遨游太空 道中有“道”——浅谈卫星的运行轨道

第10版(科技)
专栏：

　　遨游太空 道中有“道”
　　——浅谈卫星的运行轨道
　　尹怀勤
　　每逢卫星发射，我们总会听到“从××发射中心升空，××时间之后，成功进入距地球××公里的××轨道”之类的报道。那么卫星的轨道到底有多少种，在哪里发射又有何讲究呢？
　　总的说来，卫星轨道不外乎4种。顺行轨道的特征是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。在顺行轨道上运行的卫星，绝大多数离地面较近，高度仅为数百公里，故而通常将这种轨道称为近地轨道。我国地处北半球，要把卫星送入这种轨道，运载火箭要朝东南方向发射，这样能够利用地球自西向东自转的部分速度，从而可以节约火箭的能量。我国用长征二号F运载火箭发射的神舟号试验飞船和神舟二号飞船，采用的就是顺行轨道。我国这类进入近地轨道的航天器都是在酒泉发射中心升空的。
　　逆行轨道的特征与顺行轨道刚好相反，因为发射耗能较高，所以一般不利用这类轨道，只有一种叫做太阳同步轨道的常被采用。由于地球不是理想球体，其重力分布是不均匀的。这样，在逆行轨道上的卫星，轨道平面会由西向东进动。适当调整卫星的轨道高度、倾角和形状，可使卫星轨道平面的进动角速度恰好等于地球绕太阳公转的日均速度。这就是应用价值极大的圆形太阳同步轨道。在太阳同步轨道上运行的卫星，可在相同的当地时间和光照条件下观察云层和地面目标，气象、资源、侦察等应用卫星大多采用这类轨道。我国进入此类轨道的卫星，均在太原发射中心起飞。
　　赤道轨道的特征是轨道倾角为0度，卫星在赤道上空运行。当其在赤道上空36786公里高的圆形轨道上由西向东运行一周时，恰好是23小时56分4秒，与地球自转1周的时间相同。这时候，从地面看上去，卫星好像固定在赤道上空某一点不动，故这条轨道又被称为地球静止轨道。在静止轨道上均匀分布3颗通信卫星即可进行全球通信的科学设想早已变为现实。世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。我国共向静止轨道发射过15颗卫星，它们都是从西昌发射中心腾空的。
　　就卫星的轨道类型而言，还有一种倾角为90度的极地轨道。它由于轨道平面通过地球南北两极而得名。其优点是，在这种轨道上空运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空。我国的长征二号丙火箭曾以一箭双星的方式6次从太原起飞，把12颗美国铱星送入这种圆形极地轨道。