同步轨道

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同步轨道的一个例子

同步軌道是指在軌道上運行的物體(通常是衛星),其公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

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物體旋轉一次的時間相同。

性質

同步軌道上的衛星,其軌道既要在赤道上,也要是圓形,看起來似乎一動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

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Template:Link-en

公式

對於靜止的同步軌道:

Rsyn=G(m2)T24π23[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

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Template:Citation needed

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 Template:Cvt Template:Cvt
Template:Link-en火星 6.4171×1023 88,642 s Template:Cvt
穀神星靜止軌道 9.3835×1020 9.074170 h Template:Cvt Template:Cvt
冥王星靜止軌道

相關條目

參考資料

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