盘点太阳同步轨道的好处 什么是太阳同步轨道

长征六号改发射成功,运力一下达到了长征八号的水平,两个火箭都是主要发射太阳同步轨道卫星 。有同学要问了,到底什么是太阳同步轨道啊?为啥长征六号和长征八号都要争夺这个市场呢?今天咱们就来科普一下太阳同步轨道,顺便对比一下长征六号和八号 。我是东城观星,欢迎新老朋友批评指正 。

盘点太阳同步轨道的好处 什么是太阳同步轨道

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一、什么是太阳同步轨道
地球同步轨道,大家应该并不陌生,就是在地球赤道正上方36000公里高处的轨道,在这条轨道上稳定运行的卫星,围绕地球旋转一圈的时间刚好是地球自转一周的时间 。严格来说最常用的地球同步轨道应该是地球静止卫星轨道,在这条轨道上的卫星看起来就像稳定挂在天上一动不动一样 。这样的卫星一旦就位,就可以24小时不间断地为地球上相同区域提供服务,尤其是通讯卫星和导航卫星 。
【盘点太阳同步轨道的好处 什么是太阳同步轨道】太阳同步轨道,顾名思义,是不是卫星跟着太阳一起升降呢?不是!太阳同步轨道卫星,根本不是从东边升起,到西边落下的 。这类卫星是从北往南飞的,更准确点说应该是往南偏西的方向飞 。之所以叫太阳同步轨道,是因为如果你站在地球上某一个位置不动,每天白天都能至少看到一次这个卫星,或者卫星每天都能至少看到你一次,而且卫星每天从你头顶飞过的时间点是一样的 。今天八点它悄悄飞过,明天还是八点,今天十二点飞过,明天还是十二点,明年的任何一天也是一样 。它会像太阳一样准时,所以叫太阳同步轨道 。

盘点太阳同步轨道的好处 什么是太阳同步轨道

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当然,还有更专业的说法 。这类卫星几乎不随着地球的自转而旋转,你可以想一下地球仪上的那段圆弧架子,不管地球怎么转,卫星的轨道不动 。你可以把轨道理解成一面圆形或椭圆形镜子的边缘 。所谓太阳同步轨道,就是一年四季,不管地球怎么转,这面镜子始终以固定的角度冲着太阳 。正面对着太阳的镜子,一年四季都会正面对着太阳,斜着朝向太阳的镜子,一年四季都是斜着的,就像一个人一辈子只用侧脸对着你的那种感觉 。
地球静止卫星轨道可以认为只有一条,太阳同步轨道却有无数条,只要符合太阳同步的条件就可以 。不仅面向太阳的角度可以变化,距离地球的高度也可以变化 。但是这里有一个非常重要的限制条件 。就像我刚才提到的,卫星南北飞行的轨道就像是地球仪上的圆弧框架,不管地球怎样自转,轨道的位置是不变的 。如果是这样的轨道,还挺麻烦的 。要知道地球是围着太阳公转的,如果轨道永远不变的话,那随着地球公转的进行,轨道面向太阳的角度,每天都会发生变化,完全不符合太阳同步轨道的要求 。
为了满足要求,卫星必须每天自己调整轨道的角度,一年需要调整360度,每天需要调整将近1度 。据测算,如果真让卫星自己调整角度的话,每年需要大量燃料来调整轨道,卫星的燃料根本用不了多长时间 。好在,地球不是一个标准的球体,赤道的半径要比南北极半径大一些,也就是说地球是个有点胖的球 。虽然胖的不太明显,但是足以让地球的引力不够均匀,南北方向飞行的卫星会受到一个来自赤道方向的引力 。
如果卫星轨道完全垂直于赤道,则这个力的方向跟卫星运动的方向一样,不会旋转轨道平面 。如果轨道跟赤道的角度大于90度,也就是卫星往西南方向飞过赤道的话,来自赤道方向的引力会把卫星往东拽,飞到地球另一边的时候也类似 。这样就会让卫星的轨道平面,也就是我们刚才说的那个镜子往东旋转一个角度 。太阳同步轨道一年需要旋转360度,也就是每天需要旋转0.9856度 。只要科学设计卫星轨道,就可以靠来自地球赤道的那点引力帮着卫星每天旋转轨道平面,而且满足每天旋转0.9856度的要求 。比如我们常说的700千米太阳同步轨道,跟赤道的夹角就是98度左右 。有了地球的帮助,卫星所在的那条轨道,就可以一直用固定的角度面对太阳了,而且不用消耗自己的燃料来调整角度,这就是来自数学的力量 。


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