摘 要:中星9A卫星自救行为的物理解读,卫星在不同轨道的速度计算及与卫星自带燃料消耗的关系,估算中星9A卫星自救过程中消耗的燃料及对卫星运行寿命的影响.
关键词:转移轨道;同步轨道;引力势能;速度增量
作者简介:吴迪青(1967-),男,中学物理高级教师,全国中学生物理奥林匹克竞赛教练员.
我国“中星9A”的卫星,因运载火箭发生异常未能进入预定轨道,但靠自带的燃料独自在太空中“徒步”行进,爬升2万多公里,于2017年7月5日卫星成功定点于东经101.4°赤道上空的预定轨道,各系统工作正常.完成了一次长达16天的“太空自救”,堪称中国“星坚强”.本文从中学物理的角度分析这一次卫星的自救行动.
中星9A卫星是一颗地球同步轨道卫星,正常轨道高度为离地约36000km的静止轨道(也叫地球同步轨道)正常发送要经过如图1所示的三个轨道,即近地轨道、转移轨道和静止轨道.
卫星进入近地轨道后,加速进入转移轨道,然后在转移轨道的远地点再一次加速进入静止轨道,通常发射地球同步卫星的转移轨道的近地点约200km、远地点约35786km的同步转移轨道,而中星9A进入的是图1中的22异常轨道.根据美国军方公布的轨道信息,中星9A卫星进入了一条近地点为193km,远地点为16357km,倾角为25.68°的轨道,与标准高度相差20000km.
1 正常标准转移轨道进入静止轨道需要的燃料
1.1 卫星在远地点和近地点速度
参考文献:
[1]姚永田,楊淑丽,钟鹰,地球同步卫星轨道漂移对天线指向影响分析[J].空间电子技术,2011(04):32-37.endprint