變軌

衛星軌改運軌程稱軌。衛星軌橢圓，節省射火箭燃料，射橢圓軌，衛星，衛星姿態調整火箭火，衛星軌需。軌，需精確計算衛星軌，指令控制。

人造衛星、宇宙飛船（包括空間站）在軌道運行的過程中，常常需要變軌。除了規避“太空垃圾”對其的傷害外，主要是為了保證其運行的壽命。由於受地球引力影響，人造衛星、宇宙飛船（包括空間站）運行軌道會以每天 100米左右的速度下降。這樣將會影響人造衛星、宇宙飛船（包括空間站）的正常工作，常此以久將使得其軌道越來越低，最終將會墜落大氣層。

飛船發動機噴氣加速，飛船的速度增加，作圓周運動所需的向心力增加，但是圓周運動所提供的向心力（即萬有引力）不變，飛船將會作離心運動，其運行軌道將提升，速度將會減小。

在這裡我們來作以下的估算：設人造衛星的質量為2噸，原軌道半徑為342.8公里，現變軌到349公里。該人造衛星的重力勢能增加值為（假設該過程中重力加速度值無變化，且值為10米/秒2）在這個過程中該人造衛星的動能減少值為（萬有引力恆量G = 6.67×10－11牛。米2/千克2，地球質量M = 5.98×1024千克）

由以上估算可以看出——該人造衛星在變軌（由低軌道升至高軌道）的過程中，重力勢能增加值遠遠大於動能減少值。也就是說，在變軌過程中，發動機消耗的能量E主要是為了增加人造衛星的重力勢能。據能量守恆關係，有 E + ΔEK = ΔEP，也就是說人造衛星調整到高軌道是以動能的損失和發動機消耗能量為代價來增加其重力勢能。

變軌之後，飛船做勻速圓周運動的軌道半徑增大！

有兩種方法。以地球同步衛星為例。一種是直線發射，由火箭把衛星發射到三萬六千公里的赤道上空，然後做九十度的轉折飛行，使衛星進入軌道。另一種方法是變軌發射，即先把衛星發射到高度約二百公里~三百公里的圓軌道上，這條軌道叫停泊軌道，當衛星穿過赤道平面時，末級火箭點火工作，使衛星進入一條大的橢圓軌道，其遠地點恰好在赤道上空三萬六千公里處，這條軌道叫轉移軌道，當衛星到達遠地點時，再開動衛星上的發動機，使之進入圓形同步軌道，也叫靜止軌道。第一種發射方法，在整個發射過程中，火箭都處於動力飛行狀態，要消耗大量燃料，還必須在赤道上設置發射場，有一定的局限性。第二種發射方法，運載火箭消耗的燃料較少，發射場的位置也不受限制。目前各種發射同步衛星都用第二種方法，但這種方法在操作和控制上都比較複雜。

嫦娥衛星變軌分三次進行，如圖所示。

第一次，“嫦娥一號”衛星發射后首先被送入一個地球同步橢圓軌道，這一軌道離地面最近距離為500公里，最遠為7萬公里。探月衛星用26小時環繞此軌道一圈。

第二次，通過加速再進入一個更大的橢圓軌道，距離地面最近距離500公里，但最遠為12萬公里，需要48小時才能環繞一圈。此後，探測衛星不斷加速，開始“奔向”月球，大概經過83小時的飛行，在快要到達月球時，依靠控制火箭的反向助推減速。

第三次，在被月球引力“俘獲”后，成為環月球衛星，最終在離月球表面200公里高度的極地軌道繞月球飛行，開展拍攝三維影像等工作。

衛星奔月總共大約需要157個小時，距離地球接近38.44萬公里。

為什麼“嫦娥一號”衛星首次變軌選擇在遠地點進行呢？在對衛星的運行軌道實施變軌控制時，一般選擇在近地點和遠地點完成，這樣做可以最大限度地節省衛星上所攜帶的燃料。嫦娥一號衛星的首次變軌之所以選擇在遠地點實施，是為了抬高衛星近地點的軌道高度，只有在遠地點變軌才能抬高近地點的軌道高度。同樣的道理，要改變遠地點的高度就需要在近地點實施變軌。