冻原轨道

✍ dations ◷ 2025-04-02 16:09:04 #冻原轨道

冻原轨道,或称苔原轨道,(俄语:Орбита «Тундра»,英语:tundra orbit)是一种有着较高倾角(苏联使用的通常约 63.4°)、高椭圆的地球同步轨道,轨道周期为一恒星日(比太阳日少约 4 分钟)。这种轨道上的人造卫星会在大部分时间里处于地球上某个选定的区域中,这是被叫做“apogee dwell”(字面含义为“远地点驻留”)的现象。冻原轨道的卫星的地面轨迹为一个闭合的“8”字形。

冻原轨道和闪电轨道使用 arcsin 4 5 63.43 {textstyle arcsin {sqrt {frac {4}{5}}}approx 63.43^{circ }} 的轨道倾角可以消除因为赤道隆起引起的近地点长期摄动。对于其他不是 63.43°的倾角,近地点会稳定改变,远地点亦随之离开最高纬度。

一个典型的冻原轨道有以下特性:

因为赤道隆起对卫星近地点幅角( ω {displaystyle omega } )产生扰动,使其随时间逐渐变化。除非不断使用推进剂保持轨道,如果只考虑一阶系数 J 2 {displaystyle J_{2}} ,近地点将按照公式(1)变化。

ω ˙ = 3 4 n J 2 ( R E a ) 2 4 5 sin 2 i ( 1 e 2 ) 2 {displaystyle {dot {omega }}={frac {3}{4}};nJ_{2}left({frac {R_{E}}{a}}right)^{2}{frac {4-5sin ^{2}{i}}{left(1-e^{2}right)^{2}}}}

 

 

 

 

(1)

其中 i {displaystyle i} 是轨道倾角, e {displaystyle e} 轨道离心率, n {displaystyle n} 平均每天的运动度数, J 2 {displaystyle J_{2}} 是扰动因子, R E {displaystyle R_{E}} 是地球半径, a {displaystyle a} 是半长轴, ω ˙ {displaystyle {dot {omega }}} 是每日度数。

为了避免这种燃料消耗,冻原轨道使用了63.4°的倾角,这使得 ( 4 5 sin 2 i ) {displaystyle left(4-5sin ^{2}iright)} 的为零,近地点的位置就不会随时间变化:143。 这被称为临界倾角,以这种方式设计的轨道被称为冻结轨道。

轨道离心率根据所需停留时间而选择,并改变地面轨迹的形状。冻原轨道的离心率一般为0.2左右;离心率为0.4左右的轨道,地面轨迹将从8字形变为水滴形,被称为超级冻原轨道。

2000年到2016年,天狼星卫星广播(现在是天狼星XM的一部分),在冻原轨道上运营一个由三颗卫星组成的卫星星座,用以卫星广播。每颗卫星的升交点经度和平近点角被设置相差120°,这样当一颗卫星移动出位置时,另一颗卫星已经通过近地点并准备接替该卫星工作。该星座的开发是为了广播能更好地到达北半球更高纬度地区的消费者,减少都市峡谷的影响,并且只需要130个中继器,而地球静止轨道系统则需要800个。在天狼星与XM合并后,它将FM-6替代卫星的设计和轨道从冻原轨道改为地球静止轨道。作为已经在地球静止轨道上的FM-5(2009年发射)的补充,2016年,天狼星停止了从冻原轨道的卫星广播。天狼星卫星曾经是唯一使用冻原轨道的商业卫星。

日本的准天顶卫星系统使用的是类似于冻原轨道的地球同步轨道,但倾角只有43°。系统包括四颗采用相同地面轨道的卫星,从2010年开始测试,并从2018年11月起全面运行。

冻原轨道已被欧空局的阿基米德项目考虑使用,这是一个在1990年代提出的广播系统。

相关

  • 睾酮睾酮(testosterone)(又称睾固酮、睾丸素、睾丸酮或睾甾酮、睾脂酮)是类固醇激素,由男性的睾丸或女性的卵巢分泌,肾上腺亦分泌少量睾酮。睾酮是主要的雌雄激素及蛋白同化甾类。不论
  • 伊夫尼战争伊夫尼战争(西班牙语:la Guerra de Ifni),有时被称作被遗忘的战争(la Guerra Olividada),是1957至1958年于在西属西非洲于西班牙与摩洛哥解放军发生的一系列军事冲突。这场战争通常
  • 伊恩德尔加尔伊恩德尔加尔(Indergarh),是印度中央邦Datia县的一个城镇。总人口14596(2001年)。该地2001年总人口14596人,其中男性7881人,女性6715人;0—6岁人口2390人,其中男1332人,女1058人;识字率
  • 陈䢿陈䢿(1362年5月9日-1397年),字安仲,号叔恭(也有称字叔恭),福建闽县(今福建闽侯)人,明朝状元、官员和诗人。陈䢿是明太祖洪武三十年(1397年)丁丑会试状元,被授予翰林院修撰一职。在此次会试
  • 李待问 (崇祯进士)《松江邦彦图》之李待问像李待问(?-1645年),字存我。明代书法家、政治人物。松江府华亭县人。崇祯十六年(1643年)进士,授中书舍人。精书法,有石刻九歌,行书可与董其昌媲美。弘光元年(
  • 卓君泽卓君泽(1989年2月25日-),昵称为“卓卓”,台湾体育主播,TSNA体育新闻团队首席执行官,曾为纬来体育台、FOX体育台新闻主播、记者兼主持人,学生时期担任过外拍模特儿,由于父母都是体育老
  • 御临河御临河是长江北岸一支流,唐代称“邻水”,以源出邻山而得名。宋称大小邻水。大邻水,即今之东河,又以“宝石河”称之;小邻水,即今之西河,又以“芭蕉溪”称之。流入重庆市江北县境,则又
  • 山东民系山东人,长期居住在山东并一般说冀鲁官话、胶辽官话的,或出生地、户籍、籍贯在山东的汉族人。山东人并没很严格的定义,使得其总人口不好统计,基本上可以认为是山东省人口数,更广义加上东北及海外的山东移民及后代,人数可超过一亿。聚居在山东全省,东北大部分地区尤其是辽东半岛地区。山东人出门在外靠老乡,无论走到天南地北,山东人见到山东人都有一种强烈的亲近感、信任感。这也是因为山东人与山东人之间有齐鲁文化作纽带。齐鲁文化是天南地北山东人共有的思想基础和文化认同。山东是儒家创始人孔子和孟子的故乡,山东人常以“与圣人同乡”为
  • 关书范关书范(1912年-1939年1月16日),吉林宁安人,曾任中国共青团吉东省委委员、东北抗日联军第五军第一师师长,后因与关东军接触被东北抗日联军执行枪决。1929年,加入中国共青团。九一八事变后,任中国共青团吉东省委委员。1934年被捕,在狱中在日本宪兵的严刑拷打下守口如瓶。随后脱身,并加入东北抗日联军第五军,任第一师政治部主任。其后两年时间内,率军攻占勃利、穆棱、依兰。1937年,关书范任抗联五军一师师长。1938年,关东军发动“大讨伐”,在突围过程中发生八女投江,但之后关书范产生悲观情绪,散布其“假投
  • 伊塞亚·莱德小伊塞亚·莱德(英语:Isaiah Rider Jr,1971年3月12日-),美国NBA联盟职业篮球运动员。他在1993年的NBA选秀中第1轮第5顺位被明尼苏达森林狼选中。莱德曾是加利福尼亚州极受好评的球员之一。莱德的NBA生涯一开始颇为顺利,在1993-1994年赛季获选为NBA最佳新秀阵容第一队。1994年场均超过了20分,也赢得了NBA扣篮大赛冠军。虽然在明尼苏达森林狼的三年里场均能得到19分,但他被发现不服从明尼苏达森林狼的管理层,并曾攻击了一家体育酒吧的女经理,最终他被判犯有五级攻击罪。199