卫星变轨问题知识点总结

深化理解轨道变轨原理与类型：从原理到实例

一、离心运动和向心运动概述

当我们卫星的变轨原理时，首先要理解两种基本的运动模式：离心运动和向心运动。当卫星的速度突然增大或减小时，其所需的向心力与当前的万有引力之间的平衡被打破，导致卫星开始做离心运动或向心运动。

具体来说，当卫星速度增大时，所需的向心力会超过当前的万有引力，卫星将开始做离心运动，轨道半径变大。相反，当卫星速度减小时，万有引力超过所需向心力，卫星开始做向心运动，轨道半径变小。这两种运动模式为卫星的变轨提供了基础。

二、变轨类型详解

基于上述原理，卫星的变轨可以分为两种主要类型：加速变轨和制动变轨。

1. 加速变轨（低轨道 → 高轨道）：卫星在低轨道时，通过在近地点加速进入椭圆转移轨道，然后在远地点再次加速，从而进入更高的圆轨道。

2. 制动变轨（高轨道 → 低轨道）：相反，卫星在高轨道时，通过在远地点减速进入椭圆转移轨道，然后在近地点再次减速，从而进入更低的圆轨道。

三、不同轨道上的物理量比较

在卫星的变轨时，我们需要关注几个关键的物理量，包括速度、加速度和机械能。

1. 速度：在圆轨道上，轨道半径越大，运行速度越小。而在椭圆轨道上，近地点的速度总是大于远地点的速度。

2. 加速度：在同一位置，不同轨道的卫星加速度是相同的，这是由万有引力决定的。

3. 机械能：卫星在不同轨道上的机械能是不同的。轨道半径越大，机械能越高。而在椭圆轨道上，机械能是守恒的。

四、变轨实例分析

为了更好地理解变轨原理，我们可以结合实际例子进行分析，如卫星对接和嫦娥三号的变轨。

五、注意事项提醒

我们需要关注几个与卫星变轨相关的重要注意事项：

1. 卫星在同一轨道运行时，其机械能是守恒的。当卫星在不同轨道间转移时，其机械能会发生变化。

2. 在椭圆轨道上，从远地点向近地点运动时，动能增加，引力势能减少，但总机械能保持不变。

3. 在变轨的瞬间，卫星的速度变化遵循一定的顺序。在椭圆转移轨道上，近地点的速度最大，远地点的速度最小。

卫星的变轨是一个复杂而有趣的过程，涉及到多种物理原理和实例。通过深入理解离心运动、向心运动、变轨类型以及不同轨道上的物理量比较，我们可以更好地理解和欣赏这一领域的奇妙之处。