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“嫦娥一号”轨道(一)

2007-11-05 22:44阅读:
计算一下“嫦娥一号”的轨道参数,并与所见的报道作对比。

地球的基本参数

平均赤道半径: ae = 6378136.49
平均极半径: ap = 6356755.00
平均半径:
a = 6371001.00
质量: M = 5.9742 ×10^24 公斤

月球的基本参数

平均赤道半径: ae = 1738000
平均半径: a = 1737400
平均自转周期: T = 27.32166
质量: M= 0.07348 ×10^24 公斤
离地球平均距离: R = 384400 公里
逃逸速度: v = 2.38 公里/
月球公转速度: 1.018km/s

计算公式

椭圆轨道有:
近地点h1=a-c-R
远地点h2=a+c-R
其中a半长轴,b半短轴,R地球半径。所以:
a=(h2+h1)/2+R
c=(h2-h1)/2
b=sqrt(a^2-c^2)

开普勒第三定律:
a^3 *ω^2GM
可以推出:
T2π*sqrt(a^3/(G*M))

开普勒第二定律:
S/T=ds/dt
其中:
S=πab
ds=1/2*d^2*sin(θ) 1/2*d^2*θ=1/2*d^2*(l/d)=1/2*d*l=1/2*d*v*dt
可推出:
v=b/d*sqrt(G*M/a)
其中d为卫星到地心的距离,即d=R+h


调相轨道

北京时间十月二十四日十八时零五分,“嫦娥一号”卫星成功发射。火箭点火升空24分钟后,星箭成功分离。这时卫星进入轨道:
近地点205公里,远地点50930公里的地球同步转移轨道。
周期计算约15.78h

第一次变轨,251755分,远地点变轨。变轨后:
近地点600公里,远地点还是按50930公里计算。
周期计算约15.93h

第二次变轨,近地点变轨。变轨后:
24小时周期轨道,近地点600公里,远地点7万多公里。
周期计算约23.52h

第三次变轨,二十九日十八时零一分,近地点变轨。变轨后:
48小时周期轨道,近地点600公里,远地点12万多公里。
周期计算约47h 35min
“三十日十七时四十分,嫦娥一号卫星到达四十八小时周期轨道远地点,距地面高度十二万公里”。其半周期约23小时39分,周期约47小时18分。可见前面的周期计算还是比较接近。

第四次变轨,10311725分,近地点变轨。变轨后:
按远地点为月球绕地球的公转轨道算(地月距离减去地球半径),远地点约37.8万公里。近地600km
周期计算约

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