趣谈天文(二)

天球、黄道、黄道十二星座 无论走到地球的哪个地方,凭我们的直观感觉,天空总好像半个球面笼罩在我们上空,日月星辰似乎都在这同一个球面上。如果把观测者地平之下的另外半个球面合起来,天空似乎是个完整的球。我们就把这个凭直观建立起来的假想的球叫天球。实际上,我们都知道,天体和我们的距离是千差万别的,根本不存在实在的球面,只是凭直观的投影而已,但它十分有利于天文学家确定天体的位置,研究天体的     

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。 　…     

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     

认识北天极星座

<正>星座的命名人们为了认星方便,把全天分成若干区域,并称之为"星座"。现代星座共有88个,人们为了方便观察和记忆,又把每个星座中的星星自然排列而成的图像,想象成地球上的人物、动物、器物等等,再用这些人物、动物、器物的名称命名对应的星座。星座的划分完成是人为的,星座的命名也是人为的。在一个星座里的恒星通常     

天空上的星群

<正>天球的概念天球是一个假想球,主要用途是帮助人们直观地观察天体运动。在几百年前,当人们仰望天空,看到太阳、月亮和星星等天体,但却不能知道它们究竟离人类多远。因此,科学家们做出一个假设,他们假设太阳、月亮以及其它天体都散布在以地球为中心的一个透明圆球的球面上,这个透明的圆球就是天球。虽然天球不是一个真实的球体,但天球却是一个非常有用的工具,它可以帮助人们了解天体相对于地球是如何运行的。     

图解梅西叶天体(5)

蛇夫座是一个夏季星座,位于著名的夏季大三角(织女星、河鼓二和天津四)南侧.它也是所有星座中唯一一个横跨天赤道、黄道和银道的星座.在盛夏的傍晚面朝南方轻轻抬头仰望就可以看到这个既大且宽的星座.在蛇夫座天区内一共有7个梅西叶天体,全部都是球状星团.现代星座划分中,全天共分为88个星座,但却占据了89片天区.这是因为巨蛇座是...     

星际之门

只要把相机装到三脚架上，你也能拍出因为地球绕地轴自转所产生的优雅星流迹。这张在2007年9月14日从法国Montlaux所拍摄的广角影像，很贴切地展示了靠近天球赤道附近恒星会拉出近乎直线的星流迹，而在赤道以南和以北的恒星，则像是绕北天极和南天极打转。     

探测火星秘密

太阳系九大行星从里向外排,火星排在地球的外侧而位居第四。在夜空中,它是一个与众不同的亮度变化很大的暗红色星球。火星距离太阳2.279亿千米,约为1.52个天文单位,绕太阳公转一周需687天,相当于地球的1.88年。它的赤道半径为3397千米,体积是地球的15％,自转周期为24小时37分23秒,仅比地球自转周期长41分钟。有趣的是,火星也像     

O3b星座的成功之道

<正>O3b星座是在中地球轨道(ME0)上部署的星座,包括12颗卫星,其中有3颗是备用星,并计划再发射6颗星。每颗卫星重700千克。O3b星座的所有卫星均由泰雷兹·阿萊尼亚航天公司制造。卫星工作在高度为8062千米的地球赤道轨道上。O3b星座在2013年至2014年分三批,每批三颗,成功地发射了全部卫星。O3b星座主要覆盖南北纬45度区城内的地方。O3b的卫星工作在Ka频段,每个卫星配有12个指向可控的蝶形天线,所有卫星都采用透     

美国照相侦察卫星系统现状

美国目前在轨的照相侦察卫星有 5颗 ,其中高级 KH- 11可见光成像卫星有 3颗 ,“长曲棍球” (L acrosse)雷达成像卫星有 2颗。这些卫星组成星座进行军事侦察 ,以提高时间分辨率。1　照相侦察卫星星座的配置3颗高级 KH- 11可见光成像侦察卫星分布于三个轨道平面。第一个轨道平面为晨昏轨道平面 ,轨道倾角 97.9°,位于该轨道平面上的高级 KH- 11能每天两次对中纬度地区进行重复侦察。1996年发射的美国 - 12 9卫星位于该轨道平面。第二个轨道平面为白天、黑夜轨道平面 ,轨道倾角 98.7°,1995年发射的美国 -116卫星位于该轨道平面内 ,它也能实…     

“全球星”的系统设计特点

“全球星”系统是卫星技术相对简单、卫星数量适中、形成星座复杂程度较低的典型。该系统没有星间链路，在卫星上对通信信号不采用复杂的处理技术，可实现投资低、周期短、技术风险小等快、好、省的目标。“全球星”系统空间部分由在1414km低地球轨道的48颗卫星组成。低地球轨道允许实现类似地面蜂窝电话那种低功率手持机卫星个人通信。1星座参数48颗卫星位于倾角52”的圆轨道上，星座由8条轨道平面组成，每个轨道平面6颗卫星，轨道平面间隔为什”。轨道平面内的卫星间隔为600，轨道平面间的卫星相距7．5“。2系统容量在该方案中，用户最小…     

