梦幻星空宇宙：卫星的飞行原理和轨道

如果我们把地球看成一个均质的球体，它的引力场即为中心力场，其质心为引力中心。那么，要使人造地球卫星(简称卫星)在这个中心力场中作圆周运动，粗俗地说，就是要使卫星飞行的离加加速度所形成的力(离心惯性)，正好抵消(平衡)地心引力。这时，卫星飞行的水平速度叫第一宇宙速度，即环绕速度。反过来说，卫星只要获得这一水平方向的速度后，不需要再加动力就可以环绕地球飞行。这时卫星的飞行轨迹叫卫星轨道。卫星轨道平面通过地球中心。如果速度稍大一些，则形成椭圆形轨道，如果达到逃逸速度，则为抛物线轨道， 那时它将绕太阳飞行成为人造行星；如果达到第三宇宙速度，则为双曲线轨道，与太阳一样而绕银河系中心飞行了。

　　就人造地球卫星来说，其轨道按高度分低轨道和高轨道，按地球自转方向分顺行轨道和逆行轨道。这中间有一些特殊意义的轨道，如赤道轨道、地球同步轨道、对地静止轨道、极地轨道和太阳同步轨道等。

　　卫星轨道的形状和大小是由长轴和短轴决定的，而交点角Ω、近地点幅角ω和轨道倾角i则决定轨道在空间的方位。这五个参数称为卫星轨道要素(根数)。有时还加过近地点时刻tp，合称为六要素。有了这六要素，就可知道任何时刻卫星在空间的位置。

　　高低轨道没有明确的划分界限，一般把离地面几百公里的卫星轨道称为低地球轨道。

　　轨道倾角为零，轨道平面与地球赤道平面重合。这种轨道叫赤道轨道。

　　轨道高度为35786公里时，卫星的运行周期和地球的自转周期相同，这种轨道叫地球同步轨道；如果地球同步轨道的倾角为零，则卫星正好在地球赤道上空，以与地球自转相同的角速度统地球飞行，从地面上看，好像是静止的，这种卫星轨道叫对地静止轨道，它是地球同步轨道的特例。对地静止轨道只有一条。

　　轨道倾角为90度时，轨道平面通过地球两极，这种轨道叫极地轨道。

　　如果卫星的轨道平面绕地球自转轴的旋转方向、角速度与地球绕太阳公转的方向和角速度相同，则它的轨道叫太阳同步轨道。太阳同步轨道为逆行轨道，倾角大于90度。