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天體動力學/衛星地面軌跡

來自華夏公益教科書

地面軌跡圖

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國際空間站第 15 次遠征的 NASA 標誌,顯示了地面軌跡圖。


地球自轉的影響

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地球相對於軌道自轉,這意味著軌道平面在空間中基本保持靜止,而地球自轉。地面軌跡形成的正弦波,其位移等於地球在軌道週期內旋轉的度數。下圖顯示了衛星穿過地球兩次自轉的地面軌跡。

發射傾角和緯度

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很明顯,發射點和方向會嚴重影響衛星軌道的方向。一顆衛星從地球表面上的點 A 發射。發射緯度和經度分別由 *L* 和 λ 給出。衛星以方位角 β 發射。

衛星的軌道在赤道上穿過的地面軌跡圖(升交點)在點 B,從赤道的傾角為 *i*。我們可以計算出 *i* 為

我們可以從這個結果中看出,直軌道的發射方位角必須介於 0° 和 180° 之間。逆行軌道的發射角度必須介於 180° 和 360° 之間。

我們可以看到,如果發射場不在赤道上,衛星就無法進入赤道軌道。我們還可以看到,發射場無法獲得小於發射緯度的軌道傾角。因此,靠近赤道的發射場具有更大的軌道選擇範圍。位於赤道上的發射場可以將衛星送入任何軌道。

示例:美國發射場

美國在南部各州有一系列發射場:佛羅里達州和得克薩斯州最為人所知,但新墨西哥州也計劃建立一個新的發射場。佛羅里達州的發射場緯度為 25°。

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