地球同步轨道有何原理,同步卫星一定在赤道上空吗?

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-01

地球同步轨道指运行周期和地球自转周期相同,且方向一致的轨道;同步轨道与水平面的相对高度为35786公里,该轨道不一定在赤道上空。

在一颗星球上方的卫星,由万有引力提供向心力,随着轨道高度的增加,卫星的运行周期增长,比如近地轨道卫星的运行周期大约103分钟,38万公里外的月球公转周期为27.32天。

这样就会在近地轨道和月球轨道之间,找到一个合适的轨道高度,使得卫星的运行周期和地球自转周期相同(23小时56分4秒),经过计算,这个轨道高度为35786米。

地球同步轨道,就是指在这个高度上的轨道,同步轨道不一定要在赤道上方,可以是围绕地心的任何一个同心圆,甚至可以在某一时刻穿过极点上空,这取决于同步轨道相对于赤道平面的倾角。

(1)倾角为90°时,也就是极地轨道,卫星每天都会在南北极点上空掠过;

(2)0<倾角<90°,也就是倾斜轨道,卫星每天的同一时刻,都会在地面上同一地点的上空掠过,在地图上的投影,是一个“8”字形封闭曲线;

(3)倾角为零的地球同步轨道,又叫做地球静止轨道,由于和地球自转方向一致,所以静止卫星始终处在赤道固定点上空,在地面看来,卫星就好像静止悬挂在空中一样。

对于不同的轨道卫星,用途也不一样,地球同步轨道和属于高空轨道,对火箭的发射能力要求较高,一般会进行多次变轨后达到同步轨道;我国的长征五号运载火箭,近地轨道运载能力是25吨,地球同步轨道运载能力是14吨。

一般空间站都设在近地轨道上,比如国际空间站的高度大约为500公里;我国风云二号气象卫星,就位于地球静止轨道上;北斗导航卫星中有三颗,就位于倾斜的同步轨道上。

在地球静止轨道上,只要均匀安排三颗通讯卫星,就能做到除了两个极点外的全球通讯;地球静止轨道的作用非常大,为了避免相互干扰,静止轨道上的空间资源也是非常有限的。当然除了地球外,其他天体都存在对应的同步轨道。



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#时油败# 地球同步卫星一定在赤道上空吗?它的速度有什么特点?那么它的线速度的速率和距地球的高度是不变的对吗? - 作业帮
(18851791182):[答案] 是,如果在其他纬度圈,万有引力方向和向心力方向不一致. 它的速度特点是:角速度与地球自转角速度相同. 那是当然的,当卫星到达预定轨道,除非引擎点火进行变轨动作,它会一直维持相同的绕行高度,同时它的角速度和线速度也会被唯一确定...

#时油败# 为什么地球同步卫星只能在赤道平面上绕地球转动?
(18851791182): 正所谓同步卫星,就是要和地球保持相同的角速度,而且航天卫星,一个基本原则,就是卫星的轨迹圆心与地心重合,所以地球只能在地球的赤道平面上绕地球转动.

#时油败# 简要说明地球同步卫星为什么只能在赤道平面内绕地球旋转?
(18851791182): 同步卫星就是与地球相对静止,但这并不意味着只能垂直在赤道上方,只是赤道上方卫星角加速度产生所需的力正好能由重力产生,所以基本不消耗太多能量. 卫星可以静止于地球的任何一个位置,只是消耗的能量比在赤道上方更多.因为其他位置不象赤道上方那样重力方向正好垂直于卫星轨道.所以我们要额外施加作用力,多耗些能量而已. 低轨卫星就是一个很好的例子.

#时油败# 卫星的轨道为什么只能在赤道的上空? -
(18851791182): 应该是地球同步卫星的轨道才是都在赤道上空 为了和地球同步``所以只能在赤道平面内和地球保持相对静止

#时油败# 简要说明地球同步卫星为什么只能在赤道平面内绕地球旋转 -
(18851791182): 因为是地球在提供向心力使卫星绕地球旋转. 想象一下你右手里拿一根绳子缠着的小球进行旋转,那么小球的运动平面一定会经过你的右手.若是卫星不饶一个通过地心的平面运动,那么一定会被地球引力慢慢拉回到通过地心的平面平面或者掉下来.由于同步卫星相对于地球上任意一点都是静止的,就是说卫星和任意一点距离不变.就以北极点为例,可以想出来,轨道平面应该垂直于地轴.过地心又垂直于地轴的平面只有赤道平面了.

#时油败# 地球同步卫星为什么只能在赤道平面内绕地球旋转?
(18851791182): 同步卫星是指与地球相对静止的卫星.这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同,做匀速圆周运动的圆心是地心.由于地球绕地轴自西向东转,因此,同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合.

#时油败# 为什么同步卫星要赤道上方麻烦告诉我 -
(18851791182): 那么,可见卫星必须时刻绕地球中心运动这样才能保持高度.——注意,一定是绕地球中心运动.并且这个匀速圆周运动的线速度必须保持恒定.然后,地球是在自转的,卫星要想保持在同一个地区的上空,那么这个地区必须绕地球中心作圆周运动.而地球上只有赤道上的地方才是绕地球中心作圆周运动的.其他地方匀速圆周运动的中心是地轴上的一点而不是地球中心.于是,为了让一个卫星保持高度,并且在一个地区上方,卫星就必须有恒定的线速度,并且这个线速度相应的角速度必须和这个地区的角速度一致.这个地区必须绕地球中心作匀速圆周运动.那就只有赤道上空了.

#时油败# 为什么同步卫星必须在赤道上方呢? -
(18851791182): 同步卫星要与地球同步,就必须与地球自转速度相同,地球自转轨迹是赤道,而公转轨道才是黄道;卫星要要最大覆盖面必须在赤道上空,要想与地球有相同的周期就有固定的高度

#时油败# 为什么地球同步卫星必须在赤道上方 -
(18851791182): 因为卫星轨道的中心一定是经过地心的,如果卫星不在赤道上空,那么它就肯定某个时候在北半球,某个时候在南半球.

#时油败# 同步卫星为什么一定要发射在赤道上面? -
(18851791182): 地球同步卫星:地球同步卫星是指卫星在赤道平面内绕地心旋转,当卫星的运动的角速度和地球的自转速度相等时,就好象卫星定点于赤道上空. 设地球同步卫星距地面的高度为h,速度为v,运行周期为T,那么有, 代入数据后得到 h = 3.6*107m 地球同步卫星只能在赤道上空3.6*107m的轨道上,这一轨道称为同步轨道. 同步卫星常用于通讯服务等领域. 同步卫星的线速度为