什么是靜止軌道衛(wèi)星？衛(wèi)星如何通過“漂星”實現(xiàn)“太空搬家”？

3月15日，風云四號A星經(jīng)歷了10天的“太空搬家”后成功定點于東經(jīng)86.5度。此次“漂星”于3月5日啟動，從東經(jīng)104.7度開始，在新的位置上A星將持續(xù)“發(fā)光發(fā)熱”，開展觀測及服務(wù)。 ? 此前，風云四號B星從東經(jīng)135度“漂星”至東經(jīng)105度，接替A星在靜止軌道上提供觀測和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)。那么，什么是靜止軌道衛(wèi)星“漂星”？衛(wèi)星如何通過“漂星”實現(xiàn)“太空搬家”？這得從靜止軌道衛(wèi)星、漂星兩個概念說起。

什么是靜止軌道衛(wèi)星？

靜止軌道衛(wèi)星顧名思義，是指運行在靜止軌道上的衛(wèi)星。該軌道的衛(wèi)星相對地面各點是相對靜止不動的，它的軌道周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同（24小時），也就是說如果我們站在原地不動，不管何時我們?nèi)ふ异o止軌道衛(wèi)星，它都在我們的同一方位。并且，這條軌道運行在赤道上空約36000千米的圓軌道上。

由于靜止軌道衛(wèi)星的這些特點，使得衛(wèi)星正下方對應(yīng)的地面點(簡稱星下點)在赤道上是“靜止不動”的，該位置通常用經(jīng)度表示，我們稱為衛(wèi)星的定點經(jīng)度（簡稱軌位）。

為了滿足不同的居住需求，我們通常會搬家，從一個房子搬到另一個房子。同理，衛(wèi)星也如此，為了滿足不同的在軌任務(wù)需求，需要控制衛(wèi)星從當前軌位移動到目標軌位，我們把這個“搬家”操作稱之為“漂星”。

衛(wèi)星如何實現(xiàn)“太空搬家”？

那么，衛(wèi)星是如何實現(xiàn)“太空搬家”的？由于靜止軌道衛(wèi)星的特點是衛(wèi)星相對于地球是靜止不動的，為了改變衛(wèi)星的軌位，就需要調(diào)整衛(wèi)星的運動周期，使衛(wèi)星軌道周期與地球自轉(zhuǎn)周期不一致。 ? 根據(jù)牛頓萬有引力定律，衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期與它的軌道高度成正相關(guān)。衛(wèi)星軌道越高，其運動周期越大；軌道越低，其運動周期越小。

一般來說，當衛(wèi)星軌道周期大于地球自轉(zhuǎn)周期時，則星下點位置往西移動，即經(jīng)度位置逐漸變??；反之，當衛(wèi)星軌道周期小于地球自轉(zhuǎn)周期時，其星下點位置則往東移動，即經(jīng)度位置逐漸增大。 ? 風云四號B星自2月1日起漂，于2月19日定點至105度，歷經(jīng)18天?？紤]到衛(wèi)星攜帶燃料以及在軌壽命，研制團隊制定了最優(yōu)的衛(wèi)星“搬家方案”：先加速抬升軌道，增大衛(wèi)星軌道周期，使衛(wèi)星跑得比地球慢，衛(wèi)星的星下點經(jīng)度逐漸縮小，待衛(wèi)星星下點逐漸靠近“新家”時，再對衛(wèi)星“踩剎車”，減速降低軌道，減小衛(wèi)星軌道周期，使衛(wèi)星與地球跑得一樣快。這樣衛(wèi)星就可以安穩(wěn)地駐扎在“新家”了。

搬家第一步，加速。用加速方向的推力器點火，給衛(wèi)星加速，將衛(wèi)星軌道抬高。此時，衛(wèi)星將逐漸遠離家的位置。 ?

搬家第二步，減速。用減速方向的推力器點火，對衛(wèi)星進行剎車，將衛(wèi)星軌道降低至原始高度，衛(wèi)星抵達萬里之外的“新家”。

目前，風云四號A星和B星均已到達目標軌道位置，將為我國及更多“一帶一路”國家和地區(qū)的天氣預報、防災(zāi)減災(zāi)提供數(shù)據(jù)支撐。

審核編輯：黃飛

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