gto的全称是什么?航天器轨道简介
航天器飞行有多种轨道,每种轨道有不同的缩写,这是一组关于航天器运行轨道的简单介绍。
1、低地(球)轨道/近地(球)轨道(LEO:Low Earth Orbit )
指航天器距离地面高度较低的轨道。近地轨道没有公认的严格定义。一般轨道高度在2000km以下的近圆轨道都可以称之为近地轨道。
在近地轨道上仍有稀薄的大气,航天器会受到微弱的大气阻力,运行轨道的高度会逐步衰减,其中500km以下最为明显,为了使航天器能长期在设计的高度上运行,航天器需要定期或不定期进行轨道维持。
典型航天器:载人飞船、空间站、对地观测卫星以及一些新型通信卫星系统等。
2、中地球轨道(MEO:Middle Earth Orbit)
轨道高度为2000-35786km之间; GPS、GLONASS都属于此类轨道。
3、地球同步转移轨道(GTO:Geostationary Transfer Orbit )(椭圆轨道)
指近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度(约36000公里)的椭圆轨道;
地球同步转移轨道为霍曼转移轨道的运用之一,为椭圆形轨道,经加速后可达地球静止轨道(GEO)。近地点多在1000公里以下,远地点则为地球静止轨道高度36000公里。在火箭性能方面,常以地球同步转移轨道运载能力作为指标,该运载能力较直接运送至地球静止轨道的数值为大。
地球同步转移轨道一般只作为地球同步轨道的过渡轨道。
4、地球同步轨道(或称对地静止轨道)
轨道高度约35786km;
运行在地球同步轨道上的人造卫星,星距离地球的高度35786km,卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等,即23时56分4秒,卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒,其运行角速度等于地球自转的角速度。在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星,即可实现除两极外的全球通讯。
地球同步轨道又分为3种:
(1)地球静止轨道(GEO:Geostationary Orbit)(正圆轨道)
当同步轨道卫星轨道面的倾角为零度,即卫星在地球赤道上空运行时,由于运行方向与地球自转方向相同,运行周期又与地球同步,因此,人们从地球上仰望卫星,仿佛悬挂在太空静止不动,所以,把零倾角的同步轨道称作静止轨道,在静止轨道上运行的卫星称作静止卫星。
(2)倾斜地球同步轨道(IGSO:Inclined Geosynchronous Orbit ):
倾斜同步轨道(IGSO)是指倾角不为0的地球同步轨道,其星下点轨迹是一个跨南北半球的 “8”字,其星下点轨迹与赤道相交于一点,该点常称之为交叉点。
(3)极地轨道同步轨道,又叫太阳同步轨道(SSO:Sun-synchronous Orbit )
卫星的轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向,轨道倾角(轨道平面与赤道平面的夹角)接近90度。人造卫星运行时能到达南北极区上空,即卫星能飞经全球范围的上空。需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星、地球资源卫星等都采用这种轨道。
倾斜轨道和极地轨道同步卫星从地球上看是移动的,但却每天可以经过特定的地区,因此,通常用于科研、气象或军事情报的搜集,以及两极地区和高纬度地区的通信。
高椭圆轨道(Highly elliptical orbit,简称HEO),
这是一种具有较低近地点和极高远地点的椭圆轨道,其远地点高度大于35786km。这种轨道的卫星对远地点下方地面区域的覆盖时间可以超过12小时。这种特点能够被通信卫星所利用。
其中最为著名的是闪电轨道(Molniya orbit),又称莫尼亚轨道,其原始用途是供前苏联闪电通信卫星使用,以解决高纬度地区的军用和民用通信广播需求。相较于地球静止轨道,发射卫星到闪电轨道所需的能量较小。不过缺点是地面站需要一个可调整方向的天线来追踪卫星,且卫星会频繁通过有高能辐射的范艾伦辐射带。
由于地球扁率引起轨道长轴在轨道面内的进动。转动角速率用近地点幅角的变化率表示。在倾角小于63.4°或大于 116.6°时,近地点幅角均匀增加。在63.4°与116.6°之间时,均匀减小。等于63.4°或116.6°时,不转动。63.4°和116.6°称为临界倾角,苏联的“闪电”号通信卫星倾角选为临界角,避免了远地点位置的移动,使得远地点始终在苏联领土上空,保持苏联国内通信时间较长。