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航天概论课件第五章•航天器轨道理论•航天器发射与回收目录•航天器应用与发展•航天器在军事上的应用•未来航天器的发展趋势01航天器轨道理论轨道参数轨道高度倾角指航天器绕地球运行时,地球中心到航天器质心指航天器绕地球运行时,轨道平面与地球赤道平的距离根据不同的轨道高度,可以分为低地球面之间的夹角倾角为0度的轨道是赤道轨道,倾轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和地球同步角大于0度的轨道是极轨道轨道(GEO)近地点幅角偏心率指航天器绕地球运行时,近地点与地球赤道极点指航天器绕地球运行时,轨道的形状与大小与地之间的连线与轨道平面的夹角球赤道面和轨道平面的关系偏心率为0的轨道是圆形轨道,偏心率大于0的轨道是椭圆形轨道轨道类型圆形轨道椭圆形轨道航天器绕地球运行时,轨道半径不变,即偏心率为0的轨航天器绕地球运行时,轨道半径在不断变化,即偏心率为道这种轨道适用于低地球轨道和某些特殊任务大于0的轨道这种轨道适用于中地球轨道和地球同步轨道等抛物线轨道双曲线轨道航天器绕地球运行时,速度与引力作用下的加速度相等,航天器绕地球运行时,速度大于引力作用下的加速度,即即近地点幅角为180度的轨道这种轨道适用于太空探测近地点幅角大于180度的轨道这种轨道适用于太空探测和军事侦察等任务和军事侦察等任务轨道计算•哈弗赛恩公式用于计算椭圆轨道的参数,包括偏心距、近地点幅角、远地点幅角、升交点赤经等•开普勒定律包括第一定律(行星绕太阳运行时,其轨道是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点)、第二定律(行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积)和第三定律(行星公转周期的平方与它距太阳的平均距离的立方成正比)这些定律适用于人造卫星和行星等天体的运动规律•牛顿第三定律作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上在火箭发射中,火箭发动机产生的反作用力推动火箭升空•多普勒效应当观察者与波源或接收波的物体之间有相对运动时,观察者会感受到频率的变化在卫星通信中,地面站接收到卫星信号的频率会因为卫星和地面站之间的相对运动而发生变化02航天器发射与回收发射过程发射前准备启动发射程序穿越大气层进入预定轨道包括航天器的总装、测按照预定程序启动发射航天器依靠自身动力系航天器达到预定轨道高试和发射场区的各项准系统,使航天器从发射统穿越大气层,逐渐加度和速度,通过有效载备工作台起飞速至预定轨道速度荷的精确控制完成入轨回收过程01020304返回轨道设计减速脱离轨道穿越大气层着陆回收根据任务需求和安全要求,设通过减速使航天器脱离运行轨航天器以一定的速度和角度穿航天器安全着陆并完成回收、计航天器的返回轨道道,准备进入大气层越大气层,进行减速和姿态调处理和后续利用整发射与回收设施发射设施包括发射台、推进剂供应系统、发射控制中心等回收设施包括着陆场、回收处理中心、安全保障设施等设施布局与选址根据任务需求、地理环境、安全因素等进行综合评估和选择03航天器应用与发展通信卫星通信卫星概述通信卫星是利用人造地球卫星在地球轨道上转发无线电信号,实现地球站之间或地球站与航天器之间远距离通信的现代通信技术工作原理通信卫星通过转发无线电信号,实现地球站或航天器之间的远距离通信信号从地面站发出,通过通信卫星的接收和转发,再传送到地面站或其他卫星应用领域通信卫星广泛应用于电视广播、远程教育、电话会议、军事通信等领域,为人们提供了高效、可靠的通信服务气象卫星气象卫星概述气象卫星是用于气象观测的人造地球卫星,主要通过对地球表面和大气层进行遥感探测,获取气象数据和资料工作原理气象卫星通过搭载各类遥感器,如红外探测器、多光谱扫描仪等,对地球表面和大气层进行观测,获取温度、湿度、风速、云层等信息,为天气预报和气候变化研究提供数据支持应用领域气象卫星广泛应用于天气预报、气候变化研究、自然灾害监测等领域,为人类的生产和生活提供了重要的气象保障导航卫星导航卫星概述应用领域导航卫星是用于提供全球定位和导航导航卫星广泛应用于车辆导航、航空服务的人造地球卫星,能够为地面、运输、海洋渔业、军事侦察等领域,海洋、空中和空间用户提供高精度、为人类提供了高效、可靠的导航服务实时的位置和时间信息工作原理导航卫星通过发射无线电信号,地面用户接收这些信号并测量其传播时间,再根据卫星的位置信息计算出用户的位置和时间04航天器在军事上的应用侦察卫星侦察卫星利用卫星技术进行情报收集和侦察,包括地面目标侦察、海上舰艇侦察和空中飞机侦察等高分辨率成像侦察卫星通常具备高分辨率成像能力,能够捕捉到地面上的细微变化,为军事决策提供重要情报支持实时传输侦察卫星可以将收集到的情报实时传输回地面接收站,确保情报的时效性和准确性反卫星武器010203反卫星武器分类战略意义通过直接碰撞或使用其他反卫星武器可分为动能碰反卫星武器在战争中具有方式摧毁敌方卫星,以削撞、激光破坏和电磁脉冲重要战略意义,能够削弱弱敌方的空间侦察和通信等类型敌方的空间优势,为地面能力军事行动创造有利条件太空战概念太空优势在未来的战争中,掌握太空优势的太空战一方将具备更大的战略主动权,因此太空战成为各国军事竞争的重要利用航天器在太空中进行军事行领域动,包括摧毁敌方卫星、干扰敌方通信和导航系统等国际法规太空战涉及国际法规和伦理问题,需要各国共同制定相关法规和规范,以确保太空安全和稳定05未来航天器的发展趋势可重复使用火箭概述可重复使用火箭是一种新型火箭,其设计和制造技术使得火箭的助推器和轨道器可以多次使用,从而降低航天发射成本技术挑战可重复使用火箭面临的技术挑战包括发动机再启动技术、材料耐热和抗疲劳性能等发展趋势随着技术的不断进步,可重复使用火箭有望在未来成为主流的航天发射方式太空旅游概述01太空旅游是指非职业宇航员进入太空的旅游活动,旨在让普通人也能够体验太空飞行技术挑战02太空旅游面临的技术挑战包括如何确保乘客的安全、如何提供足够的氧气和食物等发展趋势03随着商业太空旅游公司的兴起,太空旅游有望在未来变得更加普及和商业化月球基地概述月球基地是指人类在月球上建立的永久性居住设1施,用于开展科学研究、资源开发和太空探索等技术挑战月球基地面临的技术挑战包括如何提供足够的氧2气、食物和水等基本生活保障,以及如何应对月球的极端环境发展趋势随着人类对月球探索的不断深入,月球基地有望3在未来成为人类在太空中的重要据点。