同步轨道

同步軌道是指在軌道上運行的物體(通常是衛星),其自轉週期與所環繞物體(通常是行星)的平均旋轉週期不僅相同,並且其運行方向也一致[1]

簡化的含意编辑

同步軌道是一種軌道,其在軌道中的物體(例如人造衛星或衛星)完成一次軌道的時間與它所圍繞的的物體旋轉一次的時間相同。

性質编辑

同步軌道上的衛星,其軌道既要在赤道上,也要是圓形,看起來似乎衣錠也不動的懸浮在行星赤道上的一個固定點,也就是所謂的地球靜止軌道。然而,不是所有的同步軌道都要在赤道上,也不一定是圓軌道。非赤道同步軌道的物體將出現在行星赤道上的一個點上向南北擺動,而在橢圓軌道上的物體,將出現項東西方向的擺動。從被環繞的天體看,這兩種運動的組合產生一個8字圖形的模式,稱為日行跡

命名编辑

同步軌道有許多專用的術語,具體取決於被環繞的物體;以下是較常見的一些。在地球赤道平面上,圓軌道的同步衛星,稱為地球靜止軌道。更一般的情況是,當軌道想地球赤道傾斜或非圓形時,稱為地球同步軌道。於圍繞火星同步軌道的相對應術語是火星靜止軌道英语Areosynchronous orbit

公式编辑

對於靜止的同步軌道:

 [2]
G = 萬有引力常數
m2 = 天體的質量
T = 天體的自轉週期

通過這個公式,可以找到物體相對於給定天體的靜止軌道。

軌道速度(衛星在太空中移動的速度)的計算方法是將衛星的角速度乘以軌道半徑

例子编辑

天文學上的一個例子是冥王星最大的衛星Charon[3]。 更常見的是用於通訊的人造衛星,例如使用同步軌道的地球靜止衛星

對於天然的衛星,只有通過潮汐鎖定其母體才能達到同步軌道,它總是與衛星的同步自轉同時發生。這是因為較小的物體會較快被潮汐鎖定,在到達同步軌道之前,它已經被鎖定同步自轉很長的一段時間[來源請求]

軌道 物體的質量(公斤) 恆星週期 半長軸(公里) 高度
靜止軌道地球 5.97237×1024 0.99726968 d 42,164公里(26,199英里) 35,786公里(22,236英里)
火星靜止軌道英语areostationary orbit火星 6.4171×1023 88,642 s 20,428公里(12,693英里)
穀神星靜止軌道 9.3835×1020 9.074170 h 1,192公里(741英里) 722公里(449英里)
冥王星靜止軌道

相關條目编辑

參考資料编辑

  1. ^ Holli, Riebeek. Catalog of Earth Satellite Orbits : Feature Articles. earthobservatory.nasa.gov. 2009-09-04 [2016-05-08]. (原始内容存档于2018-05-27) (英语). 
  2. ^ Calculating the Radius of a Geostationary Orbit - Ask Will Online. Ask Will Online. 2012-12-27 [2017-11-21] (英国英语). 
  3. ^ S.A. Stern. The Pluto-Charon system. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 1992, 30: 190. Bibcode:1992ARA&A..30..185S. doi:10.1146/annurev.aa.30.090192.001153. Charon's orbit is (a) synchronous with Pluto's rotation and (b) highly inclined to the plane of the ecliptic. 

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