为什么要发展新一代运载火箭?

1970年4月24日，我国自行研制的长征一号火箭成功地发射了“东方红一号”卫星，标志着中国进入太空的开始。经过几十年的发展，我国长征系列火箭发展成为由多种型号组成的大家族，具有了进入地球近地轨道。太阳同步轨道、地球同步转移轨道等多种轨道的能力，为我国空间事业的发展，为国民经济发展和国防建设做出了巨大的贡献。     

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.      

地球静止轨道卫星观测

观测地球静止轨道卫星需要一个足够好的天气条件,然后你装备上望远镜或者双筒镜,可以看到一些卫星群聚在地球静止轨道环上(就是所谓的克拉克轨道,阿瑟·查尔斯·克拉克博士最先提出的)。严格的地球静止轨道卫星的轨道倾角是0°,零偏心率,平均每天转0.002701圈     

原子氧对航天器表面材料作用的数值模拟

对氏地球轨道环境对航天器表面材料的影响和航天器表面材料的低地球轨道环境寿命评定方法进行了介绍;并对低地球轨道环境和地面试验环境下,有无保护涂层的业胺所受冲蚀作用进行了成功的数值模拟,获得了具有工程应用价值的数值计算结果。该工作对航天器的设计具有指导意义。     

月球概况

月球是地球惟一的天然卫星，距地球 384 400千米，半径 1738千米，相当于地球半径的 27％，质量 7.35× 1022千克，相当于地球的 1/81。 　月球的轨道运动 月球以椭圆形轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称为“白道”。白道平面不重合于赤道，也不平行于黄道面，而且空间位置不断变化，周期为 173日。 　月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转，周期为 27.321 66日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称之为“同步自转”，几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。 　…     

“嫦娥一号”卫星的调相轨道设计

中国第一颗月球探测卫星"嫦娥一号"的飞行轨道的设计中采用了调相轨道,在"长征三号甲"运载火箭提供的超地球同步转移轨道与地月转移轨道之间增加了一段由周期为24h和48h轨道构成的环绕地球飞行的调相轨道。为了将几条不同的轨道精确地拼接起来,必须考虑地球引力场对轨道的摄动影响。克服这个难点的做法是基于经典的轨道摄动理论,先将整段调相轨道设计为考虑地球引力场J2项影响的平轨道,在与运载的发射轨道拼接时,先将运载的包括短周期摄动的瞬时轨道转换为平轨道,在与地月转移轨道拼接时将调相轨道转换成拼接点的瞬时轨道。由于采用了平轨道的处理方法使得轨道控制策略的表述十分简明并易于操作。     

地球静止轨道空间碎片的防护与轨道保护策略

地球静止轨道是人类在太空仅有的一条独特轨道,是重要的空间资源。近年来,地球静止轨道使用状况不容乐观,面临着诸多的问题,为此,机构间空间碎片协调委员会制定了针对地球静止轨道的保护策略。1概述航天技术的高速发展,不仅是一个国家地位和综合实力的体现,更是推动经济社会进步的强大动     

非地球同步轨道的潜在使用价值

最近美国一项研究表明,在每天的通信高峰期,若采用非地球同步轨道的卫星进行通信,将会取得很好的效益。通常,在地球同步轨道上运行的卫星,不管用户是否需要,都提供一天24小时昼夜服务。美国的商用卫星通信大多集中在上午9～10点钟和下午4～5点钟左右。在这段高峰期如采用非同步轨道卫星通信,将明显显示其潜在优势,因为它可避免占用宝贵的地球同步轨道资源。据估计,非地球同步卫星的每信道费用要比地球同步轨道的低25％。非同步卫星之所以占居优势是因为白天它的远地点在赤道上,或可称白天赤道远地点轨道——ACE。这项新的科学设想最初由     

逆行地球同步轨道特性探索

为了探索逆行地球同步轨道在主要环境力作用下的轨道特性,给出了适合进行数值仿真的轨道动力学模型,并以先进的RKDP方法进行求解.对所得仿真数据利用求和取平均的方法去除摄动力产生的短周期效应,通过分析去短周期项后的数据揭示出了逆行地球同步轨道的演变特点.     

长征三号甲——第一种可靠的高轨道火箭

1992年初，为了满足发射大容量通信卫星的要求，决定研制长征三号甲运载火箭。长征三号甲是在长征三号火箭基础上，重新研制的一种地球同步转移轨道能力更大的卫星运载工具。它是一种三级大型运载火箭，其地球同步转移轨道的运载能力达到2．6吨，具有一箭多星和适应多种轨道卫星发射要求的能力，特别是在发射高轨道大吨位卫星中显示出明显优势。     

地球同步轨道带动态监视光学系统样机及试验观测结果

地球同步轨道上目标数量多，运动形式多样.为了保障航天活动的安全，有必要开展地球同步轨道目标的动态监测，及时掌握发生在中国专属地球同步轨道带的空间事件.2015年12月地球同步轨道带动态监视光学系统样机正式安装在中国丽江高美古观测站.2015年12月至2016年2月，利用该样机对台站上空地球同步轨道带的样本天区开展了试验观测.结果表明，样机能够对27颗地球同步轨道目标进行连续监测，其中两颗为北美航空航天司令部未编目的目标；目标天文定位的内符精度在方位上约为4"，在俯仰上约为1".利用多圈次观测结果对轨道进行改进，在无轨控发生时，24h和48h点位预报精度在方位和俯仰上分别优于9"和2".以3颗GEO目标为例，通过实测资料对轨道变化事件进行了初步分析和验证.      

