● 如何看火箭发射——边边角角知多少
“5、4、3、2、1、点火……”
随着指挥员的一阵指令,满脸的表情除了激动啥都没有,再之后那些完全听不懂的数据似乎就和我们这些看热闹的没关系了。以前,貌似我们都在这样看火箭发射吧……
虽然我们并不是搞监测、搞研发的,但这卫星怎么个飞,怎么个转也算是一种“略显高大上”的常识,所以小编今天就要借此机会来和您说说,那些个“乱七八糟”究竟是个啥!首先,你肯定不敢想象,这地球脑袋上看似不大的地方却也乱七八糟飞着不下千颗卫星,但是它们真的是在“肆意”飞行吗?当然不是,这些卫星根据需求不同,往往有自己的轨道,根据一定的计算和操作使它符合一定的速度和高度。但无论如何,这些卫星在地球上空都是按照固定的运动轨迹在天空中某一相交于地球质心的平切面画着封闭的椭圆形(圆形)。
茫茫天空,卫星却那么渺小,科学家是怎样去快速定位所要寻找的卫星在天空中的位置呢?联想我们上学时学习的物理和数学,要确定一些点就需要知道一些距离和角度。所以,在了解各种轨道的分类前,我们要先了解一些专有名词。
卫星轨道的形状和大小是由长轴和短轴(椭圆直径中最长和最短的直径)决定的,而交点角Ω、近地点幅角ω和轨道倾角i则决定轨道在空间的方位。这五个参数称为卫星轨道要素(根数)。有时还加过近地点时刻tp,合称为六要素。有了这六要素,就可知道任何时刻卫星在空间的位置。
卫星轨道参数是用来描述在太空中卫星运行的位置、形状和取向的各种参数,卫星轨道六要素:长轴、短轴、交点角Ω、近地点幅角ω、轨道倾角i、过近地点时刻tp。
在阅读以下名词前我们必须知道一点,受到地球引力的影响,任何绕着地球自由飞行的物体都不可能走循A环的轨迹,A环所成平面的椭圆形不可能切过地心。假设上图中的圆形为球形的地球,球中正点为地球的质量中心(地心),我们可以把E所成的椭圆形比喻成一把刀片,在这个球体上可以有无数种下刀的切法可以经过球体正中心(地心),既然有无数的“椭圆形”,那么这些椭圆形的边环就是卫星的轨迹,在这无数种可能的轨迹中,在下一页我们会了解到它不同的几种分类。
长轴和短轴:图中C为椭圆无数直径中最长的一根;D为无数直径中最短的一根。
倾角:赤道平面与卫星轨道平面间的夹角,具体计算是在卫星轨道升段时由赤道平面反时针旋转到轨道平面的夹角。(想象一下张嘴的动作,下颚是X卫星轨道所成平面,上颚是W卫星轨道所成平面,嘴张大后尾部相交轴处所成的角度就是“倾角”)
高度:卫星离地球表面的距离。
星下点:卫星与地心连线与地球表面的交点。
升交点:卫星由南向北飞行轨迹在赤道上的交点。
周期:卫星绕地球一周需要的时间。
截距:卫星绕地球一周,地球转过的度数。
偏心率:焦距与轨道半长轴之比。
近地点角:在轨道平面内升交点和近地点与地心连线间的夹角。
平均近点角:若卫星通过近地点的时刻为tp,卫星的平均角速度为n,则任一时刻的平均近点角M=n(t-tp)。
当然,上面出现的一些小公式和数据如果您有兴趣可以更深入的去研究。
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