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近地點
鎖定
- 中文名
- 近地點
- 外文名
- Perigee
- 應用領域
- 天文學
- 應用器械
- 航天器
近地點相關定義
近地點近地點的定義
近地點近地點幅角
它是近地點與升交點對地心的張角,沿着衞星運動方向從升交點量到近地點。近地點幅角決定橢圓軌道在軌道平面裏的方位。
近地點過近地點時刻
它是衞星經過近地點的時刻,以年、月、日、時、分、秒錶示,是運動時間的起量點。人造地球衞星的實際運行軌道比開普勒軌道複雜。在航天器軌道攝動中雖仍以軌道要素為基礎,但是認為軌道要素不再是常數,而是隨着時間變化。圍繞行星運行的行星探測器的軌道要素只須用行星的赤道代替地球赤道,用行星質心代替地心就可類似地定出。而人造行星的軌道要素則只須用黃道面代替地球赤道面,用日心代替地心同樣也可以定出。
近地點動力學分析
同步衞星發射通常先發射到停泊軌道,調整穩定成圓軌道後,再在預定地點啓動火箭助推發動機,使衞星加速。這一過程時間較短,當速度增大到一個預設值,即關閉發動機。衞星將做離心運動,軌道半徑不斷變大。由於引力性質,衞星之後的運動軌道將是一橢圓,稱之為轉移軌道,關閉發動機後的衞星位置將是橢圓軌道的近地點,遠地點在設計的衞星運行的圓形軌道上,關閉發動機時衞星速度的預設值即是滿足遠地點的要求。再經調控穩定後,在遠地點再次開啓發動機,使衞星加速到運行軌道所要求的速度,如《衞星變軌示意圖》所示:
近地點能量平衡式
地球衞星入軌後,處於地球的保守場中,在不計阻力損耗情況下,衞星的總能量是守恆的。由此,可以建立一個衞星軌道的能量平衡式。
衞星位置的勢能為
,衞星具有的動能為
,則衞星的總能量為:
總能量在軌道上的任何一點都是相同的。
衞星的近地點和遠地點的總能量分別為:
其中,GM為地球常數,GM=gR2,r1為近地點地心距,r2為遠地點地心距,v1為近地點速度,v2為遠地點速度。
由於Eperigee=Eapogee,有:
即:
由開普勒定律可知,近地點和遠地點速度之比等於其地心距的反比,即
,代入上式,有:
整理後,得:
令
,有:
上式稱為衞星軌道近地點能量平衡式,它表示在近地點動能等於其勢能的k倍。
若令
,則有: