！今天咱们来唠唠卫星调整姿态这个超酷的事儿。

卫星在太空中就像一个孤独的小旅行者，但是它可不能随便乱晃悠，得保持正确的姿态呢。

那它是怎么做到的呢？这就像是一场太空里的魔法秀。

卫星调整姿态的一个重要“魔法道具”就是推进器啦。

你可以把推进器想象成卫星的小翅膀，不过这翅膀喷出来的不是羽毛，而是气体。

当卫星的某个部位的推进器点火工作的时候，就会产生一股力量。

就好比你在游泳池里，如果你往左边用力划水，你的身体就会往右边转动，卫星也是这个道理。

如果卫星想改变自己的俯仰角，也就是它脑袋上下晃动的角度，那在合适位置的推进器就会工作，喷出气体，产生一个让卫星脑袋往上或者往下转的力。

这就像是卫星在给自己挠痒痒，只不过这个挠痒痒的动作可是经过精确计算的哦。

还有一种很神奇的东西叫动量轮。

动量轮就像是卫星的小陀螺。

你玩过陀螺吧，当陀螺快速旋转的时候，它就会很稳定。

动量轮在卫星里也是这样高速旋转的。

当卫星想要改变姿态的时候，就可以改变动量轮的转速。

比如说，如果卫星想向左转，就可以让右边的动量轮加速旋转，这样就会产生一个让卫星向左转的力矩。

这就像是卫星在玩一个超级高科技的旋转游戏，通过控制这些小陀螺的转速来让自己摆出不同的姿势。

另外呢，磁力矩器也是卫星姿态调整的小能手。

地球是一个大磁场，磁力矩器就像是一个小磁针，它能和地球的磁场相互作用。

当卫星需要调整姿态的时候，磁力矩器就会根据需要调整自己的磁场方向，然后就像被地球磁场拉着或者推着一样，卫星就开始慢慢调整自己的姿态啦。

这就像是卫星在和地球的磁场跳一场优美的舞蹈，借助地球磁场的力量来让自己变得更优雅。

卫星调整姿态可不像咱们在地上转个身那么简单。

在太空中，一点点小的失误都可能带来大麻烦。

所以科学家们要精确地计算每一个推进器的点火时间、动量轮的转速调整还有磁力矩器的磁场变化。

这就像是一群超级细心的厨师在做一道超级复杂的菜，每一种调料的用量、每一个烹饪的步骤都得精确到极致。

小议“卫星变轨”

小议“卫星变轨”随着我国航天事业的发展，天体的发射和运转问题得到各地高考命题专家的青睐，而卫星在发射过程中的重要一环——变轨也成了考试的热点。

但卫星变轨问题对很多学生来说一直是较难理解和掌握的知识点，特别是轨道衔接点的物理量的变化问题。

下面笔者就此具体的解释，以便能帮助读者更好地理解。

一、轨道的渐变问题卫星在运动过程中，由于某个因素的影响使原来做匀速圆周运动的卫星的轨道半径发生缓慢的变化（逐渐增大或逐渐减小），尽管轨道半径发生变化，卫星每一周的运动仍可以看做是匀速圆周运动。

解决此类问题，首先要判断这种变轨是离心还是向心，即轨道半径r是增大还是减小，然后再判断卫星的其他相关物理量如何变化。

如：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，无论轨道多高，都会受到稀薄大气的阻力作用。

如果不及时进行轨道维持（即通过启动星上小型发动机，将化学能转化为机械能，保持卫星应具有的状态），卫星就会自动变轨，偏离原来的圆周轨道，从而引起各个物理量的变化。

这种变轨的起因是阻力。

阻力对卫星做负功，使卫星速度减小，卫星所需要的向心力F向=mυ2r减小了，而万有引力F万=GMmr2的大小没有变，因此卫星将做向心运动，轨道半径r将减小。

卫星线速度υ=GMr将增大，周期T=2пr3GM将减小，向心加速度a=GMr2将增大，动能Ek将增大，势能Ep将减小，有部分机械能转化为内能（摩擦生热），卫星机械能E机将减小。

为什么卫星克服阻力做功，动能反而增加了呢？这是因为一旦轨道半径减小，在卫星克服阻力做功的同时，万有引力将对卫星做正功，且做的正功远大于克服空气阻力做的功，外力对卫星做的总功是正的，因此卫星动能增加。

