关于卫星及其轨道的五个惊人事实

从炮弹到“僵尸”,卫星的内涵远比我们看到的要丰富

轨道平面

为了庆祝 全球天文月我们将发布一些关于卫星方面的文章. 你有多少钱? 真的 了解卫星和它们称之为家的轨道? 下面是关于卫星的五个有趣事实,可能会让你大吃一惊.

 

在人类将物体送入轨道的几个世纪之前,艾萨克·牛顿首先证明了轨道的存在.

 

由牛顿于1687年首次提出, 物理学第一定律指出,运动中的物体除非受到另一个力的作用,否则将保持运动状态. 轨道上的卫星, 这使得生活在动量(保持卫星移动)和重力(将卫星拉下来)之间保持不断的平衡。. 牛顿用 涉及炮弹的思维实验 来描述他的第一定律如何应用于轨道.

 

一枚加了少量火药的炮弹会在重力控制并把它带回地面之前飞行一小段距离. 使用太多火药,你的球就会飞向太空. 但只要使用适量的火药你就能克服重力将炮弹送入轨道. 安全注意:不要在家里试图证明牛顿第一定律.



卫星轨道有三种常见的类型.

从距地表300英里到22英里,236英里, 卫星运营者依靠不同的轨道进行不同目的的有效载荷. In 低地球轨道(LEO)在美国,卫星通常比高轨道上的大卫星更小,也不那么复杂. 以500-1的速度将卫星送入这个轨道,500公里(300-900英里)比到达更高的轨道更容易, 通常一枚火箭发射将携带多个leo.

 

接下来,我们移动到 地球轨道(MEO)通常在5000 - 12000公里(3100 - 7500英里)以上. 这个高度足以让7到10颗卫星星座覆盖全球大部分地区.

 

最后, 地球静止轨道(地理) 准确的高度是35786千米(22236英里),正上方的赤道. 这个高度使卫星能够覆盖地球的很大一部分, 而三个卫星就可以覆盖全球大部分地区(正如我们的ViaSat-3星座计划做到的那样). 地球同步轨道卫星的另一个优点是, 因为它们的轨道速度与地球自转的速度完全相同, 他们在天空中看起来是静止的. 这使得它们可以用相对简单的天线覆盖地面上的固定位置.

 

3:在上层轨道的新卫星需要停留在非常特定的“插槽”,以避免与其他卫星冲突.

因为地理卫星必须在赤道上空的特定高度, 可用的轨道位置数量多少是有限的. 所有新的地理卫星都有由卫星运营商的国家航天局指定的精确轨道“位置”,并由国际电信联盟(ITU)管理。. 这个过程需要数年的时间,而且涉及大量的文书工作, 但这些都是维持地球静止邻居的和平所必需的.

 

4:卫星会轻微“摆动”,需要定期飞回轨道中分配的位置.

将地球同步卫星保持在其正常轨道上的过程称为“空间站保持”.“任其自生自灭, 一颗地球同步卫星将以8字形向南北漂移, 失去与地面天线的对齐,使其失去作用. 地理卫星配备了推进器,允许操作人员定期修正这种漂移. 依靠卫星和地面网络之间不断流动的信息流, 卫星操作员启动这些引擎,小心地将卫星推回到它的缝隙中心.

 

当卫星到达任务的终点,他们以不同的方式结束他们的服务寿命.

卫星的寿命有很大的不同——从几年到几十年. 但由于没有要求或激励卫星运营商在它们的工作日结束后取回它们, 大多数退役卫星只是留在轨道上. 通常, 一颗被遗弃在较低轨道上的卫星会在几年内失去与重力的对抗并在大气层中烧毁.

 

对于一颗即将结束生命的地理卫星来说, 操作人员使用最后的推进器燃料将其推进几百公里,进入所谓的“墓地轨道”.“这让它远离了其他卫星,它可能在那里停留了数百万年!

 

但有时,被认为被冲上岸的卫星会给它们的运营商留下一点惊喜. 据了解,所谓的“僵尸卫星”在被宣布“死亡”几十年后,会自发地再次发射信号.这一现象在2013年首次引起关注,当时英国业余射电天文学家菲尔·威廉姆斯(Phil Williams) 收到来自LES-1的信号这颗卫星是美国空军于1965年发射的一颗通信卫星,估计是在1967年丢失的. 最近,加拿大人Scott Tilley报道 与实验卫星LES-5取得联系 在地球静止轨道的墓地轨道上.

 

在墓地寻找僵尸肯定会让很多业余天文学家夜不能寐!


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