人造地球卫星的运行轨道

人造地球卫星的运行轨道

夜晚，人们常常会看到明亮的星在天幕群星之间匆匆穿行，不久便消失在远方的天空。这就是人造地球卫星。

人造地球卫星沿着一定的轨道围绕地球运行。从这一点上看，它与月球很相像，属于以地球为中心的天体系统。但是，人造地球卫星与所有的天然天体不同，它是人工研制和发射到运行轨道上的一种空间飞行器（或航天器），是按照人的意志、为了人们的某种目的沿轨道运行的特殊天体。人造卫星体积很小，根本不能与月球相比。它与地球的距离也比月地距离小得多，即使距地面最远的人造卫星，其近地点高度，也不及月地最近距离的十分之一。由于人造卫星离地球较近，所以，在地球上只有天黑后不久和黎明前的一段时间内，才能看到它们。深夜时，也有人造卫星从天空经过，然而，由于完全掩没于地球的黑影之中，人们是无法看到它们的。

这些人造卫星飞行的方向是各不相同的。人造卫星的飞行方向不同，表明它们各自的轨道平面与赤道平面有着不同的夹角。

人造地球卫星运行轨道所在的平面，叫做轨道平面。所有人造卫星的轨道平面都通过地心。轨道平面与地球赤道平面的夹角，叫做轨道倾角。根据轨道倾角，人造地球卫星的轨道有顺行轨道、逆行轨道、极轨道和赤道轨道等几种。

朝偏东向运行的卫星，轨道倾角小于90°，称为顺行轨道。沿这种轨道运行的卫星，在发射过程中，运载火箭是朝偏东方向飞行的。由于发射时利用了地球自转的一部分速度，因此比较节省能量。世界上早期发射的人造卫星，大部分是属于这种类型的。

卫星沿南北方向运行，轨道倾角等于90°，称为极轨道。极轨道平面不仅通过地心，而且通过地球的南、北两极。由于地球不断地自转，因此，沿这种轨道运行的人造卫星，能从地球的任何上空通过。

卫星向偏西方向运行，轨道倾角大于90°，称为逆行轨道。沿这种轨道运行的人造卫星，在发射过程中，运载火箭是朝偏西方向飞行的。由于发射时需要抵消地球自转的一部分速度，因此，消耗的能量比较多。

卫星向正东方向运行，轨道倾角等于0°，称为赤道轨道。这种轨道平面与地球的赤道平面相重迭，沿此轨道运行的人造卫星，其方向与地球自转方向相同。如果它运行的角速度与地球自转角速度相同，那么，从地球上看，卫星就好像固定在天空的某一位置，它与地面的相对位置将始终保持相对静止的状态。这样的人造卫星轨道，称为同步轨道。沿同步轨道运行的人造卫星，叫做同步卫星。

人造地球卫星发射时对不同轨道的选择，是根据卫星的不同用途来确定的。

（a）顺行轨道（b）逆行轨道（c）极轨道（d）赤道轨道从人造卫星运行轨道的形状看，有圆形轨道和椭圆形轨道两种。在椭圆形轨道上运行的卫星，与地球之间的距离是不断变化着的。运行轨道距地球最近的位置，叫近地点；最远的位置叫远地点。人造地球卫星距地面的高度有很在差别。距地面最近的卫星轨道，其近地点高度只有150至200千米。沿这种轨道运行的多数为短寿命的军事侦察卫星，在轨道上一般只运行7至12天时间。距地面最远的人造地球卫星轨道，与地面的距离可达30000多千米。沿这种轨道运行的卫星，多数是长寿命的同步卫星。