卫星变轨课件.pptx

1、第1页/共31页思考：思考：人造卫星在人造卫星在低轨道上运行低轨道上运行，要想让其，要想让其 在在高轨道上运行高轨道上运行，应采取什么措施？，应采取什么措施？在低轨道上加速，使其在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿再次加速，即可使其沿高轨道运行。高轨道运行。.三、变轨问题三、变轨问题第2页/共31页22RMmGRmv122211,vRMmGRmv使使卫星加速到第3页/共31页222LMmGLmv第4页/共31页第5页/共31页2233vLMmGLmv，使使卫星加速到第6页/共31页第7页/共31页第8页/共31

2、页第9页/共31页AB第10页/共31页1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道火将其送入同步圆轨道3。轨道。轨道1、2相切于相切于P点，点，2、3相相切于切于Q点。当卫星分别在点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下上正常运行时，以下说法正确的是（说法正确的是（）A、在轨道、在轨道3上的速率大上的速率大 于于1上的速率上的速率 B、在轨道、在轨道3上的角速度上的角速度 小于小于1上的角速度上的角速度 C、在轨道、在轨

3、道2上经过上经过Q点时点时 的速率等于在轨道的速率等于在轨道3上经过上经过Q点时的速率点时的速率 D、在轨道、在轨道1上经过上经过P点时的加速度等于在轨道点时的加速度等于在轨道2上上 经过经过P点时的加速度点时的加速度 QQP P231BD第11页/共31页“嫦娥奔月嫦娥奔月”图图(视频视频)16第12页/共31页 2.2007 2.2007年年1010月月2424日日“嫦娥一号嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕卫星星箭分离，卫星进入绕地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：1212小时椭圆轨小时椭圆轨道道2424小时椭圆轨道小时椭圆轨道4848小时

4、椭圆轨道小时椭圆轨道修正轨道修正轨道地月转移轨道。地月转移轨道。1111月月5 5日日1111时，当卫星经过距月球表面高度时，当卫星经过距月球表面高度为为h h的的A A点时，再经三次变轨：点时，再经三次变轨：1212小时椭圆轨道小时椭圆轨道3.53.5小时椭圆小时椭圆轨道轨道最后进入周期为最后进入周期为T T的极月圆轨道的极月圆轨道 ，如图所示。（，如图所示。（）A.A.“嫦娥一号嫦娥一号”由到需加速、由到需减速由到需加速、由到需减速 B.B.发射发射“嫦娥一号嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度的速度必须达到第三宇宙速度 C.C.在绕月圆轨道上在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关卫星周期

5、与卫星质量有关 D.D.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 E.E.在绕月圆轨道上在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力卫星受地球的引力大于受月球的引力近地变轨近地变轨轨道修正轨道修正转移轨道转移轨道发射发射第13页/共31页 2.2007 2.2007年年1010月月2424日，日，“嫦娥一号嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入卫星星箭分离，卫星进入绕绕地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：1212小时椭圆轨小时椭圆轨道道2424小时椭圆轨道小时椭圆轨道4848小时椭圆轨道小时椭圆轨

6、道修正轨道修正轨道地月转移轨道。地月转移轨道。1111月月5 5日日1111时，当卫星经过距月球表面高度时，当卫星经过距月球表面高度为为h h的的A A点时，再经三次变轨：点时，再经三次变轨：1212小时椭圆轨道小时椭圆轨道3.53.5小时椭圆小时椭圆轨道轨道最后进入周期为最后进入周期为T T的极月圆轨道的极月圆轨道 ，如图所示。，如图所示。若月球半径为若月球半径为R R，试写出月球表面重力加速度的表达式。，试写出月球表面重力加速度的表达式。近地变轨近地变轨轨道修正轨道修正转移轨道转移轨道发射发射第14页/共31页对接问题对接问题:宇宙飞船与空间站的对接宇宙飞船与空间站的对接 空间站实际上就是

7、一个载有人的人造卫星，空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何登到空间站，空间站那么，地球上的人如何登到空间站，空间站上的人又如何返回地面？这些活动都需要通上的人又如何返回地面？这些活动都需要通过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。与空间站对接的问题。思考：能否把宇宙飞船先发射到空间站的同思考：能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？接呢？第15页/共31页 不行，因为飞船加速后做离不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道心运动会偏离原来

8、的圆轨道而无法与空间站对接。飞船而无法与空间站对接。飞船首先在比空间站低的轨道运首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道。再加速运行到一个椭圆轨道。通过控制轨道使飞船跟空间通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接，如相切点，便可实现对接，如图所示图所示.飞船飞船第16页/共31页B第17页/共31页mgrmrMmG22RmmgRMmG20202mgRMmG第18页/共31页NnFRMmGRmF22RmmgRMmG202NFRMmG202mgRMmG第19页/共31页02mgRMmGRmF

9、RMmGN202RmRMmGmg220)()(22hRmmghRMmGRmmgRMmG2002RmmgRMmG20021415第20页/共31页 例例:设同步卫星离地心距离为设同步卫星离地心距离为r，运行速率为，运行速率为v1，加速度为，加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为第一宇宙速度为v2，地，地球半径为球半径为R，则，则()A B C DRraa212221rRaa2221rRvvrRvv21第21页/共31页 1 1、在某行星上用弹簧来秤测量某一物体的重、在某行星上用弹簧来秤测量某一物体的重力。在赤道上测量的示

10、数比在两极处测量的力。在赤道上测量的示数比在两极处测量的示数小示数小1/101/10，若该行星一昼夜的运行时间为，若该行星一昼夜的运行时间为T T，万有引力常量为万有引力常量为G G，则这颗行星的密度为多少？，则这颗行星的密度为多少？30/GT2第22页/共31页 2 2、如果地球自转加快，地球赤道上物体的重、如果地球自转加快，地球赤道上物体的重量将发生怎样的变化？量将发生怎样的变化？1.41.4小时小时 当自转周期等于多少时可使赤道上的物体当自转周期等于多少时可使赤道上的物体飘起来？飘起来？减小减小第23页/共31页连续物或卫星群的判断问题连续物或卫星群的判断问题 例：根据观察，在土星外层有

11、一个环带，该环带例：根据观察，在土星外层有一个环带，该环带有星云等物质构成，为了判断环带是土星的连续有星云等物质构成，为了判断环带是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度v v与该与该层到土星中心的距离层到土星中心的距离R R之间的关系，从而加以确定。之间的关系，从而加以确定。对此下列判断正确的是：（对此下列判断正确的是：（）A.A.若若v v与与R R成正比，则环带是连续物成正比，则环带是连续物 B.B.若若v v与与R R成正比，则环带是小卫星群成正比，则环带是小卫星群 C.C.若若v v与与R R成反比，则环带是连续物成反比，则环带是连续物 D.D.若若v v与与R R成反比，则环带是小卫星群成反比，则环带是小卫星群第24页/共31页“双星双星”是由两颗绕着是由两颗绕着共同的中心共同的中心旋转的旋转的恒星恒星组成。对于其中一颗来说，另一颗就组成。对于其中一颗来说，另一颗就是其是其“伴星伴星”。第25页/共31页第26页/共31页121221rmLmmG2211rmrm222221rmLmmGLrr21Lmmmr21211221mmrr第27页/共31页第28页/共31页第29页/共31页第30页/共31页感谢您的观看！感谢您的观看！第31页/共31页