Question

人造卫星是如何按预定轨道运行的？

Answer 1

运载火箭要使人造卫星获得较高的速度，靠惯性飞行。同时要掌握好卫星进入轨道那一瞬间的方向和速度，火箭与卫星分离时的飞行方向也是人造卫星进入轨道的方向。它们分离后，受地心引力和惯性作用卫星会按一定的轨道继续运行。

人造卫星不能像载人飞船那样，飞行轨道由航天员操纵控制，它是无人航天器，只有靠自动控制或者跟踪遥控的方式，让它按预定的轨道运行。

要想达到预定目的，首先要精确地送入预定的轨道，此时的运载火箭就担任了最高任务，要使人造卫星获得较高的速度，靠惯性飞行。同时要掌握好火箭和卫星分离，在进入轨道那一瞬间的方向和速度。运载火箭的推力决定了人造卫星的大小。各种卫星的运行轨道高度因为功能和用途的不同存在很大差别，火箭要精准地把卫星发射到或高或低的轨道。比如：当卫星在250千米高的轨道运行，和轨道高度误差不能超过10千米，这就要求进入轨道的卫星角度误差小于2.3，速度误差小于2/10000。

当火箭与卫星分离时的飞行方向也是人造卫星进入轨道的方向。它们分离后，受地心引力和惯性作用卫星会按一定的轨道继续运行。地面要想知道卫星是否沿预定的轨道飞行，只要通过卫星的跟踪测轨的系统就可以知道了。

测量跟踪卫星常用方法有两种：光学方式测量，在地面利用光学经纬仪、激光测距仪、高速摄影机、电影经纬仪和望远镜等光学仪器对卫星实施跟踪测量。这种方法只是记录、观测卫星的运动情况，不需要卫星的配合。这种方法现在很少使用，因为光学测量会受到卫星表面反射特征和卫星的大小、天气好坏的限制，不利于随时观测或者观测不到位。

无线电信号进行跟踪导航，要想在地面跟踪卫星，首先要利用接收到的卫星发出的无线电信号，用多普勒频率变化和延迟时间，确定卫星相对于地面的速度和距离。根据这些数据能计算出卫星预定轨道与实际轨道的偏差、位置和飞行速度，从而引导卫星沿着正确的轨道飞行。

无线电波可以实现全天候跟踪测量，不受天气影响，进行远距离定位。虽然发射前就设计好人造卫星的理论轨道，但卫星上天后的理论轨道和实际轨道有偏差。所以，当火箭与卫星分离进入轨道时，要及时跟踪测量，并根据掌握的卫星轨道参数，整个的运行轨道都要计算出来，使卫星进入预定轨道运行。这一切是通过调整卫星轨道的推进系统与导航系统完成的。