CN1088674C - 把人造卫星安置到对地静止轨道上的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是，把用空间发射运载装置发射到对地静止轨道上的人造卫星安置到该轨道上的方法。按照本发明所述，此方法的特征在于：首先把由发射运载装置末级(L)和待进入对地静止轨道(G)的卫星一起组成的组合体，直接送往称之为墓地轨道的圆形轨道(C)上，此轨道靠近对地静止轨道(G)，但是又离此轨道足够远，以避免对位于对地静止轨道(G)上的空间物体造成可能的干扰，把此卫星(S)与该末级(L)分离开来，此末级就保留在该墓地轨道(C)上，以及此卫星(S)从该墓地轨道(C)重返对地静止轨道(G)。

Description

把人造卫星安置到对地静止轨道上的方法
本发明涉及的是把人造卫星安置在对地静止轨道上的方法。
当要把卫星放置到称之为“对地静止的”或“对地同步的”高空轨道上时(其转动周期为24小时，等于地球的转动周期)，一般是在把卫星发射到对地静止的转移轨道上以后，才把卫星安置在该轨道上，也就是说，卫星随后就由其自己的适当设备而重返该对地静止轨道。无论是对发射运载装置来说，还是对卫星来说，这种解决方案构成了至今最好的技术/经济兼顾的方案。
然而，新的更加强大的发射运载装置现在给出了直接把卫星发射到对地静止轨道上的可能性。此外，对卫星而言，卫星的电力推动方式的发展危及到让卫星自身转移到其最后轨道上的可能性，这是因为电力推动装置的推力水平非常低。
作为折中，标准的程序可以是直接发射到对地静止轨道上。在这种情况中，发射运载装置的末级(上部一级)必须把卫星直接放置在对地静止轨道上，然后必须重返一个称之为“墓地”的轨道，此轨道处在，例如，对地静止轨道上方大约300km的地方，在这里使这个末级失效，以便不产生空间废物。然而，这提出一些问题。
首先，在双发射的情况中，似乎是不能在对地静止轨道上松开支承结构的。因而必须使此结构与上部一级保持连在一起，以便随后与该上部一级同时移动到墓地轨道上。
此外，在卫星分离开以后，此上部一级必须重新点火(至少一次)以重返墓地轨道。为此转移)所可行的方案之一是：提供5.5m/s的第一推进速度，等待约12小时，提供5.5m/s的第二推进速度，然后使这一级失效。当然存在一些较短的方案，但是所有的方案都要求重新对上部一级进行至少一次点火，并要求至少提供一次等于或大于11m/s的推进速度。
而且，即使在上部一级已经送到对地静止轨道上以后出现严重问题，此上部一级可以保持“锁定”在此轨道上(甚至是爆炸而产生对于对地静止卫星是危险的废物)。
本发明的目的是避开这些弊病。
为此目的，按照本发明，把用空间发射运载装置发射到对地静止轨道上的人造卫星，安置在该轨道上的方法的特点是：
把用空间发射运载装置送入对地静止轨道上的人造卫星安置在所述轨道上的方法，其特征在于：
a)将由所述发射运载装置的末级和待防止在对地静止轨道的卫星一起组成的组合体送入墓地轨道；
b)把卫星与所述末级分离开来，所述末级保留在所述墓地轨道上，以及
c)其后，使所述卫星从所述墓地轨道重返对地静止轨道。
因此，不是发射运载装置(发射运载装置的末级或是其上部的组成部分)把卫星直接放置到对地静止轨道上，而是把它送往称之为墓地轨道上。发射运载装置的上部一级松开卫星，卫星由其自己的适当设备重返对地静止轨道(然而要供给的力对卫星来说是非常普通的，而且有与最后轨道不同的初始轨道可以使得其永久的安置变得容易)。在双发射的情况中，发射运载装置在墓地轨道上直接松开其支承结构(因而此支承结构不必与上部一级保持连在一起)。此外，由于上部一级(或末级)直接处在墓地轨道上，因而不再需要使其重新点火；剩下的只是使其失效。
最好是，该墓地轨道处在离对地静止轨道几十到几百公里的高度上，特别是处在对地静止轨道上方大约300公里的地方。
此外，有利的是，在步骤c)中：
(i)用第一推进速度把卫星的近地点带到该对地静止轨道的高度上；
(ii)等待大约12小时，让该卫星重返其新轨道的近地点，及
(iii)利用第二推进速度把该卫星轨道的远地点带到该对地静止轨道的高度。
而且，该第一和第二推进速度的值因而可以是5.5m/s，在墓地轨道位于对地静止轨道上方的情况中，它们是逆向推进速度。
附图将使得更好理解可以怎样来实施本发明。
图1到4非常简明地表示了按照本发明把人造卫星安置在对地静止轨道上的方法的各种步骤。
首先，使发射运载装置的上部组成部分L以及其卫星S进入所谓的墓地轨道C，例如，在对地静止轨道G上方300km处，也就是说，处在一个能避免对处在此对地静止轨道上的空间物体造成任何干扰的轨道上。应该注意，这个对地静止轨道处在离地球表面大约36,000km的地方。
参考图1，这个步骤又分为几个阶段：
-P1：离开地球T的第一推动阶段，
-P2：弹道飞行阶段，
-P3：第二推动阶段(在墓地轨道上成圆形)。
在墓地轨道C上，上部组成部分L把其卫星S松开(图2)。可以发现，在墓地轨道C上，卫星可能的支承结构可以在只预防与发射运载装置或卫星相碰的情况下松开。一旦其任务完成后，就使此上部组成部分L失效(特别是用排干其流体的方法)，以避免任何爆炸的危险。
然后每个卫星S必须由其自己的适当设备(图3)重返对地静止轨道G，但是这只要求非常普通的力。
作为非限制性的例子，如果做从位于，例如，对地静止轨道G上方300km的墓地轨道C出发的霍曼转移假设，就得到下面的方案：
-首先，用一个，例如，5.5m/s的逆向推进速度R1(卫星的第一推动阶段，也即离开轨道)，使卫星轨道的近地点降低(例如)300km(也就是说，把近地点放置在对地静止轨道G的高度)，
-等待大约12小时(轨道的半周期)，让卫星重返其新轨道G的近地点，
-用一个5.5m/s的逆向推进速度R2(卫星的第二推动阶段，也即成圆形)，使卫星的远地点降低300km(也就是说，把卫星放置在对地静止轨道G上)，
-于是卫星S位于对地静止轨道G上，可以开始其安置(图4)。

Claims (6)

1.把用空间发射运载装置送入对地静止轨道上的人造卫星安置在所述轨道上的方法，
其特征在于：
(a)将由所述发射运载装置的末级(L)和待防止在对地静止轨道(G)的卫星一起组成的组合体送入墓地轨道(C)；
(b)把卫星(S)与所述末级(L)分离开来，所述末级保留在所述墓地轨道(C)上，以及
(c)其后，使所述卫星(S)从所述墓地轨道(C)重返对地静止轨道(G)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(a)中，将所述组合体首先送入所述墓地轨道(C)上。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述墓地轨道(C)为圆形轨道。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(c)中还包括：
(i)用第一推进速度(R1)把卫星(S)的近地点带到所述对地静止轨道(G)的高度上；
(ii)等待大约12小时，让所述卫星(S)重返其新轨道的近地点，以及
(iii)利用第二推进速度(R2)把所述卫星轨道的远地点带到所述对地静止轨道(G)的高度。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一推进速度(R1)和所述第二推进速度(R2)的数值为5.5m/s。
6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一推进速度(R1)和所述第二推进速度(R2)是逆向推进速度。
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