Question

卫星在轨变轨要加速还是减速

Answer 1

卫星在空中,满足万有引力=向心力,GMm/r²=mv²/r,可得GM=v²r（M为地球质量,r为卫星到地心的距离）.也就是说,v²r是一个不变的常量.
卫星的线速度v减小则圆轨道半径r增大（不要把卫星的线速度v和地面发射速度混在一起,地面发射速度越大就越能提供能量来摆脱星球引力）,小圆轨道变轨到大圆轨道是减速的,可以通过施加与v1反向的作用力来实现,但这个过程比较慢.另一个途径是,借助变轨推进器使卫星快速到达大圆轨道,在到达预定的大圆轨道之前再做减速.这样,卫星在小圆轨道的线速度为v1,加速到大圆轨道前再减速,使线速度为v2＜v1（满足GM=v²r）,这样卫星才能在大圆轨道上稳定（匀速圆周运动）.（注意：这个过程可以通过减速或加速再减速两种方式达到）
卫星从线速度为v2的大圆轨道变轨至线速度为v1的小圆轨道,则只能通过加速运动做到.近地轨道的加速运动可以通过调整线速度角度、充分利用引力来作用实现.
卫星变轨中,椭圆轨道是小圆轨道和大圆轨道间的过渡,当然它们也可以一直做椭圆轨道运动,但这一般不符合我们的需要.在椭圆轨道的近地点,卫星线速度最大；在椭圆轨道的远地点,卫星线速度最小.利用椭圆轨道这个性质,卫星可以通过调整线速度角度,使卫星轨道为椭圆轨道,在近地点线速度最大时变到小圆轨道,在远地点线速度最小变到大圆轨道.这样,变轨使用的能量最小