衛(wèi)星是什么原理

如果我們把地球看成一個(gè)均質(zhì)的球體，它的引力場(chǎng)即為中心力場(chǎng)，其質(zhì)心為引力中心。那么，要使人造地球衛(wèi)星(簡稱衛(wèi)星)在這個(gè)中心力場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)，通俗地說，就是要使衛(wèi)星飛行的離心加速度所形成的力(離心慣性)，正好抵消(平衡)地心引力。這時(shí)，衛(wèi)星飛行的水平速度叫第一宇宙速度，即環(huán)繞速度。反過來說，衛(wèi)星只要獲得這一水平方向的速度后，不需要再加動(dòng)力就可以環(huán)繞地球飛行。這時(shí)衛(wèi)星的飛行軌跡叫衛(wèi)星軌道。衛(wèi)星軌道平面通過地球中心。如果速度稍大一些，則形成橢圓形軌道，如果達(dá)到逃逸速度，則為拋物線軌道，那時(shí)它將繞太陽飛行成為人造行星;如果達(dá)到第三宇宙速度，則為雙曲線軌道，與太陽一樣而繞銀河系中心飛行了。

　　就人造地球衛(wèi)星來說，其軌道按高度分低軌道和高軌道，按地球自轉(zhuǎn)方向分順行軌道和逆行軌道。這中間有一些特殊意義的軌道，如赤道軌道、地球同步軌道、對(duì)地靜止軌道、極地軌道和太陽同步軌道等。

　　衛(wèi)星軌道的形狀和大小是由長軸和短軸決定的，而交點(diǎn)角Ω、近地點(diǎn)幅角ω和軌道傾角i則決定軌道在空間的方位。這五個(gè)參數(shù)稱為衛(wèi)星軌道要素(根數(shù))。有時(shí)還加過近地點(diǎn)時(shí)刻tp，合稱為六要素。有了這六要素，就可知道任何時(shí)刻衛(wèi)星在空間的位置。

　　高低軌道沒有明確的劃分界限，一般把離地面幾百公里的衛(wèi)星軌道稱為低地球軌道。

　　軌道傾角為零，軌道平面與地球赤道平面重合。這種軌道叫赤道軌道。

　　軌道高度為35786公里時(shí)，衛(wèi)星的運(yùn)行周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同，這種軌道叫地球同步軌道;如果地球同步軌道的傾角為零，則衛(wèi)星正好在地球赤道上空，以與地球自轉(zhuǎn)相同的角速度統(tǒng)地球飛行，從地面上看，好像是靜止的，這種衛(wèi)星軌道叫對(duì)地靜止軌道，它是地球同步軌道的特例。對(duì)地靜止軌道只有一條。

　　軌道傾角為90度時(shí)，軌道平面通過地球兩極，這種軌道叫極地軌道。

　　如果衛(wèi)星的軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向、角速度與地球繞太陽公轉(zhuǎn)的方向和角速度相同，則它的軌道叫太陽同步軌道。太陽同步軌道為逆行軌道，傾角大于90度。