地球同步转移轨道(霍曼转移轨道的运用之一)

地球同步转移轨道

地球同步转移轨道（Geostationary Transfer Orbit，简称 GTO），本质是一种椭圆轨道，其近地点高度通常低于1000公里，远地点则精准对应约36000公里的地球同步轨道高度。作为霍曼转移轨道的实际应用形式之一，航天器在这条椭圆轨道上完成加速后，便能顺利进入地球静止轨道运行。

地球同步转移轨道作为地球同步轨道或地球静止轨道的转移轨道，在发射地球同步卫星时，首先使卫星进入这种椭圆轨道，然后在远地点点燃星上变轨发动机，使其变为所需的目标轨道。在火箭性能方面，常以地球同步转移轨道酬载能力作为指标，该酬载能力较直接运送至地球静止轨道的数值为大。重型德尔塔-4运载火箭是德尔塔-4系列中运力较强的型号，近地轨道运载能力超过28吨，同步转移轨道运载能力为14.2吨。长征二号系列运载火箭E运载火箭曾将GTO运载能力从1.5吨提升至4.8吨，长征五号运载火箭的GTO运载能力可达14吨，长征七号A的GTO投送能力为7吨。此外，印度使用LVM3-M5重型运载火箭将4410公斤通信卫星送入GTO，是印度发射最重的卫星。

定义

地球同步转移轨道是指近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度（约36000公里）的椭圆轨道。地球同步转移轨道也是一种霍曼转移轨道，为椭圆形轨道，经加速后可达地球静止轨道。地球同步卫星的工作轨道为地球静止轨道，由地球同步转移轨道至地球静止轨道转换工作多由卫星自身动力进行，卫星在地球同步转移轨道的远地点附近变轨时，需要增加速度及改变速度的方向。

产生背景

20世纪50年代出现的航天技术，开辟了人类探索外层空间活动的新时代。经过半个世纪的迅速发展，人类航天活动取得了较大成就。根据探测目标和任务的不同，航天活动主要分为三大领域一一地球应用卫星、载人航天和深空探测。深空探测是指人类对月球以及更远的天体或空间环境开展的探测活动，作为人类航天活动的重要方向和空间科学与技术创新的重要途径，是当前和未来航天领域的发展重点之一。人类开展深空探测活动，可以解答地球、行星和太阳系的形成和演化等问题，帮助开发和利用空间资源并寻找可能存在的地外生命。深空探测活动能够促进工业技术的进步，不仅象征着一个国家的科技水平和综合国力，更直接和间接地促进国家军事科技的进步，有着重要意义。

20世纪90年代，航天专家提出了一种新的方法，将月球探测器送入地月转移轨道。这种方法是先将其发射到地球同步转移轨道上，在近地点作一次轨道机动，使远地点达到月球，从而成为地月转移轨道。但是如果只进行一次机动，发动机的工作时间很长，重力损耗会很大。为了减小这种损耗，可以将一次机动分成几次进行，逐步提高近地点速度，也就是在GTO轨道与地月转移轨道之间增加几条调相轨道。

轨道形态

地球同步转移轨道呈椭圆形，近地点高度通常在1000公里以下，远地点高度约36000公里，属于霍曼转移轨道的一种应用。

工作原理

地球同步转移轨道作为地球同步轨道或地球静止轨道的转移轨道。在发射地球同步卫星时，首先使卫星进入这种椭圆轨道，然后在远地点点燃星上变轨发动机，使其变为所需的目标轨道。

应用领域

火箭将卫星送入的轨道是地球同步转移轨道，卫星工作的轨道是地球静止轨道，由地球同步转移轨道到地球静止轨道的变轨任务一般是由卫星承担，卫星在远地点附近变轨时除了需要增加速度外，还需要改变速度方向，以消除轨道倾角。如果转移轨道的轨道倾角小，卫星改变轨道倾角的任务就轻，卫星的能量消耗就小，卫星运行寿命就长。国际上公认理想的发射场是设在南美洲圭亚那合作共和国库鲁的发射场。其纬度为南纬5°，由欧洲有关空间机构管理。

在火箭性能方面，常以地球同步转移轨道酬载能力作为指标，该酬载能力较直接运送至地球静止轨道的数值为大。重型德尔塔-4运载火箭是德尔塔-4系列中运力较强的型号，2004年首飞，近地轨道运载能力超过28吨，同步转移轨道运载能力为14.2吨。。长征二号E运载火箭曾将GTO运载能力从1.5吨提升至4.8吨，长征五号运载火箭的GTO运载能力可达14吨，长征七号A的GTO投送能力为7吨，印度使用LVM3-M5重型运载火箭将4410公斤通信卫星送入GTO，是该国本土发射最重的卫星。

定义

产生背景

轨道形态

工作原理

应用领域

相关示例

相关事件