北斗“双胞胎”入网很关键

随着第12、13颗北斗卫星成功入轨,北斗卫星首次"落户"中圆轨道(MEO轨道),我国的北斗区域卫星导航系统日趋成型。在此次双星发射之前,太空中已有5颗地球静止轨道(GEO轨道)北斗卫星和5颗倾斜地球同步轨道(IGSO轨道)北斗卫星,按照"5+5+4"的组网计划,会有4颗MEO轨道卫星上天。而此次发射     

基于 Brouwer 平根数的冻结轨道

基于Ｂｒｏｕｗｅｒ平根数的概念研究了冻结轨道,发现了这样一个事实：如果用Ｂｒｏｕｗｅｒ平根数来表示冻结轨道,则该平根数对应的轨道恰是一条精确的圆轨道。在此基础上还对冻结轨道的性状作了新的解释。此外还针对只包含二阶和三阶带谐调和项的地球引力场内的冻结轨道偏心率在临界倾角附近的性状作了分析,显示出临界倾角附近轨道的异常性状在这个低阶的引力场内仍未改变。     

原子氧对航天器表面材料作用的数值模拟

对低地球轨道环境对航天器表面材料的影响和航天器表面材料的低地球轨道环境寿命评定方法进行了介绍,并对低地球轨道环境和地面试验环境下,有无保护涂层的聚酰亚胺所受冲蚀作用进行了成功的数值模拟,获得了具有工程应用价值的数值计算结果.该项工作对太空航天器的设计具有重要的指导意义.      

基于太阳敏感器的静止轨道卫星轨道估计方法研究

为解决目前通过星上配置敏感器进行地球同步轨道卫星自主轨道估计的问题,利用太阳敏感器和红外地球敏感器的测量信息进行轨道估计．根据地球静止轨道的特点,结合Hill方程,利用太阳敏感器和红外地球敏感器的测量信息以及轨道的摄动特性,建立导航系统的状态方程和测量方程．数学仿真结果表明,该方法可以较准确地估计出卫星的经度漂移,是一种可行的地球同步轨道卫星自主导航方法．     

空间太阳能电站地球同步拉普拉斯轨道动力学特性

现有关于空间太阳能电站(SpaceSolarPowerStation,SSPS)轨道动力学的研究中,均将其放置于地球静止轨道（GeostationaryOrbit,GEO〖BF〗）,然而这并非最优的工作轨道。文章提出了一种优于ＧＥＯ的地球同步拉普拉斯（GeosynchronousLaplacePlane,GLP）轨道。首先,建立了轨道运动模型及影响轨道运动的摄动模型,包括地球非球形引力摄动、日月引力摄动、太阳光压力摄动及微波反冲力摄动;然后,提出了评估空间太阳能电站轨道的3个指标：接收功率、轨道适用性和安全性,并据此分析了GLP轨道相对于ＧＥＯ的优势。最后,给出了数值仿真算例。结果表明：在发电功率大致相同且满足供电需求的情况下,工作在GLP上的SSPS每年大约能节省用于轨道保持的燃料364534kg。     

地球同步轨道卫星混合推进转移轨道特性分析

以地球同步轨道卫星转移轨道设计为背景，针对全化学推进燃料消耗大和全电推进转移时间长的问题，开展了化学 电混合推进转移轨道优化设计与特性分析。首先，讨论了轨道倾角和近地点幅角变化对混合推进转移轨道的影响。研究表明，在混合推进优化设计中需要将轨道倾角作为优化变量之一。然后，以近地点半径、远地点半径、轨道倾角为优化变量生成搜索网格，得到过渡轨道集。针对每条过渡轨道，构建化学推进转移段和电推进转移段。其中化学推进段采用单圈兰伯特转移解算，电推进段采用混合法优化。最后，以燃料消耗和转移时间为指标，在搜索域内开展解算分析，研究了混合推进轨道在整个搜索域内的变化趋势。该方法可以提供具有不同燃料消耗和转移时间的混合推进转移解集，拓宽了解空间，可供轨道设计人员根据任务约束灵活选用。     

多约束条件下探测器击中月球的轨道设计

讨论了探测器从低高度圆型地球停泊轨道出发，沿速度方向施加脉冲推力进入登月轨道，不加制导自由飞行击中月球的轨道设计问题。考虑的约束条件包括：①着月点光照；②探测器通视；③登月轨道初速及飞行时间限制；④着月时探测器相对月面落速大小和方向限制；等等。利用理论分析和简化假设，考虑节省能量、约束条件①和②，给出了着月区域、着月日期段、着月时刻段的选择方法及算例；基于数据分析和大量计算，考虑约束条件③和④，给出了确定标准轨道的方法和算例。该思路和方法经数值仿真验证是高效实用的，可为实际工程的登月轨道设计提供重要依据     

如何处置静止轨道上废弃的卫星

<正> 最近,根据美国航宇局和国防部的空间轨道垃圾研究联合工作组向美国国家安全委员会提供的一份报告统计,目前约有453颗工作和不工作的卫星在地球同步轨道上运行,其中仅有150颗是处在地球静止轨道上,其余303颗,或在地球同步轨道、或在地球准同步轨道、或在大椭圆轨道(如苏联的“闪电”号卫星)上,卫星的空间平均密度比近地轨道的低2～3个     

如何飞往火星

火星和地球都在围绕太阳的轨道上运行，两者的距离不断变化。根据计算，从地球飞往火星，最近的距离是5600万千米，最远的距离为3.2亿千米。从地球不能“直达”火星，从地球飞到火星是一个相当复杂的问题。