太空搬家 解密风云二号H星如何到达东经79度
时讯
看看新闻Knews新闻 汤铭
2018-08-04 14:10
据悉,由上海航天抓总研制的风云二号H星已顺利到达东经79度,并传回在东经79度监测到的大气图像,且质量非常好。未来,风云二号H星将进行为期两个月的在轨测试。
风云二号H星成功定点东经79度后,其覆盖区域为东经4度至东经154度,南纬75度至北纬75度,能够覆盖亚洲50个国家、非洲41个国家、欧洲39个国家、大洋洲9个国家,其中一带一路沿线国家64个。如今,风云二号H星作为风云系列气象卫星在中国最西边的“值班员”,将继续进行在轨测试,从而后续更好地为“一带一路”沿线国家提供气象监测服务。
如何实现静止轨道卫星之间轨位的“漂移”呢?众所周知,地球同步静止轨道卫星因其运动速度与地球的自转速度一致,致使卫星的星下点相对赤道上某一位置是“静止不动”的,该位置通常用经度表示,也被称为卫星的定点经度(简称轨位)。这里地球静止轨道卫星应满足以下两个条件:第一个,卫星轨道周期与地球自转一致,约为23小时56分;另一个是卫星轨道倾角为零,即卫星运动在赤道上,且方向为自西向东。
若卫星轨道周期与地球自转周期不一致时,则卫星的星下点与地面上产生相对移动,不再“静止”。当卫星周期大于地球自转周期时,则星下点位置往西移动,即经度位置逐渐变小;反之,当卫星周期小于地球自转周期时,星下点位置则往东移动,即经度位置逐渐增大。
当卫星周期与地球自转周期差别越大,其星下点的“漂移”速度越快。太空漂移(即漂星控制)就是将卫星从一个定点位置“移动”到另一个位置。它就是利用上述原理,通过改变卫星轨道周期从而改变卫星定点位置。先通过控制降低(抬升)卫星轨道高度,从而达到减少(增加)卫星周期,实现经度漂移;当到达目标位置时,再抬升(降低)卫星轨道高度,使卫星轨道周期与地球自转的一致,来实现定点。
但轨道改变量越大需要消耗的燃料越多,而燃料耗得过多会影响卫星的使用寿命,所以漂移快慢需要综合考虑。风云二号H星在东经94.1度上分两次控制将卫星轨道抬高120多公里,进行向西经度漂移,经过10天的漂移,当卫星的星下点位置到达东经79度时,卫星启动刹车控制,再次分两次控制将轨道高度降低回到标称静止轨道高度,最终实现定点。
不过,静止轨道卫星“移位”必须注意:控制前后,需要对卫星状态进行设置。漂星过程中,往往有效载荷无法实现对某一固定区域观测,所以在卫星控制前首先停止有效载荷的工作,漂移控制结束后再恢复有效载荷工作。
最重要的是要防止漂星过程中卫星被干扰。当然,我们的卫星也同样会干扰对方的卫星。因此,在控制前需要了解漂星过程中沿途卫星频率使用情况及轨道信息,对可能存在频率干扰的卫星要提前做好预报和预案,可通过切换频点或降低发射功率,必要时可能关闭某一频点的方式来减少干扰。另外,尽可能通知干扰卫星方可能干扰的时段,作好相应的预案等。 在风云二号H星漂移中,就遇到了频率干扰问题,我们采取措施,切换频点,使频率错开,保证了H星的顺利漂移。
此外,还有一个需要关注的是防碰撞问题。在漂星过程中,需要根据实时卫星轨道,对沿途卫星进行防碰撞分析。若两星相对距离低于20km,需要规避控制。
(看看新闻Knews新闻:汤铭 实习编辑:若云)
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