非地球同步卫星相对于太阳的几何关系

给出确定非地球同步卫星轨道的日照边界点在天球上投影的位置、太阳光在卫星及其携带仪器各个平面上的投射角以及星载红外分光计内部冷黑体被太阳照射到的轨道部份和概率的计算公式。最后以极轨气象卫星上的红外分光计为例进行了计算。其结果可以提供给分光计某些部份的设计以及极轨气象卫星发射时间的选择作参考。     

平均轨道要素及其在卫星星座设计中的应用

平均轨道要素在卫星轨道设计及星座仿真中具有非常重要的作用。在综合国内外现有研究成果的基础上，给出了一整套简单实用、没有奇点的密切要素与平均要素间的相互转化方法，用此法进行的星座设计及仿真工作表明该方法非常有用。同时给出了利用平均轨道要素得以的关于赤道平面圆轨道的一个有意义的结论。     

读者园地

有问有答问:1.每年夏至这天,太阳直射地球赤道,这一天白天最长,温度也应最高。而实际上最热的时间却是夏至过后的“三伏”天,这是太阳热能在地球积累的原因,还是地球近日点的原因?如是后者,地球每年有两次近日的机会,那么地球上每年应有两次夏天对吗?2.太阳是球形的,引力应该是     

金星奥秘的探索

<正>金星在太阳系中的位置金星是太阳系的第二个行星,轨道位于地球与水星的轨道之间。与火星轨道比较,金星轨道更靠近地球轨道。金星是环绕太阳运转的内行星,大约每19个月,金星会接近地球一次。最近时,距离地球大约3800万千米。最远时,距离地球大约26000万千米。平均而言,金星轨道距离太阳大约10800万千米。比地球距离太阳近了4200万千米,比水星距离太阳远了5000万千米。     

赤道同步卫星轨道倾角的摄动

赤道同步卫星轨道倾角的摄动,主要是由于太阳、月球的引力所引起的。它们的作用使得卫星轨道平面围绕三个轴进动。这三个轴是黄极、北极和白极。绕此三轴进动的合成,就是赤道同步卫星轨道倾角变化的近似规律。这一结果,可从解Lagrangè行星运动方程得到。本文采用一个简单的方法可得到相近的结论。许多结果和现有资料非常接近。这个方法的基本思路是:设卫星在轨道上运动如同一个“陀螺”,在受到外力矩作用下产生进动。Thomson用此法研究过地球扁率引起的卫星轨道面的进动。我们用它来研究同步卫星轨道倾角的变化,也是有效的,尤其给出一个清晰的运动模型。     

点亮宇宙的恒星

<正>太阳离地球多远?宇宙中有许多恒星,太阳是离地球最近的一颗恒星,距离地球的距离约为1.5亿千米。假如太阳以每秒299792千米的速度飞向地球,大约需要8分钟就可以到达地球。众所周知,太阳是一个巨大的光球,它位于我们太阳系的中心,也是太阳系唯一的一颗恒星。地球和太阳系中的其他行星都围绕着太阳运转,还有一些小行星和彗星也围绕太阳运行。     

关于星座设计中碰撞检测问题的探讨

对于卫星数量较多的星座, 在星座设计过程中就应当考虑避免星座运行过程中卫星之间的碰撞现象。文章首先针对发生在赤道上空的严格碰撞现象进行了研究, 提出了避免赤道碰撞的星座参数配置方法; 进一步从广义碰撞检测要求出发, 对星座中卫星间的相对距离变化规律进行了研究, 并给出了设计阶段解决碰撞问题的方案。文中的内容对星座设计工作有一定的帮助。     

太阳高纬探测器的借力飞行轨道设计

行星借力飞行技术可以节省深空探测任务的能量消耗.针对借助内行星引力向太阳高纬度发射探测器这一科学任务,分别以金星和地球为借力星体,运用圆锥曲线拼接法,通过求解兰伯特问题绘制能量等高线图,搜索多天体交会发射机会,设计探测器与借力体轨道周期之比为1∶ 1或2∶ 3的多次借力行星际轨道,获得相对黄道面成大倾角的目标轨道.分析表明,采用多天体交会借力相比单天体借力可大大降低发射能量;3次借用金星或者地球的引力可以使探测器轨道相对黄道面的倾角达到30°左右;3次地球借力轨道性能为最优,需要的地球发射能量更低,而且飞行器进入目标轨道之前的转移时间较短.      

火岛上空的太阳系东升

如果你等得够久，太阳系会在你的眼前升起。想要看到这种景象，你得往黄道的方向看，因为所有的行星和它们的卫星，几乎都在黄道面上绕太阳公转。从地球看出去，这些天体升起的方向几乎都相同，也以同一方向落向西边。上面这张在10年前拍摄的影像里，从左到右的天体分别是太阳、金星、月亮和木星，它们都从美国纽约州火岛后方沿着黄道面升起。影像每次曝光相隔的时间是6分钟，然后再和同一地点拍摄的日出照片进行数位重叠。我们太阳系里的小成员，如大部分的彗星和许多小行星倒不一定会沿着黄道面运动。前景中美丽的火岛灯塔始建于1826年，至今仍然在使用。