卫星变轨后机械能怎么变化

Question

如题所述

Answer 1

卫星变轨后，其机械能会发生变化，主要表现为动能的减少和引力势能的增加。变轨过程中，卫星的机械能并不守恒，因为发动机需要提供能量来改变卫星的轨道。
卫星变轨是一种自主调整运行轨道的行为，这通常涉及到燃烧推进剂来加速或改变方向。在轨道上，卫星可以在远地点点火，利用推进器改变其轨道高度，从而进入所需的轨道平面。
为了节省燃料，卫星往往会先被发射到大椭圆轨道，随后在远地点时点燃推进器，增加速度并改变轨道方向，以达到所需的高度。变轨可以分多次进行，这要求精确计算变轨时机，并通过地面指令进行控制。
由于地球引力的作用，人造卫星和宇宙飞船的轨道会逐渐下降，每天大约降低100米。这可能会影响它们正常工作，因此需要定期进行轨道修正。
变轨不仅有助于避免“太空垃圾”的潜在伤害，还是确保卫星和飞船长期运行安全的关键。在轨道运行期间，卫星和飞船可能会遇到需要调整轨道的情况。
在能量转换方面，假设一个质量为2吨的卫星从原轨道半径342.8公里变轨到349公里，其重力势能将显著增加，而动能将减少。这个过程中，发动机提供的能量主要用于增加卫星的引力势能。
根据能量守恒定律，卫星调整到更高轨道所需的能量等于动能的减少和发动机消耗的能量之和。因此，变轨后，卫星将在更大的轨道半径上进行匀速圆周运动。