关于HEO空间飞行体的轨道寿命问题

低轨地球卫星的轨道寿命主要取决于大气的耗散作用,其轨道在不断变小(即高度降低)变圆的状态下进入地球稠密大气层中陨落.但HEO(Highly Eccentric Orbit)类型的空间飞行体的运行轨道是一个近地点高度很低,远地点高度却很高的大偏心率椭圆轨道,其轨道寿命主要由第三体(日、月)引力摄动所决定,而且还与其轨道的初始状态有密切关系,特别是慢变量Ω(轨道升交点经度)和ω(轨道近地点幅角),决定了偏心率e的长周期变化状态,从而制约了HEO类型空间飞行体的轨道寿命.本文将根据地球卫星轨道变化规律进行理论分析,阐明这一力学机制,并给出相应的数值验证.      

所有的卫星最终的宿命都是落回地球吗?

正卫星都有一定寿命,飞得比较低的卫星在任务结束后会被大气层慢慢拖回地球,但对于飞得比较高的卫星就是另外一种光景。当超过600公里高度之后,大气的影响可以忽略不计,这些卫星就会待在轨道至少几十年。而对于飞得更高的导航卫星(20000公里左右)和地球静止卫星(36000     

卫星轨道维持方法

人造地球卫星的轨道由于大气阻力和地球引力场等因素的摄动,其形状和近地点位置将不断改变。本文提供一种保持轨道形状和近地点位置不变的控制方法。     

俄罗斯资金不足钻石后继星计划进展困难

苏联解体后,现在轨道上运行的“钻石1A”地球观测卫星的后继星发射工作前景暗淡。钻石1A卫星获得的图像向西方出售,但当后继星发射至轨道的可能性不大时,销售业也就成了空中楼阁。钻石1A卫星是利用礼炮号轨道站的运载舱改装成的过去最大的地球观测卫星,重18.5吨,沿机身侧面搭载两台合成孔径雷达。1991年8月31日用质子号火箭发射至远地点279km,近地点232km的轨道高度。由于轨道高度较低,因此,空气阻力大,大约在1993年3月再入大气层。然而,研制与应用该卫星的战罗斯的南方机械制造科学生产联合体     

世界上第一颗人造地球卫星

1957年10月4日,苏联从拜科努尔发射场用“卫星”号运载火箭成功发射了世界第一颗人造地球卫星,从此揭开了人类航天活动的序幕,开创了宇宙航行的新纪元。这颗被称为“伴侣1号”的人造卫星重83.6千克,近似球形直径58厘米,由铝合金制成,以每秒8千米的平均速度在椭圆轨道上环绕地球运行,于1958年1月4日坠入大气层途中烧毁。下面是各国发行的纪念邮票。     

中国航天器史上的数个"第一"

□□第1颗人造地球卫星———东方红-1上天并运行,它使中国成为世界第5个拥有自制人造地球卫星的国家。·第1颗返回式卫星———返回式卫星-0上天并运行,它使中国成为世界第3个掌握航天器返回技术的国家。·第1颗自旋稳定地球静止轨道通信卫星———东方红-2上天并运行,它标志着中国拥有独立研制、发射和运行地球静止轨道卫星的能力,使中国成为世界第5个拥有自制通信卫星的国家。·第1颗极轨气象卫星———风云-1A上天并运行,它标志着中国拥有研制、发射和运行太阳同步轨道卫星的能力,使中国成为世界第3个拥有自制极轨气象卫星的国家。·第…     

任意偏心率卫星的大气阻力的短周期摄动

通过本文采用的计算方法和CIRA 1972在160～2000公里高度围范的大气密度的分析模型,导出了人造地球卫星大气阻力短周期摄动的一种计算公式,它形式简单,收敛性好,适用于任意偏心率的卫星。     

