飞行器在太空飞行是如何控制方向和速度的?

来源：学生作业帮编辑：百度作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/06/23 18:36:20

确实如“灼眼的氢氧化钫”所言,卫星在发射时靠的是火箭发动机,但是在卫星脱离火箭前,火箭再次按照要求赋予卫星最后的速度调整和按照卫星的要求调整姿态或是起旋,之后就全靠卫星自己了.卫星常自带化学火箭,被称做轨道发动机和姿态控制发动机,当然也有不带的,发射上去飞几天就不要了,等它自己坠毁.我们常见的低轨道、低质量卫星,轨道发动机推力一般都比较小,而高轨道、高质量的卫星,推力就比较大了.也有不是化学火箭的,只是一个储气罐,类似我们给打火机充气的那种气罐,放点气来修正轨道和姿态.这都是根据卫星的任务、质量等来确定的.姿态控制发动机的喷口不像轨道发动机那样只朝一个方向释放,而是根据卫星的形状和轨道姿态,分布在卫星多个位置的.比如说“风云2号”气象卫星,它是一个圆柱体,而且是绕轴线自旋的.在脱离火箭时,火箭给它一个初始旋转,但是这种旋转是容易不稳定的,俗称“张动”,这就需要卫星姿态控制发动机及时进行修正,保证卫星的指向和旋转速度,否则可能由于“张动”过度,而改变旋转特性.你可以想象一个瘦高个陀螺立着在桌子上转动,转着转着,不稳定,就倒下了那种状态.这种发动机都是需要喷射工质的,也就是所谓“工质发动机”(三体里有说),工质一旦消耗结束,卫星只能自求多福了,轨道和姿态无法维持,最终成为一个废星,这也就是卫星的寿命的重要决定因素.但是有一种新的方式,一种非工质的轨道维持系统,那就是使用电磁场.卫星上缺工质,但是不缺电.在卫星上建立一个大型的电磁铁,利用地球磁场对它的斥力,来维持卫星轨道.地球磁场对卫星产生的斥力,虽然很小,可能只有几克力,甚至小得几乎可以忽略不计,但是可以长期作用,而卫星的轨道跌落也是一个非常缓慢的过程,只要持续产生作用,就能够起到维持卫星轨道和姿态的作用.也以我国的风云1和风云3系列卫星为例,都采用该技术,在轨时间大大延长,仅受限于卫星使用器件的寿命和加工工艺了.

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