根据E 机=Ek+EP，该过程重力势能的减少总是大于动能的增加。

相关题目：俄罗斯“和平号”轨道空间站因超期服役和缺乏维持继续在轨道运行的资金，俄政府于2000年底作出了将其坠毁的决定，坠毁过程分两个阶段，首先使空间站进人无动力自由运动状态，因受高空稀薄空气阻力的影响，空间站在绕地球运动的同时缓慢向地球靠近，2001年3月，当空间站下降到距地球320km高度时，再由俄地面控制中心控制其坠毁。

动量定理、卫星轨道调整讲解

《高速行驶的卫星如何调整轨道，动量定理大显神威》
在前面的牛顿第二定律中，我们讲到了物体的动量，并且知道了它是一个描述物体运动状态的状态参量，现在将牛顿第二定律的表达式F=(dp/dt)=d(mv)/dt做一个简单的变形，即Fdt = d(mv)，我们知道作用在物体上的拉力F可以随时间变化，也可以不随时间变化，但是不管怎样F都是时间的函数，就像路程、速度等也是时间的函数一样；
若作用在质点上冲量一定，质量小的质点速度变化就大，而质量大的质点速度变化小，因为冲量一定，他们的动量变化必须相同，如图1所示；这就很好地概括了不同物体的运动特征，因此动量能更准确地反映物体的运动状态。
如果有多个质点组成的质点系，那么我们把外界对系统内质点的作用力叫做外力，把系统内质点间的相互作用力叫做内力，如图2所示，假如作用在系统内两个质点的外力分别为F1、F2，两个质点之间的相互作用力分别F12、F21，根据动量定理，在 (t1,t2)时间内，对质点1有∫(F1+F12)dt = m1(v1-v10),对质点2有∫(F2+F21)dt = m2(v2-v20),将两个等式相加，然后由牛顿第三定律可以得出∫(F1+F2)dt = (m1v1+m2v2)-(m1v10+m2v20),这就是质点系的动量定理，它表示作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量。
如果在某段时间(t1,t2)内对函数F(t)进行积分，我们知道结果大小肯定是一个数值，我们把这个积分结果叫做冲量，用字母I表示，而等式右边的结果显然是质点动量的变化，即m(v2-v1)，于是把∫Fdt = m(v2-v1)叫做质点的动量定理。一般情况下，冲量的方向与质点的动量变化方向相同。
从动量定理的表达式可以看出，当力F是恒力时，质点的加速度大小一定是不发生变化的；当力F是变力时，加速度发生变化，但是不管是哪种情况，质点的速度一定会发生变化，也就是动量发生变化；

