火星轨道器运动的轨道变化特征
低轨卫星的两个最重要的轨道根数a(半长径)和e(偏心率)的变化规律主要取决于大气耗散作用和中心天体非球形引力位中的奇次带谐项J2/-1(1≥2)与动力学扁率项J2的比值:|J2/-1/J2,而该比值对于地球、月球和火星各为10-3,10-1和10-2。因此,低轨地球卫星轨道a和e的变化及其轨道寿命主要受大气作用的制约。而月球低轨卫星的相应变化及轨道寿命则主要受奇次带谐项J2/-1(1≥2)作用的制约,且与轨道倾角i有密切关系。对于火星低轨卫星,因大气作用较弱,其轨道偏心率e的变化以及相应的轨道寿命显然也主要决定于奇次带谐项J2/-1(1≥2),即通过对偏心率e的长周期影响导致近火点高度hρ有明显变化而制约其轨道寿命,但与倾角i的关系又不同于月球卫星。本文对此进行了理论分析,给出了火星低轨卫星轨道变化的特征(特别是与地球卫星和月球卫星变化规律的差别),并有相应的数值验证。结果表明,火星低轨卫星的轨道偏心率e的变幅可达0.02～0.03,高度低于100km的近圆轨道,其近火点高度会很快降为零而与火星相”撞”,但这主要发生在极轨(i=90°)卫星,而随着i的减小,e的变化幅度也随之减小,这一特征确与月球低轨卫星有明显差别。
火星探测 轨道器 低轨卫星 近星点高度 轨道寿命
汤靖师 刘林
南京大学天文系·江苏南京·210093 南京大学空间环境与航天动力学研究所·江苏南京·210093
国内会议
中国宇航学会飞行器测控专业委员会2007年航天测控技术研讨会
杭州
中文
530-535
2007-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）