航天百科：中國人造地球衛星有幾種運行軌道？

所謂人造地球衛星軌道就是人造地球衛星繞地球運行的軌道。這是一條封閉的曲線。這條封閉曲線形成的平面叫人造地球衛星的軌道平面，軌道平面總是通過地心的。

人造地球衛星軌道按離地面的高度可分為低軌道、中軌道和高軌道，一般把200千米～2000千米高的軌道稱之為低軌道，2000千米～20000千米高的軌道稱之為中軌道，20000千米以上的軌道稱之為高軌道。

中國載人航天器和大部分對地觀測衛星運行在低軌道。其中「神舟」等載人航天器運行在300～500千米高的軌道。如果再高，航天器將進入或接近地球輻射帶，對航天員造成傷害；若低於300千米，則殘餘大氣阻力明顯增加，保持航天器軌道需要消耗的推進劑太多。

中國「資源」衛星、「高分」衛星、「環境」衛星、「海洋」衛星和風雲1號、3號極軌氣象衛星等對地觀測衛星一般運行在500～1000千米高的軌道，這樣既能獲得清晰度較高的地面圖片，也有一定的覆蓋範圍。當然，為了衛星的提高時間解析度，風雲2號、4號，高分4號等少數對地觀測衛星運行在高軌道上，以保證對某一地區進行連續監測。

中國的「北斗」導航衛星大部分運行在中軌道，少數運行在高軌道，這樣可兼顧導航定位和通信功能。中國大部分通信衛星都運行在高軌道，即赤道上空3.6萬千米的地球靜止軌道，以保證連續通信。

按軌道形狀分還可分為圓軌道和橢圓軌道；按飛行方向分可分為順行軌道(與地球自轉方向相同)、逆行軌道(與地球自轉方向相反)、赤道軌道(在赤道上空繞地球飛行)和極軌道(經過地球南北極上空)。其中極軌道一般也是近圓軌道，赤道軌道一般也是高圓軌道。需要解釋的是，衛星軌道平面與地球赤道平面的夾角叫軌道傾角，它是確定衛星軌道空間位置的一個重要參數。軌道傾角小於90°為順行軌道；軌道傾角大於90°為逆行軌道；軌道傾角為0°則為赤道軌道；軌道傾角等於90°，則軌道平面通過地球南北極。

在這些軌道上都有中國航天器在運行，其中不少常在以下兩種特殊軌道運行。

地球靜止軌道。這種軌道位於地球赤道上空離地面35786千米、且軌道傾角為0處。衛星在這一軌道運行時，由於它繞地球運行的角速度與地球自轉的角速度相同，從地面上看去它好像是靜止的，所以稱地球靜止軌道。衛星運行在這種軌道，很適合連續通信和對地觀測，但全球只有一條，所以地球靜止軌道資源十分緊張。中國大部分通信衛星以及風雲2號、4號和高分4號對地觀測衛星都運行在地球靜止軌道，

太陽同步軌道。由於地球扁率（地球不是圓球形，而是在赤道部分隆起），衛星軌道平面繞地球自轉軸旋轉。如果衛星軌道平面繞地球自轉軸的旋轉方向和角速度與地球繞太陽公轉的方向和平均角速度相同，則這種衛星軌道叫太陽同步軌道。太陽同步軌道是一條逆行軌道，軌道傾角大於90°。中國大部分陸地衛星、氣象衛星和海洋衛星等對地觀測衛星都運行在太陽同步軌道上，這樣有利於全球觀測，且每天有較好的光照條件，可使拍攝的地面目標圖像最好。

總之，中國人造地球衛星的軌道是根據其任務和應用要求來選擇的。例如，對地面攝影的資源衛星常採用圓形低軌道。若為了盡量擴大空間環境探測的範圍，衛星可採用扁長的橢圓形軌道，中國的一些「實踐」系列衛星就運行在橢圓形軌道。

為了節省發射衛星的能量，衛星常採用赤道軌道和順行軌道。對固定地區進行長期連續的氣象觀測和通信的衛星，常採用地球靜止衛星軌道。需對全球進行反覆觀測的衛星可採用極地軌道。要使衛星始終在同一時刻飛過地球某地上空，也就是說要使衛星始終在相同的光照條件下經過同一地區，則應採用太陽同步軌道。

這些人造地球衛星由運載火箭發射入軌，從發射點到入軌點的飛行軌跡叫發射軌道。發射軌道包括垂直起飛段、程序轉彎段和入軌段。垂直起飛段和程序轉彎段都大同小異，但入軌段根據軌道高度的不同有直接入軌、滑行入軌和過渡轉移入軌之分。

低軌道衛星一般直接入軌，即火箭連續工作，當最後一級火箭發動機關機時，衛星就可進入預定軌道。

中、高軌道衛星常常滑行入軌。其發射軌道由火箭發動機工作時的主動段、發動機關機後靠慣性飛行的滑行段和發動機再次工作時的加速段組成。

比較特殊高軌道衛星，即地球靜止軌道衛星常常採用過渡轉移軌道入軌。它因火箭的級數不同而有差異。對於三級火箭來說，過程一般如下。

第一二級火箭經主動段、停泊軌道段和加速段，將衛星連同火箭上面級送入200～400千米的停泊軌道。當飛經赤道上空時火箭上面級點火，把衛星送入近地點與停泊軌道高度相同，遠地點為35786千米的大橢圓轉移軌道。衛星在轉移軌道上運行時，地面測控站要精確測量它的姿態和軌道參數，並隨時調整它的姿態偏差。當衛星在預定的點火圈運行到遠地點時，地面測控站發出指令，讓衛星上的遠地點發動機點火，使衛星提高飛行速度，並改變飛行方向，進入地球同步軌道。如要進入地球靜止軌道，則需用衛星上的小推力發動機調整它的運行速度，使它慢慢地到達預定的經度上空。這一過程叫衛星定點。

有些中國航天器，如返回式衛星、載人飛船等，在完成任務後要返回地球。從脫離運行軌道到降落地面這一段的飛行軌跡叫航天器的返回軌道。根據航天器在返回軌道上所受阻力和升力的情況，其返回軌道可分為彈道式、半彈道式。

彈道式返回軌道。航天器脫離運行軌道進入返回軌道後，在再入大氣層時只受阻力作用而不產生升力，因而速度快，空氣動力過載大，落點無法調整和控制，可能產生較大的落點偏差。我國的返回式衛星採用這種返回軌道。

半彈道式返回軌道。航天器在再入大氣層後，除了阻力外，還會產生部分升力。只要適當控制它們的滾動角，就可控制升力方向，小範圍地改變飛行路徑，適當調整落點距離，使落點比較準確，空氣動力過載也較小，一般為4g左右。中國的「神舟」載人飛船採用這種返回軌道。

作者：天兵

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