地球同步轨道发射的理想地点是哪?
赤道。赤道与地球同步轨道位于同一平面,或者赤道是地球同步轨道在地面的投影。在赤道上顺向发射的卫星,不需要做任何速度矢量调整,简便节能,但是许多发射卫星的国家不在赤道上,不可能在赤道上建立卫星发射场。
地球同步轨道也称24小时轨道,指运行周期等于地球自转周期的顺行人造地球卫星轨道。
如果不考虑轨道摄动,在地球同步轨道上运行的卫星每天相同时刻经过地球上相同地点的上空。
地球同步轨道的轨道周期为23小时56分4秒,轨道偏心率为0.轨道半径为42164km,轨道高度为35786km。
地球同步卫星发射的最佳位置
打地球同步卫星为何要空中关机滑翔一段?
昨天成功的胖5遥3任务中,真正的有效载荷,就是实践20号重型卫星。这其实是一颗东5平台的试验通讯卫星,也是当今世界重量最重的通讯卫星。实践20号在这次任务与2级火箭分离时,他的自重,包括卫星本身和携带的推进器,包含里面的燃料,其实还高达14吨之多。而这个14吨的物体,已经被前面的两级火箭,加速推进到一个近地点只有200多公里,而远地点高达距离地面3.6万公里的大椭圆轨道上,也就是同步转移轨道。而如果这个卫星和推进器的复合体,在运行到3.6万公里的远地点时,再瞬间开一次机进行助推,就会轻松的进入环绕地球3.6万公里的圆形轨道,也就是定点在地球赤道上空,成为一颗地球同步重型通讯卫星。地球同步重型通讯卫星的重量都比较大。因此发射场要尽量选择在低纬度地区,如果能在赤道上那是最好的。
比如法国在南美洲的库鲁航天中心就非常接近赤道。一般国家没法直接把发射场建设在赤道上,因此就选择尽量的靠近赤道。文昌发射场就是借助了纬度低,地球自转线速度高和东边上千海里都是大海的2大优势。这次胖5遥3的发射中,其实从起飞到大约500秒。火箭的助推段和芯一级已经完成了推动任务。也就是第二次发射时出现故障的YF77发动机被证明完全可靠后,此时上面的第二级火箭加卫星系统,已经是事实上安全进入了地球低轨道。就算后面有什么小的瑕疵,也基本会让卫星最终入轨。除非出现太阳帆板展不开,全星掉电这种极端的事故。因此这次发射,一二级成功分离,二级火箭成功点火后,这次任务其实就已经成功了99%。但是现场画面一直进行到了接近起飞后900秒的二级火箭中间关机,需要再滑行大约800多秒后,才会空中第二次点火开机。
实际上2次点火的这段第二级火箭,已经是2台YF75D氢氧发动机。是研发成功多年的一个金牌型号。过去已经有接近100次量级的成功经验。因此到1700秒以后二次点火再推动350多秒这段,瀚海狼山当时就知道基本是不会再有多大问题了。但是也许由于直播在这段没经验,也没提前向观众讲清楚。就把画面切换到别处去了。弄得大多数观众还以为胖5的核心部分,也就是YF77发动机仍然在工作,因此一直提心吊胆了差不多半个小时。到最后才得到圆满成功的消息。实际上只要前500秒火箭工作正常,胖5作为偏重型火箭的主要任务段,就已经基本成功了。那么为何要用第二级火箭进行二次点火,空中惯性滑行十几分钟呢?其实全球深空发射任务,包括发射3.6万公里的同步卫星,以及更远的探月任务,甚至是火星任务,大多都会用到氢氧发动机的二次点火。美国的阿波罗计划就用到大推力氢氧发动机的二次点火技术。这是因为深空发射任务,椭圆轨道的长轴越长越好。而如果二级火箭一直开机。
虽然也可以打出一个长椭圆轨道。但是却不够理想的狭长。也就远地点高度不够高。而近地点高度又过高。比如二级火箭若一直开机,最终燃烧完毕后,会把有效载荷打出一个远地点2万公里,近地点500公里的椭圆轨道。而二次点火,中间滑行一段,就会打出一个远地点3.6万公里,近地点只有200多公里的更有利用价值的轨道,让卫星可以接近直接入轨。而谁谁家是美国之后,全球第二家熟练掌握氢氧发动机太空二次点火技术的国家。这方面已经达到世界先进水平。
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