運載火箭使得人造衛星有足夠的動力加速上升,并穿過厚厚的大氣層到達太空預定軌道。運載火箭在點火后,其內部氧化劑和還原劑劇烈燃燒,產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出,運載火箭不斷被加速。運載火箭垂直飛行至一定高度,快速穿過高密度的大氣層后,開始根據設定程序進行轉彎,最終調節為水平方向飛行。衛星到達預定的高度后,大多數運載火箭的驅動力將用于增加飛行速度。當衛星的飛行速度達到某一特定值(第一宇宙速度 7.9km/s)時,衛星將持續圍繞地球進行圓周飛行運動,人造衛星將不會墜落到地面上。
衛星飛行全過程大致分成 5 個階段:發射前準備、運載主動段、狀態建立、在軌測試、在軌運行。
① 發射前準備:從發射前 5h 至運載火箭點火結束。
② 運載主動段:從運載火箭點火起飛至星箭分離結束;運載主動段衛星不接收遙控指令,僅向地面發送狀態遙測信息,地面跟蹤系統通過遙測數據監視衛星狀態。
③ 狀態建立:從星箭分離開始到衛星建立正常工作模式,需用一個月左右的時間,該階段的主要工作是,太陽帆板展開、衛星正常姿態建立、初始軌道調整、衛星平臺各系統正常工作、有效載荷按照步驟開機等。
④ 在軌測試:按照預定流程和工作模式,對衛星進行不同工作狀態的切換控制和性能測試。
⑤ 在軌運行:從衛星在軌測試結束交付用戶至衛星壽命結束。氣象衛星發射成功的標識是什么?點火后經過幾十秒,運載火箭開始按預定程序緩慢向預定方向轉變,100 多秒后,在 70km 左右高度,第一級火箭發動機關機分離;第二級火箭發動機緊隨其后點火,繼續加速飛行;當運載火箭飛出稠密大氣層(通常為海拔 100km 以上)后,按程序拋掉衛星的整流罩。在運載火箭達到預定速度和高度時,第二級火箭發動機關機分離,至此加速飛行段結束。隨后,運載火箭靠已獲得的能量,在地球引力作用下,開始慣性飛行段,飛到與預定軌道相切的位置。此時,第三級火箭發動機點火,開始最后加速段飛行,當加速到預定速度時,第三級火箭發動機關機,星箭分離,運載火箭發射衛星的使命就全部完成了。當衛星太陽帆板展開后,衛星獲得了能源,自主在軌運行,此時發射指揮中心就可以宣布“發射任務取得圓滿成功”。
極地軌道氣象衛星軌道高度較低,運載火箭可以直接將衛星送至預定的軌道位置,衛星自身不用攜帶多余的用于變換軌道的燃料。
地球靜止軌道氣象衛星由于軌道高度較高,運載火箭受運載能力限制,無法將衛星直接送至定點位置,因此衛星需攜帶燃料進行多次變軌后,機動至預定工作位置。地球靜止軌道氣象衛星攜帶的燃料占到了衛星發射質量的五分之二。衛星與火箭分離后,先變軌至橢圓軌道,然后變軌至距離地面 36 000km 的圓形軌道,最后衛星漂移至預定的定點位置。我國第二代地球靜止軌道氣象衛星—風云四號衛星在星箭分離后,衛星使用攜帶的燃料經 5 次變軌后定點至赤道上空某一經度位置。
--摘自《星耀中國 我們的風云氣象衛星》
來源: 《星耀中國 我們的風云氣象衛星》
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