地球上空的卫星都有哪些运行轨道?轨道高度多少?

斯伯丁

随着太空技术越来越普及，越来越多的卫星发射上天，他们都在卫星轨道，都在各自轨道工作，那么轨道多高？有哪些轨道？

轨道高度在多少？

理论上说，卫星没有最低轨道高度的限制，任何轨道高度都是允许的。

但由于国际上通行的是100公里以下为各国领空，未经允许不得进入，所以即使不考虑空气阻力，卫星最低轨道高度也必须大于100公里。

在70－80年代，由于探测技术不是太好，为获得高分辨率图像，有些国家确实发射过轨道高度只有100多公里的间谍卫星。但由于轨道高度太低，空气阻力过大，这类卫星的寿命非常短。

目前已经没有国家发射200公里以下轨道高度的卫星了，最低轨道高度也在300公里左右。有些采用大椭圆轨道的卫星，其近地点高度也只有250公里左右。但再低的就没有了。

人造地球卫星分类

就人造地球卫星来说，其轨道按高度分为三种类型：高地球轨道（HEO，地球同步轨道GEO也是一种高地球轨道）、中地球轨道（MEO）近地球轨道（LEO）。

近地轨道，又称低地轨道，是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。一般高度在2000千米以下的近圆形轨道都可以称之为近地轨道。由于近地轨道卫星离地面较近，绝大多数对地观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统都采用近地轨道。

中轨道，地球卫星主要是指卫星轨道距离地球表面2000～20000km的地球卫星。它属于地球非同步卫星，主要是作为陆地移动通信系统的补充和扩展，与地面公众网有机结合，实现全球个人移动通信。因此，其在全球个人移动通信中具有极大的优势。

地球同步轨道，地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星。所谓同步轨道卫星，是指:卫星距离地球的高度约为36000km，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小时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，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。



卫星轨道高度与运动速度有关系吗？

地球轨道卫星的运动主要由地球的引力控制，卫星轨道越高，它移动的越慢。随着卫星离地球越来越近，引力的拉力越来越大，而卫星移动的速度也越快。例如NASA的Aqua卫星（轨道高度约705 Km）需要大约99分钟完成绕地一周运行；而距离地球表面36000公里的气象卫星需要23小时56分4秒完成一次绕地运行；在距离地球中心384,403公里的地方，月球在28天内完成了一个轨道。

卫星进入轨道所需能量因素有哪些？

将一颗卫星送入轨道所需的能量取决于发射场地的位置，以及轨道的高度和倾斜程度。在高地球轨道上的卫星需要更大的能量才能到达目的地。在高度倾斜轨道上的卫星，如极地轨道，比环绕地球赤道的卫星需要更多的能量。低倾角的卫星可以利用地球的自转推动它进入轨道；一颗极地轨道卫星从地球的动量中得不到任何帮助，因此需要更多的能量到达同样的高度。



卫星进入轨道需不需要调整？

卫星进入轨道，需要不断调整，才能保持各自的轨道的主要原因三个：引力不平衡、大气阻力和太空垃圾。

1. 由于地球不是一个完美的球体，它的重力在一些地方比其他地方更强。这种不平衡，加上太阳、月亮和木星（太阳系最大行星）的引力，将改变卫星轨道的倾斜度。

2.低地球轨道上的卫星被大气层拖出轨道。虽然低地球轨道上的卫星穿越大气层的最上层（最薄层），但空气阻力仍然强大到足以拖曳它们，使它们靠近地球。当太阳活动变强时，大气阻力会更强。这是因为当太阳给大气层增加额外的能量时，大气会上升和膨胀，卫星就会穿过更厚的大气层，面临更多的阻力。当太阳安静的时候，低地球轨道上的卫星每年要增加大约四次轨道来弥补大气的阻力。当太阳活动达到最大时，卫星可能每2 - 3周就需要机动一次。

3.避免可能在卫星轨道上的太空垃圾和轨道碎片。2009年2月11日，美国公司Iridium旗下的一颗通讯卫星与一颗丧失功能的俄罗斯卫星相撞，造成两颗卫星解体，产生了至少2500件碎片。据小编从美国分析图形有限公司（AGI公司是为航天工业界提供商用成品卫星分析软件的主导厂商）的网站统计数据得知，目前在轨有效载荷约为4000多个，轨道碎片却达到了35000多片。

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