太阳同步轨道

自从苏联发射了人类第一颗人造卫星之后,地球的的近地空间就变得不再“安宁”。人类至今为止发射的众多卫星里头,卫星的运行轨道有无数条。其中,最特殊的就是地球同步轨道和太阳同步轨道了。我为大家介绍一下关于太阳同步轨道的知识。

提到太阳同步轨道,大家就会在脑海里浮现几个问题:类比地球同步轨道,是不是太阳同步轨道就是卫星与太阳同步的?地球同步卫星的轨道还好理解,那太阳同步卫星的轨道是怎样的呢?卫星跟太阳又有什么关系?太阳同步卫星有什么特点?其有什么应用?等等。那么,请听小编一一道来。

太阳同步卫星,其实并不是说卫星与太阳是同步的,之所以称之为太阳同步卫星,那是因为这颗卫星是运行在太阳同步轨道上的。太阳同步轨道指的就是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(小于100度),高度在500-1000公里之间,卫星要在两极附近通过,因此又称之为近极地太阳同步卫星轨道。为使轨道平面始终与太阳保持固定的取向,因此轨道平面每天平均向地球公转方向(自西向东)转动0.9856度(即360度/年)。太阳同步轨道属于低轨道,自然空间分辨率更高,离得越近看得越清;静止轨道属于高轨道,站得高看得远,自然覆盖范围更广。两种轨道可以互补达到最佳的监测效果,所以很多卫星星座采用这样的组合方式,比如风云卫星、比如高分系列,以此取得更高的时空分辨率。

为保持轨道平面始终与太阳保持固定的取向,在卫星随时,轨道平面每天要自西向东作大约1°的转动。但是若地球是个均匀球体,当地球绕太阳公转时,轨道平面随地球作平动,则轨道平面不能保持与太阳有固定的取向。

事实上由于地球是个扁椭球体,这种扁椭球体上的各点对卫星的引力不等,使卫星的轨道平面绕地轴朝着与卫星运动相反方向旋转,即轨道平面的进动。若选定合适的倾角(大于90°)使卫星轨道平面的进动为1°,正好使轨道平面与太阳始终保持固定的取向。这样就实现了太阳同步轨道。

在这种轨道上的卫星以固定的地方时观测地球大气,有较固定的光照条件。对获取可用的资料、数据的接收、轨道的计算等都十分方便。 如果让卫星轨道平面在空间的转动与太阳在空间的视运动一致,则卫星轨道称为太阳同步轨道。卫星称为太阳同步卫星。(这下知道为什么叫做太阳同步卫星了吧?)这时太阳视线与卫星轨道平面的夹角不变,当卫星每次飞越某地上空时,太阳都是从同一角度照射该地,亦即,卫星每次都在同一当地时间经过该地,这对照相侦察卫星、气象卫星、资源卫星都很有利,因为每次对某地拍摄的照片都是在同一照度下取得的,通过对比,可以获得更多的信息。轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转方向相同、旋转角速度等于地球公转的平均角速度(0.9856度/天或360度/年)的人造地球卫星轨道。