卫星姿态调整工作原理

卫星姿态调整工作原理嗨，小伙伴们！今天咱们来唠唠卫星姿态调整这个超酷的事儿。

卫星在太空中那可是肩负着好多重要任务呢，就像一个超级小能手在宇宙里工作。

但是要想好好工作，它得把自己的姿态调整得妥妥当当的。

这就好比一个人要做好一件事，得先把自己的姿势摆对啦。

卫星姿态调整的原理呀，有好多好玩的东西在里面。

咱们先说说反作用轮这个小机灵鬼吧。

想象一下，卫星就像一个在太空里旋转的小陀螺。

反作用轮呢，就像是卫星身上的小砝码。

当反作用轮开始快速转动的时候，根据角动量守恒定律，卫星就会朝着相反的方向转动起来。

这就好像你在一个很滑的冰面上，你手里拿着一个小风扇，风扇往一个方向吹，你就会往相反的方向滑。

反作用轮就像那个小风扇，不过它是在卫星的小世界里发挥着神奇的作用。

比如说，卫星要把镜头对准地球上的某个美丽的地方，就可以让反作用轮转起来，让卫星慢慢调整到合适的角度，这样就能拍到超级清晰的画面啦。

还有磁力矩器这个家伙呢。

地球可是有磁场的，就像一个巨大的隐形磁铁。

磁力矩器就利用这个地球磁场来给卫星调整姿态。

卫星就像是一个小磁针，磁力矩器可以通过控制自身的磁场，和地球的磁场相互作用。

这就像两个小伙伴在互相拉扯，不过这种拉扯是很有秩序的，能让卫星乖乖地调整到想要的姿态。

就好比你在一个有磁力的玩具世界里，你可以利用磁力来让小物件移动到正确的位置，磁力矩器对卫星来说就是这样一个聪明的小助手。

喷气推进也是卫星姿态调整的一种方式哦。

卫星上带着一些小的喷气装置，当这些喷气装置往外喷气的时候，就像火箭发射一样，会产生反作用力。

这个反作用力就能推动卫星改变姿态啦。

不过这个可不能随便乱喷，得精确地计算好喷多少气，往哪个方向喷。

这就像你在玩一个吹泡泡的游戏，你得控制好吹气的力度和方向，才能让泡泡飞到你想要的地方。

卫星也是一样，要精确地控制喷气，才能准确地调整姿态，不然就可能偏离轨道或者不能很好地完成任务啦。

卫星姿态调整可不容易呢，这背后有好多科学家和工程师在默默努力。

卫星变轨是如何实现的原理

卫星变轨是如何实现的原理
卫星变轨实现的原理主要有以下几种方法：
1. 推进剂变轨：卫星上搭载了推进剂系统，通过喷出推进剂产生的反冲力来改变卫星的速度和轨道高度。

这种方法需要消耗大量的推进剂，通常用于低地球轨道(Low Earth Orbit, LEO)的卫星，如通信卫星、气象卫星等。

2. 重力助推：利用地球或其他行星的重力场，使得卫星通过近距离接近行星的引力效应而改变轨道，实现变轨效果。

这种方法通常用于太阳同步轨道(Sun-Synchronous Orbit, SSO)的卫星，如地球观测卫星、环境监测卫星等。

3. 帆板变轨：卫星上搭载帆翼或帆板，通过光子的动量传递产生微小的推力，从而改变卫星的速度和轨道。

这种方法通常用于太阳同步轨道
(Sun-Synchronous Orbit, SSO)的卫星。

4. 刹车燃烧：对于太阳同步轨道(Sun-Synchronous Orbit, SSO)的卫星，为了实现卫星的再入大气层并最终坠入海洋的安全处置，需要进行刹车燃烧。