各国发射的第1颗卫星

前苏联卫星名称：人造地球卫星－１（Спутник－１）发射日期：１９５７年１０月４日运载火箭：ＳＬ－１卫星重量：８３６ｋｇ轨道高度：２２８５ｋｍ／９４６１ｋｍ轨道倾角：６５°轨道周期：９６１７ｍｉｎ发射目的：测量大气密度，研究电离层２　美国卫星名称：探险者－１（Ｅｘｐｌｏｒｅｒ－１）发射日期：１９５８年１月３１日运载火箭：丘辟特－Ｃ卫星重量：１３９７ｋｇ轨道高度：３６０４ｋｍ／２５３１４ｋｍ轨道倾角：３３３４°轨道周期：１１４８ｍｉｎ发射目的：测量宇宙线、微流星及卫星本体温度３…     

陆探一号卫星严格回归轨道管道导航在轨应用与验证

严格回归轨道的设计基于高阶次的地球非球形引力场模型,属于太阳同步回归、冻结轨道,回归周期始末的地固系空间轨迹高度重合.卫星在轨的自主管道导航以地面设计的严格回归轨道作为参考轨道,卫星与参考轨道形成一个虚拟编队.严格回归轨道的设计未考虑大气阻力,卫星在轨由于大气阻力导致的轨道衰减可由自主定轨与参考轨道的偏差进行估算.为了实现参考轨道的重复使用,严格回归轨道的设计也未考虑历元相关的日月三体引力等摄动影响,轨道倾角的长期运动和周期运动规律需要结合在轨数据进行辨识.本文应用陆探一号的在轨遥测数据,对上述轨道运动特性进行了分析.     

带电卫星寿命问题的讨论

本文利用能量观点,研究了带有电荷的人造卫星在地球引力场和磁场中运行时,在大气阻力作用下的寿命问题。文中推出了带电卫星在圆形轨道上决定生存时间的理论公式,并用理论公式对卫星带电后,对其寿命的影响做了数值估计。     

印度科学卫星提前返回大气层

1992年5月20日被送入非正常轨道的一颗印度科学卫星于1992年7月9日提前返回了大气层,它在太空仅仅运行了55天。原计划在太空运行100天。不过,据说这颗重达150公斤的卫星已完成了其上大气物理学及伽玛射线爆炸等大部分研究任务。     

人造地球卫星为何能按预定轨道运行

1无人驾驶的秘密
　　要想使人造地球卫星在预定的轨道运行,首先要用运载火箭把人造地球卫星尽可能精确地送入预定的轨道,使它有较高的速度,然后靠惯性飞行。其关键是要掌握好卫星和火箭分离并开始进入轨道那一瞬时的速度和方向。
　　由于人造地球卫星是一种无人航天器,所以无法像载人飞船那样由航天员操纵来控制其飞行轨道,它主要靠跟踪遥控或自动控制的方式来使卫星按预定的轨道运行。     

利用卫星两行轨道根数反演热层密度

两行轨道根数（TLEs）是基于一般摄动理论产生的用于预报地球轨道飞行器位置和速度的一组轨道参数,通过求解大气阻力微分方程,可反演出热层大气密度. 本文选取近圆轨道CHAMP卫星和椭圆轨道Explorer8卫星,以两行轨道根数数据为基础,计算反弹道系数,并根据不同轨道特征采用两种不同反演方法对热层大气密度进行研究. 结果表明,这两种方法反演得到的大气密度与实测值均符合较好,其中CHAMP卫星的反演结果和经验模式值相对于实测值的误差分别为7.94%和13.94%,Explorer8卫星的误差分别为9.04%和14.32%. 相比模式值,利用两行轨道根数数据反演的热层大气密度更接近于实测值,说明该方法可以作为获取大量可靠大气密度数据的一种有效途径.      

地球观测卫星的轨道捕获和轨道保持

<正> 地球观测卫星利用星上遥感设备对地球进行观测,以获取各种地面信息.这种卫星通常选取太阳同步兼回归轨道.在太阳同步轨道上,运动的卫星在相同的地方时经过观测区域,卫星摄影时,太阳高度角基本相同;选取回归轨道,其目的是使卫星在运行一个回归周期以后,又重复原先的地面轨迹,这就可以满足用户对同一目标多次重复观测的要求.美国陆地卫星、泰罗斯、依托斯、雨云及法国的地球资源卫星均设计为这样的轨道.     

