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人造衛星與運行軌道

2019-11-11 09:27  來源: 新華網

1957年,第一顆繞地球運行的人造衛星進入軌道,這是人類通過發射人造衛星連接地球和宇宙的第一步。自此以後,許多國家也都發射了衛星。現在,我們的上空分布著大量功能各異的人造衛星。

 

 

人造衛星是個興旺的家族,家庭成員眾多。我們可以按用途把它們分為科學衛星、技術試驗衛星和應用衛星。科學衛星用于科學探測和研究,技術試驗衛星是進行新技術試驗或為應用衛星進行試驗的衛星。應用衛星直接為人類服務,它的種類最多,包括通信衛星、氣象衛星、偵察衛星、導航衛星等。

那這麼多衛星在太空中運行,它們之間不會發生碰撞嗎?答案是否定的,因為作為制造精良的航天器,每一顆衛星都有屬于自己的運行軌道。科學家們會根據它們各自的職能來選擇適合它們的運行軌道。

假如按離地面高度劃分,人造地球衛星軌道按離地面的高度可分為低軌道、中軌道和高軌道。一般把200千米~2000千米高的軌道稱之為低軌道,2000千米~20000千米高的軌道稱之為中軌道,20000千米以上的軌道稱之為高軌道。如,大部分對地觀測衛星運行都在低軌道。若軌道過高,航天器將進入或接近地球輻射帶;若軌道過低,殘余大氣阻力明顯增加,大大提高保持航天器軌道的推進劑消耗量。而對地觀測衛星會運行在500~1000千米高的軌道,這樣既能獲得清晰度較高的地面圖片,也有一定的覆蓋范圍。不過大部分通信衛星會運行在高軌道,即赤道上空3.6萬千米的地球靜止軌道,以保證連續通信。

此外,按軌道形狀劃分可分為圓軌道和橢圓軌道;按飛行方向分可分為順行軌道(與地球自轉方向相同)、逆行軌道(與地球自轉方向相反)、赤道軌道(在赤道上空繞地球飛行)和極軌軌道(經過地球南北極上空)。相對而言,大家更為熟悉的是地球同步軌道,太陽同步軌道,極軌軌道這三類。地球同步軌道是運行周期與地球自轉周期相同的順行軌道。而且在這其中有一種十分特殊的軌道,叫地球靜止軌道。這種軌道的傾角為零。一般通信衛星、廣播衛星、氣象衛星選用這種軌道比較有利。地球同步軌道有無數條,而地球靜止軌道只有一條;太陽同步軌道是繞著地球自轉軸,方向與地球公轉方向相同。在這條軌道上運行的衛星以相同的方向經過同一緯度的當地時間是相同的;極地軌道則是傾角為90度的軌道,在這條軌道上運行的衛星每圈都要經過地球兩極上空,可以俯視整個地球表面。

總之,人造衛星的運行軌道數量很豐富,不同類型和應用的人造衛星會根據觀測任務來選擇軌道。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 程方潔   [責任編輯: 李浩]