刹车燃烧通过点火推进剂，产生反向推力，使得卫星进入大气层并逐渐降低速度和轨道高度。

这些方法可以单独使用或者结合使用，根据卫星的任务需求和目标轨道来确定使用哪种方法。

卫星变轨应用的原理是什么

卫星变轨应用的原理是什么1. 引言卫星变轨是指对卫星的轨道进行调整，以满足不同的应用需求。

卫星变轨应用在航天领域具有重要意义，能够提供更好的通信、导航、遥感等服务。

本文将介绍卫星变轨应用的原理。

2. 卫星变轨的原理卫星变轨主要依赖于推进系统，通过对推进剂进行喷射以改变卫星的速度和轨道。

推进系统通常由推进器和推进剂组成。

2.1 推进器推进器是卫星上的发动机，用于产生推力以改变卫星的速度和轨道。

常见的推进器有化学推进器、电推进器和离子推进器等。

2.2 推进剂推进剂是提供推进器工作所需的物质，通常为化学燃料或气体。

不同类型的推进器需要使用不同种类的推进剂。

3. 卫星变轨的过程卫星变轨的过程可以分为几个关键步骤。

3.1 准备阶段在卫星变轨之前，需要进行准备工作。

这包括确定变轨目标、计算变轨参数、检查推进器和推进剂等。

3.2 推进剂喷射卫星变轨时，推进器会喷射推进剂，产生推力。

推力的大小和方向决定了卫星的速度和轨道变化。

3.3 变轨控制通过调整推进剂的喷射方向和时间，可以实现对卫星的精确控制。

变轨控制的目标是使卫星达到期望的速度和轨道。

3.4 推进剂耗尽推进剂的消耗是卫星变轨过程中的一个关键因素。

推进剂的贮存量和使用效率影响着变轨的持续时间和效果。

3.5 轨道稳定完成变轨后，卫星需要进行轨道稳定，以保持其在新轨道上的运行。

轨道稳定可以通过调整推进剂的喷射方式、使用陀螺仪等方式实现。

4. 卫星变轨应用卫星变轨应用在航天领域有广泛的应用。

4.1 通信卫星通过变轨调整卫星的轨道，可以增加通信卫星的悬停时间和覆盖范围，提供更好的通信服务。

4.2 导航卫星卫星变轨可以调整导航卫星的轨道，优化导航系统的覆盖范围和精度，提供更准确的导航服务。

4.3 遥感卫星卫星变轨可以使遥感卫星覆盖目标区域，并提供多角度、多时间的观测数据，为遥感应用提供更全面、准确的信息。

5. 总结卫星变轨应用的原理是通过推进系统改变卫星的速度和轨道。

卫星运行的物理原理是什么

卫星运行的物理原理是什么卫星运行的物理原理主要包括牛顿力学定律和开普勒三定律。

首先，根据牛顿第一定律，即所有物体都保持静止或以恒定速度直线运动，除非有外力作用于其上。

当卫星处于地球引力的作用下时，牛顿第一定律被满足。

根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用在其上的合力成正比，与其质量成反比。

应用到卫星运行中，由于地球对卫星的引力是作用在卫星上的合力，因此卫星会出现加速度。

这一加速度是使卫星保持在轨道上运行的关键。

其次，开普勒三定律也是解释卫星运行的重要原理。

开普勒第一定律称为"椭圆轨道定理"，指出所有行星运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

同样，卫星绕地球运行的轨道也是一个椭圆，地球位于这个椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律称为"面积定律"，指出在等时间内，行星与太阳连线所扫过的面积是相等的。

对应到卫星运动中，卫星与地球连线扫过的面积也是相等的。

最后，开普勒第三定律称为"调和定律"，指出行星绕太阳的轨道半长轴与轨道周期的平方成正比。

同样的，卫星绕地球的轨道半长轴与轨道周期的平方也成正比。

在应用物理学中，卫星的运行原理可以用开普勒定律和牛顿运动定律的数学公式来描述。

例如，根据开普勒定律可以推导出卫星的轨道半长轴的公式，即a³/T²=G(M+m)/(4π²)，其中a表示卫星的轨道半长轴，T表示卫星绕地球的周期，G表示引力常数，M表示地球的质量，m表示卫星的质量。

这个公式说明了卫星的轨道半长轴与轨道周期的平方成正比。

此外，卫星的运行还需要考虑到其他因素的影响，如地球自转引起的离心力、大气阻力等。

离心力会产生向外的力，而大气阻力则会造成向内的力，这些力都会对卫星的运行产生影响。

为了保持卫星的稳定运行，需要进行轨道控制和姿态控制等操作。

综上所述，卫星运行的物理原理主要包括牛顿力学定律和开普勒三定律。

牛顿力学定律解释了卫星运行中的加速度产生机制，而开普勒三定律则描述了卫星运行轨道的特点和规律。

物理必修二卫星变轨知识点

物理必修二卫星变轨知识点卫星变轨是指卫星在轨道上进行位置调整或者改变轨道的过程。

在卫星运行过程中，由于地球重力场的作用以及其他外力的干扰，卫星可能会偏离原定轨道。

为了保证卫星的正常运行和任务的顺利进行，需要对卫星进行变轨操作。

一、卫星变轨的原因卫星变轨的原因主要有以下几点：1.地球引力场的不均匀性：地球的引力场并不是完全均匀的，不同地方的重力场强度不同，导致卫星在不同位置受到的引力大小不同，从而引起轨道偏离。

