卫星的变轨问题 卫星变轨问题？
www.zhiqu.org 时间： 2024-06-16
我来回答吧
如果卫星原来做圆周运动，那么加速后就是椭圆运动。
加速后做离心运动，你说的很对。但速度降到和向心力相等时，卫星的运动方向不是圆周的切线方向，而是指向远离地球。这样卫星会继续远离地球，并继续降低速度。直到被地球引力拉回来，运行轨道是个椭圆。
当卫星做椭圆运动，在离地最远点加速（反向喷气）会进入离地远的圆周轨道，在近地点减速（正向喷气）会进入近地轨道。
不知道我说清楚没，看看图片就明白了
问题补充：你的理解不对。
加速的时候肯定在远地点，这时本来就是要做向心运动，加速后就进入了远地圆周轨道。
还有卫星在椭圆轨道时，不断的做离心运动和向心运动。并不是固定的
卫星变轨
卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为变轨。卫星轨道是椭圆，节省发射火箭燃料的方法，可以先发射到大椭圆轨道，卫星处于远地点的时候，卫星上面的姿态调整火箭点火，这样卫星的轨道变成需要的高度。变轨可以多次，这就需要精确计算卫星变轨的时间，由地面指令控制。
编辑本段变轨原理
人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）在轨道运行的过程中，常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外，主要是为了保证其运行的寿命。据介绍，由于受地球引力影响，人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）运行轨道会以每天
100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）的正常工作，常此以久将使得其轨道越来越低，最终将会坠落大气层。据俄罗斯飞行控制中心2010年2月21日凌晨宣布，国际空间站运行轨道当天顺利提升了6.2公里，为俄罗斯载人飞船及美国航天飞机与空间站对接创造了条件。
此次轨道提升从莫斯科时间21日零时15分(北京时间21日5时15分)开始，对接在国际空间站“星辰”服务舱上的俄“进步
M－04M”货运飞船的8个发动机被启动，并工作了1557秒，从而使国际空间站运行轨道提升了6.2公里，最后到达距地球约349公里的太空轨道，整个过程是在自动状态下完成的。飞船的发动机向后喷气将会获得向前的加速度，飞船的姿态将发生变化。那么从物理学角度如何来分析这个变轨过程？按照人造卫星运行的规律，其在轨的运行速度V大小由下列公式决定：
其中G为万有引力恒量，M为地球的质量，r为人造卫星的轨道半径（地球半径R
+
人造卫星距地面高度h）。从以上公式可以看出，在轨的人造卫星其速度完全由轨道半径大小决定：与其的平方根成反比——轨道半径越小的，其速度越大（贴地球表面飞行，其速度最大，即为第一宇宙速度7.9千米/秒）;轨道半径越大的，其速度越小。在变轨过程中，人造卫星由低轨道调整到高轨道，其轨道半径增加，那么运行速度将比原来的小。根据上面的公式，我们可以计算出随着人造卫星轨道半径增加，其运行速度（变化）的数据：
从以上表格的数据可以看到，随着人造卫星轨道半径的增加（距地面高度的增加），其运行速度越来越小。高度每增加50千米，速度约会减小28米/秒（不是线性减小）。这次国际空间站运行轨道提升了6.2公里，其运行速度只减小了3米/秒。有人可能对此会提出疑问——明明是飞船发动机喷气加速，那么在变轨过程中，飞船的速度应该是逐渐增加的。我们从两个方面来作分析：
从动力学角度分析——当飞船发动机喷气加速，飞船的速度增加，作圆周运动所需的向心力增加，但是圆周运动所提供的向心力（即万有引力）不变，飞船将会作离心运动，其运行轨道将提升，速度将会减小。
从能量角度分析——在这里我们来作以下的估算：设人造卫星的质量为2吨，原轨道半径为
