2017-2018学年同步备课教科版版必修2 第三章 第17点 卫星轨道调整的原理剖析
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第17点 卫星轨道调整的原理剖析

1.人造卫星沿圆轨道和椭圆轨道运行的条件

当卫星与火箭分离时,设卫星的速度为v,卫星距离地心为r,并设此时速度与万有引力垂直(通过地面控制可以实现),如图1所示,若卫星以速度v绕地球做圆周运动,则所需要的向心力为Fn=m,卫星受到的万有引力F=G

图1

(1)当F=Fn时,卫星将做圆周运动.若此时刚好是离地面最近的轨道,则可求出此时的发射速度v=7.9 km/s.

(2)当F

(3)当F>Fn时,卫星在引力作用下,向地心做椭圆运动.

因此,星、箭分离时的速度是决定卫星运行轨道的主要因素.

2.人造卫星的轨道调整

如图2所示,以卫星从近地圆轨道Ⅰ变轨到圆轨道Ⅲ为例加以分析.

图2

在圆轨道Ⅰ稳定运行时满足=m(rA为A到地心的距离).若在A点提高速度(卫星自带推进器可完成这个任务)至vA′则有

由此可以看出,卫星由低轨道变到高轨道必须在适当的位置提速,同理,由高轨道变到低轨道必须在适当的位置减速.