2.摄动力的干扰：卫星在轨道上受到太阳、月球、行星等天体的摄动力干扰，这些干扰力会引起卫星轨道的周期性变化。

3.大气阻力的影响：卫星在轨道运行过程中会与地球上的稀薄大气层发生摩擦，受到阻力的作用，从而导致轨道偏离。

二、卫星变轨的方法卫星变轨的方法主要有以下几种：1.推进器推力法：通过卫星上的推进器对卫星进行推力，改变卫星的速度和轨道，从而实现变轨。

这种方法适用于大型卫星，推进器的推力和燃料的消耗量都较大。

2.动量轮转动法：通过控制卫星上的动量轮的转动，改变卫星的角动量，从而实现变轨。

这种方法适用于小型卫星，具有推进器推力法所没有的优点，如燃料消耗量小、调整精度高等。

3.太阳帆法：通过卫星上的太阳帆对太阳光的反射和吸收，利用太阳光的压力对卫星进行推动，实现变轨。

这种方法适用于微小卫星，具有高效、节能的特点。

三、卫星变轨的步骤卫星变轨的步骤主要包括以下几个阶段：1.变轨需求分析：根据卫星的任务需求和轨道偏差情况，确定卫星的变轨需求。

包括变轨的目标、变轨的方式以及变轨的时间等。

2.变轨计划设计：根据变轨需求，设计卫星的变轨计划。

包括变轨的方式、变轨的时间、变轨的轨道等。

需要考虑到卫星的燃料消耗、动量控制等因素。

3.变轨操作执行：根据变轨计划，进行卫星的变轨操作。

包括控制卫星上的推进器、动量轮或太阳帆等设备，实现卫星的位置调整和轨道变化。

4.变轨效果评估：根据变轨后的卫星轨道和位置，评估变轨的效果。

卫星变轨原理分析(万有引力)

卫星的变轨运动（一）原理一、怎样把卫星发射到轨道上去呢？有两种方法。

以地球同步卫星为例。

一种是直线发射，由火箭把卫星发射到三万六千公里的赤道上空，然后做九十度的转折飞行，使卫星进入轨道。

另一种方法是变轨发射，即先把卫星发射到高度约二百公里~三百公里的圆轨道上，这条轨道叫停泊轨道，当卫星穿过赤道平面时，末级火箭点火工作，使卫星进入一条大的椭圆轨道，其远地点恰好在赤道上空三万六千公里处，这条轨道叫转移轨道，当卫星到达远地点时，再开动卫星上的发动机，使之进入圆形同步轨道，也叫静止轨道。

第一种发射方法，在整个发射过程中，火箭都处于动力飞行状态，要消耗大量燃料，还必须在赤道上设置发射场，有一定的局限性。

第二种发射方法，运载火箭消耗的燃料较少，发射场的位置也不受限制。

目前各种发射同步卫星都用第二种方法，但这种方法在操作和控制上都比较复杂。

二、嫦娥一号的发射步骤嫦娥卫星变轨分三次进行，如下图所示。

第一次，“嫦娥一号”卫星发射后首先被送入一个地球同步椭圆轨道，这一轨道离地面最近距离为500公里，最远为7万公里。

探月卫星用26小时环绕此轨道一圈。

第二次，通过加速再进入一个更大的椭圆轨道，距离地面最近距离500公里，但最远为12万公里，需要48小时才能环绕一圈。

此后，探测卫星不断加速，开始“奔向”月球，大概经过83小时的飞行，在快要到达月球时，依靠控制火箭的反向助推减速。

第三次，在被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月球表面200公里高度的极地轨道绕月球飞行，开展拍摄三维影像等工作。

卫星奔月总共大约需要157个小时，距离地球接近38.44万公里。

为什么“嫦娥一号”卫星首次变轨选择在远地点进行呢？在对卫星的运行轨道实施变轨控制时，一般选择在近地点和远地点完成，这样做可以最大限度地节省卫星上所携带的燃料。

嫦娥一号卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度，只有在远地点变轨才能抬高近地点的轨道高度。

高中物理卫星变轨原理分析人教版必修二

卫星的变轨运动（一）原理一、怎样把卫星发射到轨道上去呢？有两种方法。

以地球同步卫星为例。

一种是直线发射，由火箭把卫星发射到三万六千公里的赤道上空，然后做九十度的转折飞行，使卫星进入轨道。

第一种发射方法，在整个发射过程中，火箭都处于动力飞行状态，要消耗大量燃料，还必须在赤道上设置发射场，有一定的局限性。

第二种发射方法，运载火箭消耗的燃料较少，发射场的位置也不受限制。

目前各种发射同步卫星都用第二种方法，但这种方法在操作和控制上都比较复杂。

二、嫦娥一号的发射步骤嫦娥卫星变轨分三次进行，如下图所示。

第一次，“嫦娥一号”卫星发射后首先被送入一个地球同步椭圆轨道，这一轨道离地面最近距离为500公里，最远为7万公里。

探月卫星用26小时环绕此轨道一圈。

第二次，通过加速再进入一个更大的椭圆轨道，距离地面最近距离500公里，但最远为12万公里，需要48小时才能环绕一圈。

此后，探测卫星不断加速，开始“奔向”月球，大概经过83小时的飞行，在快要到达月球时，依靠控制火箭的反向助推减速。

第三次，在被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月球表面200公里高度的极地轨道绕月球飞行，开展拍摄三维影像等工作。