342.8公里，现变轨到349公里。该人造卫星的重力势能增加值为（假设该过程中重力加速度值无变化，且值为10米/秒2）在这个过程中该人造卫星的动能减少值为（万有引力恒量G
=
6.67×10－11牛.米2/千克2，地球质量M
=
5.98×1024千克）
由以上估算可以看出——该人造卫星在变轨（由低轨道升至高轨道）的过程中，重力势能增加值远远大于动能减少值。也就是说，在变轨过程中，发动机消耗的能量E主要是为了增加人造卫星的重力势能。据能量守恒关系，有
E
+
ΔEK
=
ΔEP，也就是说人造卫星调整到高轨道是以动能的损失和发动机消耗能量为代价来增加其重力势能。
变轨之后，飞船做匀速圆周运动的轨道半径增大！
做匀速圆周运动的一个必要条件是合外力的方向必须与线速度方向垂直，若此时卫星的线速度方向不是垂直于卫星与地心的连线方向（即万有引力方向），卫星就会做椭圆运动。
喷气的问题看是加速还是减速，做离心运动是要加速，就要反向喷气，通过反冲得到向前的动力加速。
卫星变轨问题~
#危心晶# 人造卫星变轨时的问题人造卫星变轨时,从小圆轨道到椭圆,再到大圆轨道,都要加速.但是,在半径小的轨道上卫星运行的速度大,半径大的运行的速度小.... - 作业帮
(18665906461)：[答案] 由万有引力提供向心力可知;当加大卫星速度时,万有引力不足以提供向心力,卫星就会做离心运动从而实现由低轨道向高轨道变轨!你所说的那只是卫星的运行速度,变轨是不一样的,卫星加完速后就会做离心运动,万有引力做负功,速度也会减...
#危心晶# 卫星的变轨究竟是怎么回事呢?
(18665906461)： 所谓变轨,顾名思义就是改变飞行器在太空中的运行轨道.受运载火箭发射能力的局限,卫星往往不能直接由火箭送入最终运行的空间轨道,而是要在一个椭圆轨道上先行过渡.在地面跟踪测控网的跟踪测控下,选择合适时机向卫星上的发动机发出点火指令,通过一定的推力改变卫星的运行速度,达到改变卫星运行轨道的目的.变轨是一项非常尖端的测控技术,对卫星轨道的测量、发动机点火时间的计算以及遥控技术均提出了很高的要求.嫦娥一号卫星的首次变轨是在远地点进行的.绕月工程测控系统副总设计师董光亮介绍说,按照计划安排,从10月26日开始,卫星还将在近地点实施3次变轨.其中最重要的是最后一次变轨,即10月31日实施的变轨.卫星将在那次变轨后,正式踏上奔月的征程.
#危心晶# 卫星发射的变轨问题 从椭圆轨道到预订轨道加速度怎么变化?为什么? - 作业帮
(18665906461)：[答案] 卫星所受的合力为地球引力,从椭圆轨道到预定的圆轨道,如果是从近地点出发的,则卫星距离地球越来越远,因此地球引力越来越小,所以加速度减小;反之,若卫星从远地点到预定圆轨道,则卫星距离地球越来越近,同样的分析,引力越来越大...
#危心晶# 发射速度加速变轨环绕速度却变小了?卫星变轨问题 - 作业帮
(18665906461)：[答案] 发射速度与环绕速度是不同的两个概念增加发射速度是为了走的更远而由万有引力定律的GMm/r^2=mv^2/r所以环绕速度会因为距离的变远而减小
#危心晶# 卫星可以变轨吗 -
(18665906461)： 可以,卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为变轨.卫星轨道是椭圆,节省发射火箭燃料的方法,可以先发射到大椭圆轨道,卫星处于远地点的时候,卫星上面的姿态调整火箭点火,这样卫星的轨道变成需要的高度.变轨可以多次,这就需要精确计算卫星变轨的时间,由地面指令控制.受地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会以每天 100米左右的速度下降.这样将会影响人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)的正常工作.在轨道运行的过程中,常常需要变轨.变轨除了能规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命.
