航天器机动飞行

更新时间:2023-01-02 19:50

航天器机动飞行是指航天器从一条轨道转移到另一条轨道的飞行。在轨道控制上称为轨道机动。它是现代航天器必备的重要功能,具有广泛的用途,尤其在军用卫星上受到重视。航天器有目的地改变原有轨道的过程。机动飞行中的力学问题丰富了航天动力学的研究内容,为轨道选择提供更多的灵活性。

用途

①改变运行轨道的高度。为了减少大气阻力对轨道高度衰减的影响,航天器的轨道不能太低,例如,照相侦察卫星一般运行在300千米左右的高度上,其他对地观测卫星常运行在高度为700~900千米的太阳同步轨道上。侦察卫星照相时希望降低轨道高度,以提高照片的分辨率。先进的照相侦察卫星,例如美国的“大鸟”号卫星就具有这种能力。拍照时,轨道高度降低到 150千米左右,拍摄完毕,再作机动飞行,恢复到原来的轨道高度。

苏联带有核电源的海洋监视卫星也具有机动飞行能力。它在工作寿命行将结束之前,必须把轨道高度从原来的200千米左右提高到大约1000千米,这样卫星可在轨道上再运行大约600年,届时卫星核电源中的放射性物质已衰变成无放射性的物质,即使陨落也不会造成核污染。

②保持原有轨道。近地轨道航天器受大气阻力影响较大,轨道高度容易衰减。例如,空间站因有大面积的太阳能电池翼,轨道高度衰减很快,每隔一定的时间要作一次机动飞行,使其回到原来轨道的高度。美国的第一个空间站“天空实验室”因为没有机动飞行能力,只能任其过早陨落。苏联的空间站,自“礼炮”6号起都有机动飞行能力,可长期保持原来的轨道高度。

③与另一个航天器接近、交会。航天器在轨道上与另一个航天器接近、交会的机动飞行,是发展载人航天、建立空间站必须解决的基本技术。载人飞船、航天飞机等载人航天器以及无人运货飞船,都需要具备与空间站实行接近、交会的能力。轨道接近与交会是截击卫星、航天飞机等对敌方航天器实行拦截、攻击、破坏或俘获必不可少的手段。

④离开原来运行轨道。地球静止轨道上的卫星已经十分拥挤。工作寿命终止的卫星将沦为空间碎片,不仅白白占据有利的轨道位置,而且因失去控制而不再保持定点。为防止其干扰正常工作的卫星,并让出有利的轨道位置,静止轨道的卫星在即将失效之前作机动飞行,离开静止轨道。例如,1980年美国舰队通信卫星(编号为1978-16A)为了避免可能发生的碰撞,拉开与导弹预警卫星(编号为1973-40A)的距离,作了机动飞行。在空间军事化日益加剧的情况下,机动飞行已成为军用航天器提高自卫生存能力的基本手段之一,航天器一旦发现可能受到敌方的攻击时,就作机动飞行,离开原来运行轨道,避开敌方反卫星武器的接近与攻击。

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