卫星奔月总共大约需要157个小时，距离地球接近38.44万公里。

嫦娥一号卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度，只有在远地点变轨才能抬高近地点的轨道高度。

卫星的飞行原理和轨道

卫星的飞行原理和轨道卫星的飞行原理和轨道是基于物理学和天体力学的知识，主要涉及到引力、速度、质量、角动量等概念。

本文将详细介绍卫星的飞行原理和轨道，以提供全面的解释。

一、卫星的飞行原理卫星的飞行原理主要涉及两大因素：引力和速度。

1. 引力：引力是指两个物体之间的相互吸引力，由物体的质量和距离决定。

牛顿万有引力定律指出，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们的距离的平方成反比。

对于地球的卫星来说，地球对卫星的引力是向地心的，同时卫星对地球的引力也是向地心的。

这个引力的作用使得卫星不断地被地球吸引，同时卫星也通过将自身的引力作用于地球，保持和地球之间的平衡。

2. 速度：速度是指物体在单位时间内所移动的距离。

卫星的速度需要满足两个条件：足够大，使得卫星能够逃逸地球的引力；足够小，使得卫星能够绕地球做圆周运动。

卫星的速度可以通过动能和引力之间的平衡关系来表示。

卫星绕地球做圆周运动的力是向心力，由地心和卫星之间的引力提供。

而卫星的向外离心力是由卫星的速度提供的。

当这两个力平衡时，卫星就能保持在特定的轨道上运行。

二、卫星的轨道卫星的轨道是卫星围绕地球做圆周运动的路径。

按照卫星相对地球的位置和移动方式，可以将卫星的轨道分为以下四种类型：1. 低地球轨道（Low Earth Orbit，LEO）：低地球轨道是指卫星距离地球较近的轨道。

这种轨道的高度一般在1000千米至2000千米之间，卫星的周期较短，约为90分钟左右。

低地球轨道的特点是轨道稳定性较差，受大气阻力干扰较大，但优势在于延迟时间短，适用于地球观测、通信等应用。

2. 中地球轨道（Medium Earth Orbit，MEO）：中地球轨道是指卫星距离地球较远的轨道。

这种轨道的高度一般在2000千米至35000千米之间，卫星的周期较长，紧密排列的卫星可以提供全球覆盖。

中地球轨道在导航和通信等领域被广泛应用。

3. 高地球轨道（Geostationary Earth Orbit，GEO）：高地球轨道是指卫星距离地球非常远的轨道。

卫星变轨中的突变与渐变

卫星变轨中的突变与渐变卫星变轨涉及圆周运动的条件、牛顿第二定律、机械能守恒与变化等多方面知识，且卫星变轨存在突变与渐变，学生在对这两种变轨方式分析中混乱。

一、卫星圆周运动条件分析圆周运动的条件是物体受的指向圆心提供的向心力刚好等于期需要的向心力大小mv2/r，若两都不等物体将出现变轨。

对卫星圆周运动而言，其向心力是由万能引力提供的，在卫星周围运动中万有引力是不能主动改变的，要想变轨通常是卫星在圆周轨道上的速度发生变化，使其需要的向心力mv2/r不等于万有引力。

因速度变化存在突变与渐变，卫星变轨也分这种类型。

二、卫星轨道突变1、变轨原因——卫星突然加、减速卫星在圆周轨道正常圆周运动，万有引力刚好等于需要的向心力mv2/r。

若在此时卫星上的发动机突然加速一下，需要的万有引力mv2/r大于此时的万有引力，不能保持圆周运动的条件，卫星从圆周轨道1运动变为椭圆轨道2运动，且椭圆与圆外切于加速点P，如右图所示。

若卫星在1轨道上P点突然减速，则其轨道将变为与圆周轨道内切的椭圆轨道。

2、不同轨道上的加速度比较常比较P点处两轨道上的加速度，因在此处只受万有引力且相同，由牛顿第二定律得破口大卫星在两轨道上的P点加速度相同。

不能用向心加速度公式v2/r来比较，因为该公式用于圆周运动，不适用椭圆运动上的P点。

3、变轨前后机械能比较比较卫星不论是在1轨道还是在2轨道运动，在运动中只受万有引力作用，其在两个轨道上的机械能都各自守恒，但2轨道机械能大于1轨道机械能。

以P点为例，卫星在两轨道上与地球间的距离相同，万有引力势能相同，但v2v1，2轨道上的动能大于1轨道上的动能。

三、卫星轨道渐变1、变轨原因——卫星受大气微弱阻力卫星在高空运动中通常不计微小的空气阻力而在圆周轨道圆周运动，万有引力刚好等于需要的向心力mv2/r。

若考虑到微弱空气阻力影响，则在同一圆周轨道上运动的卫星速度减小而使需要的万有引力mv2/r小于此时的万有引力，不能保持圆周运动的条件，卫星从大圆周轨道渐变为小圆轨道。

卫星的变轨

动能小
四、典例分析
例1. 如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆形转 v4 移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步轨道上的Q），到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在P点短时间加速后的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在Q点短时间加速后
v3 v1
v2
进入同步轨道后的速率为v4。试比较v1、v2、v3、v4的大小，并用小于号将它们排列起来______。
解答:根据题意有v2>v1,v4>v3 而v1、v4是绕地球做匀速
圆周运动的人造卫星的线 v4 速度，由下式
v3
Q
v1
GM 知v 1>v4 v r 故结论为v2>v1>v4>v3 P v2 卫星沿椭圆轨道由P→Q运行时，由机械能守恒可知，其重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，因此有v2>v3
卫星的回收实际上是卫星发射过程的逆过程
1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3 相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ BD ） 3 A、在轨道3上的速率大 2 于1上的速率 1 · P B、在轨道3上的角速度 Q 小于1上的角速度 C、在轨道2上经过Q点时的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率 D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上经过P点时的加速度
一、稳定运行和不稳定运行
1、稳定运行 2、不稳定运行
当卫星所受万有引力刚好提供向心力时，它的轨道半径确定不变，运行速率就不再发生变化，从而做匀速圆周运动，我们称为稳定运行。

卫星变轨原理及过程

卫星变轨原理及过程
卫星变轨原理及过程
卫星变轨是指把卫星从原始轨道中抛出，改变其状态变量（例如卫星姿态、进动轨道参数、节点时间等），从而使卫星能够获得所需运动轨道形态、具备所需正常工作模式的过程称为卫星变轨。

