在轨的人造卫星，为什么还配有推进系统？

来源：今日北斗   2020-10-09 17:10   

2020是我国的航天大年，除了北斗、嫦娥等等比较耳熟能详的大工程，我国还向外发射了多颗卫星，就如近段时间发射的高分系列、齐鲁星座计划等等，这些卫星涵盖了气象、通讯、测绘、农业、环保、侦察等多个领域。那么这些卫星被运载火箭送入相对应的轨道之后，是不是不需要推进器就可以维持在轨的运行呢？

 

实际上，几乎任意一颗卫星，推进系统都是非常重要的一环。

 


我们都知道，卫星的发射、入轨靠的都是不同型号的运载火箭。因此，在卫星发射前，科研人员会根据卫星的用途提前规划好卫星的运行轨道，以便确定使用哪个型号的运载火箭以什么速度进入预定轨道。

 

在运载火箭将卫星送入预定的轨道高度以及轨道倾角上后，接下来的“路”就全靠卫星的自我推进了。

 

这个推进系统不仅仅作用于常规的轨道卫星，对于探索外太空之类的嫦娥、天问等等的航天工程来说，其实更加需要通过对轨道机动能力来进行后续的推进。而位于低轨或者中高轨道运行的卫星，推进系统可以帮忙修正因宇宙环境造成的轨道偏移。

 

一般来说，宇宙环境可以造成的因素很多很复杂，包括但不限于：地球非均匀的重力场、地球附近星球的引力、稀薄大气的阻力等等，这些都会造成卫星逐渐偏离原有的轨道，如果不通过推进系统加以修正的话，均会导致卫星无法正常在轨运行。

 


根据牛顿力学原理，一个物体能够保持平衡的状态，要么它不受任何外力的作用，要么所受的外力合力为零。上面的文字有提到过，在地球轨道环绕运行的卫星，必然会受到宇宙环境造成的影响。以地球的引力为例，卫星假若需要继续保持运行的轨迹，就要找到一个与之相平衡的力。这部分的内容相对复杂，往简单来说，就是通过推进系统保证卫星修正各种因素的影响，使卫星在环绕运行时达到平衡的状态。

 

除了推进系统的作用，给人造卫星补充燃料也可以维持卫星的轨道稳定。

 

*题外话，加注燃料把持推进系统的运行可以避免卫星彼此之间或者是与太空垃圾相撞。前段时间，国际空间卫星站两次紧急调整轨道便是要避免与在轨运行的卫星以及太空垃圾的相撞。

 

一般来说，地球的大气层从下到上依次分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。不同卫星或者航天器所处的区域所受的空气阻力不一样，所需加注的燃料也不一样。

 


对于国际空间站来说，一般国际空间站高度在330公里左右，属于散逸层的范围，对空间站会有一定程度的阻力作用，因此空间站需要不定期加注燃料保持正常运行。


对于低轨卫星来说，空气阻力也相对较大，推进系统需要更定期的燃料加注保持轨道的运行。


对于中高轨卫星来说，由于轨道所处区域的大气非常稀薄，因此受到的阻力会相对较少。但是在更高的轨道受到不稳定宇宙因素会更多，所以会采用如预置一定量的星载燃料、使用陀螺动量轮等方式保证卫星功能的正常发挥。

 

因此，从修正宇宙环境对卫星造成的影响以及空气阻力等等的原因来看，卫星配备的推进系统是必须而且是十分重要的！