关于人造卫星运动介绍

[拼音]：renzaoweixing yundong

[外文]：motion of artificial satellites

用火箭把人造飞行器送入太空，使它按预定轨道围绕某一行星或它的卫星的运动。围绕地球运行的飞行器称为人造地球卫星，围绕月球的称为人造月球卫星，围绕火星的称为人造火星卫星，而围绕太阳运行的飞行器则称为人造行星。下面讨论的是围绕地球运行的人造卫星的运动。

人造卫星一般离地球较近，离月球较远，离其他天体则更远，所以人造卫星运动可近似地看作只受球形地球引力的作用，而这个引力就是通过地心的有心力（见有心力场）。因此，对人造卫星，可近似地用开普勒定律描述，只是把叙述改变如下：

（1）人造地球卫星绕地球的轨道是个椭圆，以地心作为它的一个焦点；

（2）人造地球卫星对地心的矢径在单位时间内扫过相等的面积；

（3）两颗人造地球卫星绕地心椭圆轨道的半长径的立方比等于它们绕地球周期的平方比。

影响人造卫星运动的因素还有以下几个：

（1）大气阻力摄动 人造卫星的运动受高空大气阻力的影响，对离地心远的人造卫星，由于大气较稀薄，受影响较小。大气阻力使人造卫星的轨道不再成为闭合的椭圆，而成为不闭合的螺旋线那样逐渐下降，轨道的偏心率也逐渐变小，轨道越来越圆，最后堕入地球较稠密的大气层内焚毁。如果人造卫星装有反冲火箭的回收装置和降落伞，当然也可平安地返回地面。

（2）地球非球形摄动 地球近似于回转椭球，赤道部分稍为突出，这部分的引力使人造卫星的轨道面不再是个固定面，而是个转动面。地球的非球形和质量分布的不均匀使卫星轨道变得非常复杂。分析它的运动，可获得有关地球质量分布的有用资料。

（3）日月摄动 日月对人造卫星的摄动不容忽视，而且人造卫星离地越高，这种摄动越大。例如对用于通信目的的同步卫星，离地约有42200千米，它的运动受日月影响较大，就应特别考虑这种摄动。

（4）光压的影响 太阳光辐射到地面的能量约为 10-1焦耳/(秒·厘米2)。假如能量全被吸收，光量子所产生的辐射压强为106/c达因/厘米2≈3.3×10-5达因/厘米2(1达因＝10-5牛顿)，式中c为真空中的光速。这个压强极小，在一般情况下，对地球运动的影响可以忽略。至于通信卫星和太阳能卫星，它们的表面积相对于它们的质量来说是较大的，太阳光辐射压强对它们的累积效果就不能忽略了。特别是太阳能卫星，它的太阳板面积以平方千米计，更不能忽略光压对运动的影响。此外，由于这种卫星有时穿过地球或月球的影区，而且还有地球的反光，因而情况相当复杂。

（5）相对论效应对近地点的影响 仿照水星近日点每年转 0.43″的理论（见万有引力），可以算出半长轴为10000千米，偏心率为0.25的人造卫星，近地点的转角每年约为5.6″，即约为水星近日点转角的10.7倍。但是，这效应比起上述其他四项还是较小的。