專利名稱：把人造衛(wèi)星安置到對地靜止軌道上的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是把人造衛(wèi)星安置在對地靜止軌道上的方法。
當(dāng)要把衛(wèi)星放置到稱之為“對地靜止的”或“對地同步的”高空軌道上時(其轉(zhuǎn)動周期為24小時，等于地球的轉(zhuǎn)動周期)，一般是在把衛(wèi)星發(fā)射到對地靜止的轉(zhuǎn)移軌道上以后，才把衛(wèi)星安置在該軌道上，也就是說，衛(wèi)星隨后就由其自己的適當(dāng)設(shè)備而重返該對地靜止軌道。無論是對發(fā)射運(yùn)載裝置來說，還是對衛(wèi)星來說，這種解決方案構(gòu)成了至今最好的技術(shù)/經(jīng)濟(jì)兼顧的方案。
然而，新的更加強(qiáng)大的發(fā)射運(yùn)載裝置現(xiàn)在給出了直接把衛(wèi)星發(fā)射到對地靜止軌道上的可能性。此外，對衛(wèi)星而言，衛(wèi)星的電力推動方式的發(fā)展危及到讓衛(wèi)星自身轉(zhuǎn)移到其最后軌道上的可能性，這是因?yàn)殡娏ν苿友b置的推力水平非常低。
作為折中，標(biāo)準(zhǔn)的程序可以是直接發(fā)射到對地靜止軌道上。在這種情況中，發(fā)射運(yùn)載裝置的末級(上部一級)必須把衛(wèi)星直接放置在對地靜止軌道上，然后必須重返一個稱之為“墓地”的軌道，此軌道處在，例如，對地靜止軌道上方大約300km的地方，在這里使這個末級失效，以便不產(chǎn)生空間廢物。然而，這提出一些問題。
首先，在雙發(fā)射的情況中，似乎是不能在對地靜止軌道上松開支承結(jié)構(gòu)的。因而必須使此結(jié)構(gòu)與上部一級保持連在一起，以便隨后與該上部一級同時移動到墓地軌道上。
此外，在衛(wèi)星分離開以后，此上部一級必須重新點(diǎn)火(至少一次)以重返墓地軌道。為此轉(zhuǎn)移)所可行的方案之一是提供5.5m/s的第一推進(jìn)，等待約12小時，提供5.5m/s的第二推進(jìn)，然后使這一級失效。當(dāng)然存在一些較短的方案，但是所有的方案都要求重新對上部一級進(jìn)行至少一次點(diǎn)火，并要求至少提供一次等于或大于11m/s的推進(jìn)。
而且，即使在上部一級已經(jīng)送到對地靜止軌道上以后出現(xiàn)嚴(yán)重問題，此上部一級可以保持“鎖定”在此軌道上(甚至是爆炸而產(chǎn)生對于對地靜止衛(wèi)星是危險的廢物)。
本發(fā)明的目的是避開這些弊病。
為此目的，按照本發(fā)明，把用空間發(fā)射運(yùn)載裝置發(fā)射到對地靜止軌道上的人造衛(wèi)星，安置在該軌道上的方法的特點(diǎn)是a)首先把由該發(fā)射運(yùn)載裝置的末級和待進(jìn)入對地靜止軌道上的衛(wèi)星一起組成的組合體，直接送往稱之為墓地軌道的圓形軌道上，此軌道靠近對地靜止軌道，但是又離此軌道足夠遠(yuǎn)，以避免對位于對地靜止軌道上的空間物體造成可能的干擾，b)使此衛(wèi)星與該末級分離開來，該末級保留在該墓地軌道上，以及c)使此衛(wèi)星從該墓地軌道重返對地靜止軌道。