美国下一代静止气象卫星

"地球静止环境业务卫星"(GOES)是美国国家海洋和大气局与美国航空航天局(NASA)共同发展的民用静止轨道气象卫星系列,和"诺阿"(NOAA)、"国防气象卫星计划"(DMSP)极轨卫星共同组成美国的气象卫星系统。美国航空航天局负责卫星的采办、设计、研制和发射,美国国家海洋和大气管理局负责卫星的运行管理,为军民用户提供卫星气象服务。美国已发展三代"地球静止环境业务卫星",其中第一代和第二代"地球静止环境业务卫星"全部发射完毕,目前共有4颗在轨运行,分别是地球静止环境业务卫星-12~15。第三代"地球静止环     

“奥德赛”个人移动通信卫星系统

利用无线电手持电话机实现地球上任何两个地方之间的通信是电信工业长期以来追求的目标，利用卫星系统实现这个目标已经为期不远了。目前正在酝酿中的个人移动通信卫星系统的方案不少，其主要区别在于组成系统的卫星数量、功率和运行轨道的不同。通常，当卫星运行高度降低时，卫星的功率可以降低，但组成系统的卫星数量将增加。两个极端是高功率的地球同步轨道卫星或小功率的低轨道卫星（轨道高度为几百公里）。一些富有卫星通信经验的公司正在酝酿中轨道卫星方案。ＴＲＹＶ公司提出的“奥德赛”（Ｏｄｙｓｓｅｙ）系统就属于中轨道方案，该…     

“卫星修理员”完成首次使命

最近,美国宇航员正在完成这样的设想:“我们把卫星拿在手中,修理它,再把它送入轨道。”今年4月11日,美国“挑战者”号航天飞机成功地对卫星进行了修复工作,并使其重新进入轨道,在距地球308英里的太空中绕地球运行。一种与强大的太阳耀斑有关的阻力,不断地作用于“太阳峰年”卫星;因此,经过一段时间以后,卫星轨道会变得越来越靠近地球。倘若它距地球的距离减少到大约230英     

行星三体引力摄动对卫星探测器大气制动的影响

考虑行星引力在其卫星探测器大气制动过程中的显著摄动,建立了基于Milankovitch参数的平均轨道动力学模型并对土卫六探测器进行仿真。首先,将轨道参数转换为无奇异的Milankovitch参数,考虑探测卫星的大气阻力、扁率摄动以及行星引力摄动,建立了半解析轨道方程。其次,以土卫六探测器为对象,选择不同的土星初始方位角进行有大气和无大气情况下的数值仿真,并进行比较分析。结果表明,土星初始方位角的选择会引起土卫六大气制动轨道偏心率和近拱点高度在不同范围内震荡,极大地影响大气制动效果。      

卫星互联网星座的新机遇

<正>地球静止轨道卫星的轨道位于赤道平面内,轨道的日周期和与地球的旋转周期相一致,三个卫星就可以实现接近全球覆盖,从而成功地广泛用于通信和电视转播领域。但这种卫星的轨道高度高,路径损失大,信号有较大的时间延迟,也难于实现完全的全球覆盖。卫星星座是按一定规律布置在地球中、低轨道上的一群卫星。从上世纪90年代开始,由于移动通信和互联网的发展,非地球静止     

三轴稳定地球卫星外形、结构布局的力学设计

三轴稳定地球卫星在轨道上正常运行时,受到的主要外干扰力矩为气动、重力梯度、太阳辐射和电磁力矩。而它们都是由卫星的轨道参数、外形、星上设备的结构布局和磁矩所确定。因此,对要求在不同轨道上工作的卫星,应有不同的外形、结构布局和磁矩的力学设计,使作用在卫星上的外力矩最小,且是静稳定的。本文即汇总一些近年来这方面的工作体会,从对上述四种力矩的计算分析出发,提出四种轨道(400公里以下;400～800公里;1000公里左右;地球同步轨道)高度的卫星外形、结构布局的力学设计。