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地月轉移軌道
鎖定
- 中文名
- 地月轉移軌道
- 外文名
- Lunar Transfer Orbit (LTO)
- 本 質
- 近月制動為止的軌道段
- 方 法
- 圓錐拼接法
- 領 域
- 航天器軌道動力學和天體動力學
- 設 計
- 消耗能量最小的軌道只有一條
地月轉移軌道設計
從地球到月球,消耗能量最小的軌道只有一條。嫦娥一號從這條軌道飛向月球可以節省出更多燃料,用於在進行繞月探測工作時的軌道高度維持,從而使工作壽命達到1年甚至更多。在整個嫦娥一號飛行軌道的設計過程中,地月轉移軌道的設計最為特別。因為在以往的人造地球衞星軌道設計中,只需考慮地球對衞星的引力作用,可以使用簡單明瞭的關係式得到衞星的運動方程,即使考慮其他天體的引力作用、高層大氣的阻力作用效果,由於這些作用的影響很小,根據多年的工程經驗,可以通過一些簡化和平均的方法,附加一些微小的調整量就可以解決大部分的軌道設計問題。
但是設計地月轉移軌道則與此不同,必須同時考慮地球和月球的引力作用影響。當嫦娥一號在近地軌道飛行時,主要受地球引力的作用,月球引力的作用非常微弱;隨着地月轉移飛行過程的進行,嫦娥一號離地球越來越遠,地球的引力不斷減弱,而月球的引力不斷增強,飛行軌跡也逐漸偏離最初的橢圓形軌道;當嫦娥一號進入離月球6.6萬千米遠的半徑範圍內時,起主導作用的變成月球的引力,而不是地球的引力。這時嫦娥一號的飛行軌跡完全變化,不再是圍繞地球的橢圓,而變成圍繞月球的雙曲線軌道,而且軌道面也慢慢變化,不在同一個平面裏。還沒有一種簡單的方法可以輕易描述這個過程,從理論上講空間中存在無數可能的軌道,而其中消耗能量最小的軌道只有一條,軌道設計正是要找出這樣的一條軌道。
地月轉移軌道入口點和出口點
“地月轉移軌道的入口點和出口點是一種形象的叫法,”北京跟蹤與通信技術研究所青年測控專家、繞月探測工程主任設計師季剛在接受記者採訪時説,“嫦娥一號衞星從入口點進入地月轉移軌道,從出口點離開地月轉移軌道,都是經過軌道設計專家精心計算後確定的。”
“如果説入口點的選擇是為了準時與月球‘相會’,那麼出口點設計的目標就是與月球‘相會’後,衞星能在距月球表面200公里時進行第一次剎車制動,進入12小時週期的繞月軌道。”季剛説,“所以,地月轉移軌道的出口點也是嫦娥一號衞星的第一次剎車制動點。”