#危心晶# 关于卫星变轨的问题卫星变轨,如果不计阻力,能量守恒吗?机械能守恒吗? - 作业帮
(18665906461)：[答案] 卫星变轨是根据二体运动方程确定的,二体问题可以推导出卫星轨道的6个决定参数,也可以推导出开普勒三大定律.在解二体问题的过程中会得到一个能量方程(矢量场内的)他的值是个常数.所以卫星变轨时总能量是不变的,也就是能量守恒.
#危心晶# 卫星变轨的原理?如题
(18665906461)： 人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)在轨道运行的过程中,常常需要变轨.除了规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命. 据介绍,由于受地球引力...
#危心晶# 卫星是如何变轨的呢? -
(18665906461)： 一半正确.加速跳跃到高轨道时候是椭圆运动的.如果还要继续保持圆周运动,的话需要保持速度和速度方向刚好符合那个高度的圆周运动向心力
#危心晶# 卫星变轨....... -
(18665906461)： 利用推进器,给它一个反作用力,那卫星的速度改变,为了受力平衡,地球引力要等于卫星的离心力,轨道就发生相应的变化了.
#危心晶# 卫星如何变轨 -
(18665906461)： 达到你说的速度就要离开地面离心运动,达到一定高度,由于克服万有引力做功,速度变小,当万有引力可以提供向心力的时候,作圆周运动.卫星的运行速度正常时达不到你说的,只有在椭圆轨道的近地点时有可能, 变轨时要加速或减速,做离心或向心运动
如果卫星原来做圆周运动，那么加速后就是椭圆运动。
加速后做离心运动，你说的很对。但速度降到和向心力相等时，卫星的运动方向不是圆周的切线方向，而是指向远离地球。这样卫星会继续远离地球，并继续降低速度。直到被地球引力拉回来，运行轨道是个椭圆。
当卫星做椭圆运动，在离地最远点加速（反向喷气）会进入离地远的圆周轨道，在近地点减速（正向喷气）会进入近地轨道。
不知道我说清楚没，看看图片就明白了
问题补充：你的理解不对。
加速的时候肯定在远地点，这时本来就是要做向心运动，加速后就进入了远地圆周轨道。
还有卫星在椭圆轨道时，不断的做离心运动和向心运动。并不是固定的
卫星变轨
卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为变轨。卫星轨道是椭圆，节省发射火箭燃料的方法，可以先发射到大椭圆轨道，卫星处于远地点的时候，卫星上面的姿态调整火箭点火，这样卫星的轨道变成需要的高度。变轨可以多次，这就需要精确计算卫星变轨的时间，由地面指令控制。
编辑本段变轨原理
人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）在轨道运行的过程中，常常需要变轨。除了规避“太空垃圾”对其的伤害外，主要是为了保证其运行的寿命。据介绍，由于受地球引力影响，人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）运行轨道会以每天
100米左右的速度下降。这样将会影响人造卫星、宇宙飞船（包括空间站）的正常工作，常此以久将使得其轨道越来越低，最终将会坠落大气层。据俄罗斯飞行控制中心2010年2月21日凌晨宣布，国际空间站运行轨道当天顺利提升了6.2公里，为俄罗斯载人飞船及美国航天飞机与空间站对接创造了条件。
此次轨道提升从莫斯科时间21日零时15分(北京时间21日5时15分)开始，对接在国际空间站“星辰”服务舱上的俄“进步
M－04M”货运飞船的8个发动机被启动，并工作了1557秒，从而使国际空间站运行轨道提升了6.2公里，最后到达距地球约349公里的太空轨道，整个过程是在自动状态下完成的。飞船的发动机向后喷气将会获得向前的加速度，飞船的姿态将发生变化。那么从物理学角度如何来分析这个变轨过程？按照人造卫星运行的规律，其在轨的运行速度V大小由下列公式决定：
