地球同步轨道,地球同步卫星的线速度?
由之一宇宙速度的计算公式:GM=V²r,或V²=GM/r就可看出,航天器围绕地球飞行时,它的速度与它与地球的距离成平方反比,就是说,航天器离地球越近,它的速度越大;离地球越远,速度越慢。之一宇宙速度是航天器在地面附近围绕地球飞行时所需要的速度,是7.9千米/秒。
而距离地面400千米左右高度上飞行的空间站,它的运行速度就是7.8千米/秒左右。地球同步轨道卫星飞行在距离地面3.6万千米的轨道上,此时,卫星的线速度只有约3.1千米/秒左右。这个速度远低于近地轨道人造卫星的飞行线速度。
地球的同步高度是多少?
地球的同步高度是指近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度(约36000公里)的椭圆轨道。地球同步转移轨道(GEOstationary transfer orbit,GTO)为霍曼转移轨道的运用之一,为椭圆形轨道,经加速后可达地球静止轨道(GEO)。近地点多在1000公里以下,远地点则为地球静止轨道高度36000公里。一般而言,地球同步转移轨道的近地点并无特别限制,但通常距地球表面数百公里,以降低ΔV(方向及速度改变量)的需求。
同步卫星和近地卫星的区别?
近地卫星和同步卫星有以下三点区别:
一、周期
、近地卫星一个周期为85分钟。
2、同步卫星一个周期为24小时。
二、相对速度
1、近地卫星相对于地面上的人是运动的。
2、同步卫星相对于地面上的人是同步静止的。
三、高度
1、近地卫星运行高度相当于地球的半径。
2、同步卫星运动高度为35786千米
地球同步轨道通信卫星构成?
地球同步轨道通信卫星和不同步卫星构成没什么两样,只是同步卫星是它绕地球的运转速度和地球的自转速度一样,我们看起来它在天上不动。
将卫星发射到地球同步轨道需要多长时间?
首先,地球同步轨道与地球同步静止轨道存在不同,地球同步轨道上的卫星绕飞地球一圈,所需时间为24小时,与地球自转一圈时间相同,但轨道不一定和赤道平面重合;而地球同步静止轨道卫星,除了与地球自转时间相同外,还必须在赤道平面上,因此难度更大,在接下来的回答中,默认为地球同步静止轨道。
(不同类型的卫星轨道示意图)
地球同步静止轨道约为35786千米,属于高轨道。同时,地球同步静止轨道所在平面与地球赤道平面重合,且地球同步轨道卫星沿着地球自转方向飞行,卫星的星下点始终保持不变,也就是说卫星与地面的位置相对保持不变。
(地球同步静止轨道卫星示意,图片来源百度百科)
想要把卫星发送到地球同步静止轨道,则需要大推力火箭,同时需要多次变轨改变卫星高度和轨道倾角。其过程大致分为两步:之一步是用火箭把卫星送入一个远地点在赤道上空35786千米、近地点为几百千米的大椭圆轨道(地球同步转移轨道);第二步是当卫星多次飞行到远地点时,点火启动卫星上的变轨发动机,使卫星加速飞行,以逐步提高卫星近地点高度到35786千米,最终进入地球同步静止轨道。
(地球同步静止轨道卫星入轨示意)
地球同步静止轨道空间资源有限,因此各航天大国都想抢占部署更多的卫星。目前,同步卫星的类型主要有气象卫星、通信卫星、侦查卫星和导航卫星等。我国的风云四号气象卫星、部分北斗导航卫星、高分四号对地观测卫星等均属于地球同步静止轨道卫星。
相对于近地轨道或太阳同步轨道卫星,发射地球同步静止轨道卫星困难更多,难度更大。首先,需要大推力火箭将卫星发射进入地球同步转移轨道;其次,卫星上的变轨发动机需要经过多次点火,可靠性要求较高;同时,尽量在维度较低的火箭发射场进行发射,以提高可运送航天器载荷。
(风云四号地球同步静止轨道气象卫星,图片来源中国气象局)
卫星进入地球同步静止轨道所需时间则由于火箭性能、运送载荷重量、入轨角度不同,差异较大,短则几天,多则几十天,如果任务不顺利,可能持续几个月。例如,2010年8月14日,美国发射首颗“先进极高频”军用通信卫星,但在卫星入轨过程中,卫星在远地点出现点火异常,不得不启用卫星上的氙离子霍尔推进器执行了500多次点火来变轨,历时约14个月,直到2011年10月24日,才进入了预定的地球同步静止轨道。