卫星变轨主要由以下几步组成：
1.确定变轨的起点和终点状态。

卫星进行变轨时，应该先确定航天器从原轨到变轨后轨道的状态变量，包括飞行轨道的角度坐标和时刻等变量，以便进行变轨的准确性分析和计算。

2.确定变轨中所需使用的载荷。

根据卫星转向荷载的类型，确定航天器变轨所需使用的载荷，以按计划在预定运行轨道上工作所需要的变轨参数。

3.确定变轨时间及变轨参数。

根据卫星的当前位置、目标位置、轨道高度及相应的时间，计算出变轨的具体参数，确定执行变轨的时间。

4.计算变轨所需的能量。

根据变轨的起点和终点状态，确定变轨活动所需开支的能量，便于制定变轨计划及寻求补充能源。

5.执行变轨活动。

使用专业仪器，按计划时间启动变轨活动，利用载荷调节卫星的状态变量，直至卫星进入预定的状态为止。

6.变轨数据处理。

在变轨活动中，应精确记录执行情况，处理卫星变轨测量及控制数据等，以检验变轨的准确度。

以上就是卫星变轨原理及其过程，是将卫星从原始轨道中抛出，获得所需正常工作模式所需要做的。

为此，首先要确定起止状态，确定需要使用的载荷，确定变轨时间及变轨参数，计算变轨所需的能量，执行变轨活动，处理变轨数据等，以保证变轨的准确性及准确性。

卫星飞行轨道的周期性调整与维持技术

卫星飞行轨道的周期性调整与维持技术随着航天科技的快速发展，卫星已经成为现代通信、导航、气象等领域不可或缺的重要设备。

卫星在轨飞行的稳定性对于其正常运行和功能的发挥至关重要。

为了保持卫星的轨道精确和稳定，科学家们提出了周期性调整和维持技术。

本文将介绍卫星飞行轨道的周期性调整与维持技术，并探讨其在卫星运行中的重要性。

一、卫星飞行轨道调整的需求正常情况下，卫星的飞行轨道应该是一个稳定的椭圆轨道。

然而，由于地球引力、太阳引力、月球引力以及其他星球的引力等因素的影响，卫星轨道会逐渐发生变化，导致卫星偏离预定轨道。

这些偏差不仅会影响卫星的通信、导航和观测等功能，还会增加卫星的能耗并缩短其寿命。

因此，周期性调整和维持卫星的飞行轨道成为了必要之举。

二、卫星飞行轨道周期性调整技术为了实现卫星飞行轨道的周期性调整，科学家们开发了多种技术和方法。

下面将介绍其中几种常见的技术。

1. 推力系统调整：推力系统调整是最常见的卫星轨道调整技术之一。

通过卫星上的推力系统提供的推力，可以控制和调整卫星的速度和方向，从而使卫星回到预定的飞行轨道。

2. 太阳帆调整：太阳帆是一种利用太阳光的辐射压力来调整卫星飞行轨道的技术。

通过展开或收起太阳帆，可以改变卫星受到的辐射压力，从而对卫星的速度和方向进行微调。

3. 天线姿态调整：卫星上的天线姿态调整系统可以通过改变卫星的姿态来改变其轨道。

通过调整卫星的天线的朝向和位置，可以产生微弱的姿态力矩，从而实现卫星轨道的微调。

4. 大气阻力控制：卫星在轨道上会受到大气层的阻力影响，而阻力则会导致卫星轨道发生变化。

科学家们通过控制卫星的姿态和速度，可以减小大气阻力对卫星轨道的影响，从而实现轨道的稳定性和周期性调整。

三、卫星飞行轨道维持技术除了周期性调整卫星飞行轨道，科学家们还开发了维持卫星轨道的技术。

这些技术旨在保持卫星的轨道稳定，使其能够长时间地保持在预定轨道上。

1. 卫星姿态控制：卫星姿态控制是维持卫星轨道稳定的关键技术之一。

卫星发射后如何对其进行轨道调整和维护

卫星发射后如何对其进行轨道调整和维护当卫星成功发射进入太空后，它的使命才刚刚开始。

为了确保卫星能够在预定的轨道上稳定运行，并完成各种任务，对其进行轨道调整和维护是至关重要的。

这不仅需要高度精确的技术和复杂的计算，还需要对太空环境的深入了解以及对卫星系统的精细控制。

首先，我们来谈谈为什么要进行轨道调整。

卫星发射时，虽然经过了精心的计算和规划，但实际的发射过程中仍可能存在各种偏差和不确定性。

例如，火箭的推力可能会有微小的变化，大气阻力的影响也可能与预期不同，这些因素都可能导致卫星进入的轨道与设计轨道存在一定的偏差。

此外，随着时间的推移，由于地球引力场的不均匀性、太阳和月球的引力作用以及大气阻力等因素，卫星的轨道也会逐渐发生变化。

如果不进行及时的调整，卫星可能会偏离预定的工作轨道，无法正常执行任务，甚至可能会坠入大气层而坠毁。

那么，如何进行轨道调整呢？这通常需要借助卫星自身携带的推进系统。

推进系统可以是化学燃料推进器，也可以是电推进系统。

化学燃料推进器能够提供较大的推力，适用于较大幅度的轨道调整；而电推进系统则具有更高的效率和更长的工作寿命，适用于微小的轨道调整和长期的轨道维持。

在进行轨道调整之前，地面控制中心的工作人员会通过一系列的测量手段，获取卫星的精确轨道参数。

这些测量手段包括利用地面雷达、光学望远镜等设备进行观测，以及接收卫星自身发送的遥测数据。

通过对这些数据的分析和处理，计算出卫星当前的轨道状态与预定轨道之间的偏差。

然后，根据计算结果，制定出详细的轨道调整方案。

轨道调整的过程就像是一场精心策划的太空舞蹈。

地面控制中心会向卫星发送指令，启动推进系统，使其产生特定方向和大小的推力。

这个推力会改变卫星的速度和方向，从而使其逐渐进入预定的轨道。

在这个过程中，需要对推力的大小、作用时间和方向进行精确的控制，稍有偏差就可能导致调整失败。

除了轨道调整，轨道维护也是一项长期而重要的工作。

在卫星的运行过程中，由于各种因素的影响，其轨道会不断发生微小的变化。