其中G为万有引力恒量，M为地球的质量，r为人造卫星的轨道半径（地球半径R
+
人造卫星距地面高度h）。从以上公式可以看出，在轨的人造卫星其速度完全由轨道半径大小决定：与其的平方根成反比——轨道半径越小的，其速度越大（贴地球表面飞行，其速度最大，即为第一宇宙速度7.9千米/秒）;轨道半径越大的，其速度越小。在变轨过程中，人造卫星由低轨道调整到高轨道，其轨道半径增加，那么运行速度将比原来的小。根据上面的公式，我们可以计算出随着人造卫星轨道半径增加，其运行速度（变化）的数据：
从以上表格的数据可以看到，随着人造卫星轨道半径的增加（距地面高度的增加），其运行速度越来越小。高度每增加50千米，速度约会减小28米/秒（不是线性减小）。这次国际空间站运行轨道提升了6.2公里，其运行速度只减小了3米/秒。有人可能对此会提出疑问——明明是飞船发动机喷气加速，那么在变轨过程中，飞船的速度应该是逐渐增加的。我们从两个方面来作分析：
从动力学角度分析——当飞船发动机喷气加速，飞船的速度增加，作圆周运动所需的向心力增加，但是圆周运动所提供的向心力（即万有引力）不变，飞船将会作离心运动，其运行轨道将提升，速度将会减小。
从能量角度分析——在这里我们来作以下的估算：设人造卫星的质量为2吨，原轨道半径为
342.8公里，现变轨到349公里。该人造卫星的重力势能增加值为（假设该过程中重力加速度值无变化，且值为10米/秒2）在这个过程中该人造卫星的动能减少值为（万有引力恒量G
=
6.67×10－11牛.米2/千克2，地球质量M
=
5.98×1024千克）
由以上估算可以看出——该人造卫星在变轨（由低轨道升至高轨道）的过程中，重力势能增加值远远大于动能减少值。也就是说，在变轨过程中，发动机消耗的能量E主要是为了增加人造卫星的重力势能。据能量守恒关系，有
E
+
ΔEK
=
ΔEP，也就是说人造卫星调整到高轨道是以动能的损失和发动机消耗能量为代价来增加其重力势能。
变轨之后，飞船做匀速圆周运动的轨道半径增大！
做匀速圆周运动的一个必要条件是合外力的方向必须与线速度方向垂直，若此时卫星的线速度方向不是垂直于卫星与地心的连线方向（即万有引力方向），卫星就会做椭圆运动。
喷气的问题看是加速还是减速，做离心运动是要加速，就要反向喷气，通过反冲得到向前的动力加速。
同步卫星变轨
卫星变轨问题~
同步卫星变轨
因为轨道1上的卫星为近似圆周运动，而轨道2上的卫星不是圆周运动，所以不能套用公式去比较，只能用离心运动来比较。
要比较两个物体的运动参数，或同一物体在不同运动状态下的运动参数，先看运动状态是否相同。
如果相同，就可以套用该运动状态下的各定律、公式。如果不相同，公式就不好用了，就只能分别考虑。
关于选项C，你也可以这样理解：卫星在轨道1上运行时，是作圆周运动。当卫星经过Q点时，发动机点火，卫星加速，离开轨道1，沿轨道2运动。轨道2不是圆形轨道，是椭圆轨道。卫星在Q点的速率必须大于轨道1上的该点速率，卫星才能远离地球，进入远地点为P的椭圆轨道。
卫星在椭圆轨道上运行时，速率在Q点（近地点）时最大，在P点（远地点）时最小。与圆形轨道（轨道1）相比，在Q点时的速率大于轨道1的速率；在P点时的速率小于轨道1的速率。
看一下开普勒第二定律。
#危心晶# 人造卫星变轨时的问题人造卫星变轨时,从小圆轨道到椭圆,再到大圆轨道,都要加速.但是,在半径小的轨道上卫星运行的速度大,半径大的运行的速度小.... - 作业帮
(18665906461)：[答案] 由万有引力提供向心力可知;当加大卫星速度时,万有引力不足以提供向心力,卫星就会做离心运动从而实现由低轨道向高轨道变轨!你所说的那只是卫星的运行速度,变轨是不一样的,卫星加完速后就会做离心运动,万有引力做负功,速度也会减...
