人造衛星是如何按預定軌道執行的?
運載火箭要使人造衛星獲得較高的速度,靠慣性飛行。同時要掌握好衛星進入軌道那一瞬間的方向和速度,火箭與衛星分離時的飛行方向也是人造衛星進入軌道的方向。它們分離後,受地心引力和慣性作用衛星會按一定的軌道繼續執行。
人造衛星不能像載人飛船那樣,飛行軌道由航天員操縱控制,它是無人航天器,只有靠自動控制或者跟蹤遙控的方式,讓它按預定的軌道執行。
要想達到預定目的,首先要精確地送入預定的軌道,此時的運載火箭就擔任了最高任務,要使人造衛星獲得較高的速度,靠慣性飛行。同時要掌握好火箭和衛星分離,在進入軌道那一瞬間的方向和速度。運載火箭的推力決定了人造衛星的大小。各種衛星的執行軌道高度因爲功能和用途的不同存在很大差別,火箭要精準地把衛星發射到或高或低的軌道。比如:當衛星在250千米高的軌道執行,和軌道高度誤差不能超過10千米,這就要求進入軌道的衛星角度誤差小於2.3,速度誤差小於2/10000。
當火箭與衛星分離時的飛行方向也是人造衛星進入軌道的方向。它們分離後,受地心引力和慣性作用衛星會按一定的軌道繼續執行。地面要想知道衛星是否沿預定的軌道飛行,只要透過衛星的跟蹤測軌的系統就可以知道了。
測量跟蹤衛星常用方法有兩種:光學方式測量,在地面利用光學經緯儀、激光測距儀、高速攝影機、電影經緯儀和望遠鏡等光學儀器對衛星實施跟蹤測量。這種方法只是記錄、觀測衛星的運動情況,不需要衛星的配合。這種方法現在很少使用,因爲光學測量會受到衛星表面反射特徵和衛星的大小、天氣好壞的限制,不利於隨時觀測或者觀測不到位。
無線電信號進行跟蹤導航,要想在地面跟蹤衛星,首先要利用接收到的衛星發出的無線電信號,用多普勒頻率變化和延遲時間,確定衛星相對於地面的速度和距離。根據這些數據能計算出衛星預定軌道與實際軌道的偏差、位置和飛行速度,從而引導衛星沿着正確的軌道飛行。
無線電波可以實現全天候跟蹤測量,不受天氣影響,進行遠距離定位。雖然發射前就設計好人造衛星的理論軌道,但衛星上天后的理論軌道和實際軌道有偏差。所以,當火箭與衛星分離進入軌道時,要及時跟蹤測量,並根據掌握的衛星軌道參數,整個的執行軌道都要計算出來,使衛星進入預定軌道執行。這一切是透過調整衛星軌道的推進系統與導航系統完成的。
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