文档介绍：一、卫星轨道设计
二、飞行器轨道摄动
第五课空间飞行器轨道动力学(下)
轨道设计的主要依据是卫星的飞行使命,如对地观测、通信、导航、科学试验等。设计内容包括轨道要素、选择发射时间等。下面介绍几种常用轨道。
一、卫星轨道设计
地球同步轨道
定义:在地球赤道面内,卫星运行角速度与地球自转角速度一样的轨道。
地面上看卫星相对地球是静止不动,又叫做“静止”轨道。
地球同步轨道要素:
轨道偏心率e=0,
轨道倾角i=0
轨道周期T=23小时56分04秒
轨道半径a=42255km,
轨道运行速度v=
为什么不用定义升交点赤经、近地点角距和真近点角?
静止卫星轨道发射实例:
静止卫星的发射比一般卫星复杂,现以通信技术卫星(CTS)为例叙述发射过程。
这颗卫星于1976年1月17日世界时23时28分美国西靶场发射,运载火箭是德尔它2914型火箭。
西靶场位于佛罗里达洲的卡纳维拉尔角,北纬28°28′。卫星定点位置是西经114°赤道面上,。
静止卫星由地面起飞进入转移轨道
F—地心;P—转移轨道近地点;
R—地球半径;AP—转移轨道远地点
运载火箭先将卫星送入185km高的圆形轨道,即“停泊轨道”。
卫星在停泊轨道上滑行15min将到达赤道上空。
在到达赤道前,第三级重新点火,对卫星加速,而火箭熄火点选在赤道面上,使卫星进入近地点在赤道的椭圆形的过渡轨道(亦称转移轨道)。
过渡轨道的远地点也落在赤道面上,其远地点高度略高于同步轨道高度。
(大约3d),对轨道和姿态进行精确测定,为下一步调整姿态与改变轨道作准备。
卫星将在过渡轨道远地点改变轨道进入准地球同步轨道,把这个变轨发动机通常称为“远地点发动机”,它安装在星体纵轴上。
当卫星在近地点进入过渡轨道时,发动机喷管是背向运行方向的。由于卫星在过渡轨道上以大约60r/min转的速度自旋,因此,卫星纵轴在惯性空间保持定向,而在远地点的运行方向与近地点相反。为使发动机提供的速度增量能将卫星送入准地球同步轨道,应使速度增量与过渡轨道远地点速度的矢量合成速度在赤道面内,并且与卫星向径垂直,使卫星沿赤道周向运行。