#危心晶# 卫星的变轨究竟是怎么回事呢?
(18665906461)： 所谓变轨,顾名思义就是改变飞行器在太空中的运行轨道.受运载火箭发射能力的局限,卫星往往不能直接由火箭送入最终运行的空间轨道,而是要在一个椭圆轨道上先行过渡.在地面跟踪测控网的跟踪测控下,选择合适时机向卫星上的发动机发出点火指令,通过一定的推力改变卫星的运行速度,达到改变卫星运行轨道的目的.变轨是一项非常尖端的测控技术,对卫星轨道的测量、发动机点火时间的计算以及遥控技术均提出了很高的要求.嫦娥一号卫星的首次变轨是在远地点进行的.绕月工程测控系统副总设计师董光亮介绍说,按照计划安排,从10月26日开始,卫星还将在近地点实施3次变轨.其中最重要的是最后一次变轨,即10月31日实施的变轨.卫星将在那次变轨后,正式踏上奔月的征程.
#危心晶# 卫星发射的变轨问题 从椭圆轨道到预订轨道加速度怎么变化?为什么? - 作业帮
(18665906461)：[答案] 卫星所受的合力为地球引力,从椭圆轨道到预定的圆轨道,如果是从近地点出发的,则卫星距离地球越来越远,因此地球引力越来越小,所以加速度减小;反之,若卫星从远地点到预定圆轨道,则卫星距离地球越来越近,同样的分析,引力越来越大...
#危心晶# 发射速度加速变轨环绕速度却变小了?卫星变轨问题 - 作业帮
(18665906461)：[答案] 发射速度与环绕速度是不同的两个概念增加发射速度是为了走的更远而由万有引力定律的GMm/r^2=mv^2/r所以环绕速度会因为距离的变远而减小
#危心晶# 卫星可以变轨吗 -
(18665906461)： 可以,卫星在轨期间自主改变运行轨道的过程称为变轨.卫星轨道是椭圆,节省发射火箭燃料的方法,可以先发射到大椭圆轨道,卫星处于远地点的时候,卫星上面的姿态调整火箭点火,这样卫星的轨道变成需要的高度.变轨可以多次,这就需要精确计算卫星变轨的时间,由地面指令控制.受地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会以每天 100米左右的速度下降.这样将会影响人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)的正常工作.在轨道运行的过程中,常常需要变轨.变轨除了能规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命.
#危心晶# 关于卫星变轨的问题卫星变轨,如果不计阻力,能量守恒吗?机械能守恒吗? - 作业帮
(18665906461)：[答案] 卫星变轨是根据二体运动方程确定的,二体问题可以推导出卫星轨道的6个决定参数,也可以推导出开普勒三大定律.在解二体问题的过程中会得到一个能量方程(矢量场内的)他的值是个常数.所以卫星变轨时总能量是不变的,也就是能量守恒.
#危心晶# 卫星变轨的原理?如题
(18665906461)： 人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)在轨道运行的过程中,常常需要变轨.除了规避“太空垃圾”对其的伤害外,主要是为了保证其运行的寿命. 据介绍,由于受地球引力...
#危心晶# 卫星是如何变轨的呢? -
(18665906461)： 一半正确.加速跳跃到高轨道时候是椭圆运动的.如果还要继续保持圆周运动,的话需要保持速度和速度方向刚好符合那个高度的圆周运动向心力
#危心晶# 卫星变轨....... -
(18665906461)： 利用推进器,给它一个反作用力,那卫星的速度改变,为了受力平衡,地球引力要等于卫星的离心力,轨道就发生相应的变化了.
#危心晶# 卫星如何变轨 -
(18665906461)： 达到你说的速度就要离开地面离心运动,达到一定高度,由于克服万有引力做功,速度变小,当万有引力可以提供向心力的时候,作圆周运动.卫星的运行速度正常时达不到你说的,只有在椭圆轨道的近地点时有可能, 变轨时要加速或减速,做离心或向心运动
