Cambio de órbita del satélite
El proceso de cambiar de forma autónoma la órbita de un satélite mientras se encuentra en órbita se llama cambio de órbita. La órbita del satélite es elíptica. Para ahorrar combustible de lanzamiento, primero puede lanzarse a una órbita elíptica grande. Cuando el satélite está en su apogeo, la actitud del satélite se ajusta para encender el cohete de modo que la órbita del satélite alcance la altitud requerida. Los cambios de órbita se pueden realizar varias veces, lo que requiere un cálculo preciso del tiempo de cambio de órbita del satélite, que se controla mediante instrucciones terrestres. Afectadas por la gravedad terrestre, las órbitas de los satélites artificiales y las naves espaciales (incluidas las estaciones espaciales) disminuirán a un ritmo de unos 100 metros por día. Esto afectará el funcionamiento normal de los satélites artificiales y las naves espaciales (incluidas las estaciones espaciales). En el proceso de operación orbital, a menudo se requieren cambios de órbita. Además de evitar los daños causados por la "basura espacial", el cambio de órbita tiene como objetivo principal asegurar su vida operativa.
Análisis desde una perspectiva dinámica
——Cuando el motor de la nave espacial acelera, la velocidad de la nave espacial aumenta y la fuerza centrípeta requerida para el movimiento circular aumenta, pero la fuerza centrípeta proporcionada Si el movimiento circular (es decir, la gravitación universal) permanece sin cambios, la nave espacial se moverá centrífugamente, su órbita aumentará y su velocidad disminuirá.
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Lectura de referencia:
Ejemplos de satélites artificiales y el universo Las naves espaciales (incluidas las estaciones espaciales) a menudo necesitan cambiar sus órbitas durante la órbita. Además de evitar daños causados por la "basura espacial", el objetivo principal es garantizar su vida operativa. Según los informes, debido a la influencia de la gravedad terrestre, las órbitas de los satélites artificiales y las naves espaciales (incluidas las estaciones espaciales) disminuirán a un ritmo de unos 100 metros por día. Esto afectará el funcionamiento normal de los satélites artificiales y las naves espaciales (incluidas las estaciones espaciales). Con el tiempo, sus órbitas serán cada vez más bajas y eventualmente caerán a la atmósfera. Según el anuncio del Centro de Control de Vuelo de Rusia en la madrugada del 21 de febrero de 2010, la órbita de la Estación Espacial Internacional se elevó con éxito 6,2 kilómetros ese día, creando las condiciones para que la nave espacial tripulada rusa y el transbordador espacial estadounidense se acoplaran con la estación espacial.
La actualización orbital comenzará a las 0:15 hora de Moscú del día 21 (5:15 hora de Beijing el día 21) y se acoplará con el ruso "Progress M-04M" en el módulo de servicio "Star" de La Estación Espacial Internacional Los ocho motores de la nave espacial de carga se pusieron en marcha y funcionaron durante 1.557 segundos, elevando así la órbita de la Estación Espacial Internacional en 6,2 kilómetros y finalmente alcanzando una órbita espacial a unos 349 kilómetros de la Tierra. completado en un estado automático. El motor de la nave espacial que gira hacia atrás ganará aceleración hacia adelante y la actitud de la nave espacial cambiará. Entonces, ¿cómo analizar este proceso de cambio de órbita desde una perspectiva física? Según las reglas de funcionamiento de los satélites artificiales, la velocidad V de su órbita está determinada por la siguiente fórmula:
donde G es la constante gravitacional, M es la masa de la Tierra y r es el radio orbital. del satélite artificial (radio de la Tierra R + La altura del satélite artificial desde el suelo h). De la fórmula anterior se puede ver que la velocidad de un satélite artificial en órbita está completamente determinada por el tamaño del radio orbital: es inversamente proporcional a su raíz cuadrada: cuanto menor es el radio orbital, mayor es su velocidad (volando cerca a la superficie de la Tierra, su velocidad es la mayor, que es (la primera velocidad cósmica es 7,9 kilómetros/segundo); cuanto mayor es el radio orbital, menor es la velocidad. Durante el proceso de cambio de órbita, el satélite artificial se ajusta de una órbita baja a una órbita alta, y su radio de órbita aumenta, por lo que su velocidad de funcionamiento será menor que la original. De acuerdo con la fórmula anterior, podemos calcular los datos de la velocidad orbital (cambio) del satélite artificial a medida que aumenta el radio orbital: A partir de los datos de la tabla anterior, podemos ver que a medida que aumenta el radio orbital del satélite artificial ( la altura sobre el suelo aumenta), su velocidad de carrera es cada vez menor. Por cada 50 kilómetros de aumento de altura, la velocidad disminuye unos 28 metros/segundo (no es una disminución lineal). Esta vez, la órbita de la Estación Espacial Internacional se ha incrementado en 6,2 kilómetros y su velocidad de funcionamiento sólo ha disminuido en 3 metros/segundo. Algunas personas pueden tener preguntas al respecto: obviamente, el motor de la nave espacial está acelerando, por lo que la velocidad de la nave espacial debería aumentar gradualmente durante el proceso de cambio de órbita.