因此，不是發(fā)射運(yùn)載裝置(發(fā)射運(yùn)載裝置的末級或是其上部的組成部分)把衛(wèi)星直接放置到對地靜止軌道上，而是把它送往稱之為墓地軌道上。發(fā)射運(yùn)載裝置的上部一級松開衛(wèi)星，衛(wèi)星由其自己的適當(dāng)設(shè)備重返對地靜止軌道(然而要供給的力對衛(wèi)星來說是非常普通的，而且有與最后軌道不同的初始軌道可以使得其永久的安置變得容易)。在雙發(fā)射的情況中，發(fā)射運(yùn)載裝置在墓地軌道上直接松開其支承結(jié)構(gòu)(因而此支承結(jié)構(gòu)不必與上部一級保持連在一起)。此外，由于上部一級(或末級)直接處在墓地軌道上，因而不再需要使其重新點(diǎn)火；剩下的只是使其失效。
最好是，該墓地軌道處在離對地靜止軌道幾十到幾百公里的高度上，特別是處在對地靜止軌道上方大約300公里的地方。
此外，有利的是，在步驟c)中—首先用第一推進(jìn)把衛(wèi)星的近地點(diǎn)帶到對地靜止軌道的高度上；—等待大約12小時，讓衛(wèi)星重返其新軌道的近地點(diǎn)，以及—用第二推進(jìn)把衛(wèi)星軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)帶到對地靜止軌道的高度上。
而且，該第一和第二推進(jìn)的值因而可以是5.5m/s，在墓地軌道位于對地靜止軌道上方的情況中，它們是逆向推進(jìn)。
附圖將使得更好理解可以怎樣來實(shí)施本發(fā)明。


圖1到4非常簡明地表示了按照本發(fā)明把人造衛(wèi)星安置在對地靜止軌道上的方法的各種步驟。
首先，使發(fā)射運(yùn)載裝置的上部組成部分L以及其衛(wèi)星S進(jìn)入所謂的基地軌道C，例如，在對地靜止軌道G上方300km處，也就是說，處在一個能避免對處在此對地靜止軌道上的空間物體造成任何干擾的軌道上。應(yīng)該注意，這個對地靜止軌道處在離地球表面大約36,000km的地方。
參考圖1，這個步驟又分為幾個階段—P1離開地球T的第一推動階段，—P2彈道飛行階段，—P3第二推動階段(在墓地軌道上成圓形)。
在墓地軌道C上，上部組成部分L把其衛(wèi)星S松開(圖2)?？梢园l(fā)現(xiàn)，在墓地軌道C上，衛(wèi)星可能的支承結(jié)構(gòu)可以在只預(yù)防與發(fā)射運(yùn)載裝置或衛(wèi)星相碰的情況下松開。一旦其任務(wù)完成后，就使此上部組成部分L失效(特別是用排干其流體的方法)，以避免任何爆炸的危險。
然后每個衛(wèi)星S必須由其自己的適當(dāng)設(shè)備(圖3)重返對地靜止軌道G，但是這只要求非常普通的力。
作為非限制性的例子，如果做從位于，例如，對地靜止軌道G上方300km的墓地軌道C出發(fā)的霍曼轉(zhuǎn)移假設(shè)，就得到下面的方案—首先，用一個，例如，5.5m/s的逆向推進(jìn)R1(衛(wèi)星的第一推動階段，也即離開軌道)，使衛(wèi)星軌道的近地點(diǎn)降低(例如)300km(也就是說，把近地點(diǎn)放置在對地靜止軌道G的高度)，—等待大約12小時(軌道的半周期)，讓衛(wèi)星重返其新軌道G的近地點(diǎn)，—用一個5.5m/s的逆向推進(jìn)R2(衛(wèi)星的第二推動階段，也即成圓形)，使衛(wèi)星的遠(yuǎn)地點(diǎn)降低300km(也就是說，把衛(wèi)星放置在對地靜止軌道G上)，—于是衛(wèi)星S位于對地靜止軌道G上，可以開始其安置(圖4)。
權(quán)利要求
1.把用空間發(fā)射運(yùn)載裝置送入對地靜止軌道上的人造衛(wèi)星安置在該軌道上的方法，其特征在于a)首先把由該發(fā)射運(yùn)載裝置的末級(L)和待進(jìn)入對地靜止軌道(G)的衛(wèi)星一起組成的組合體，直接送往稱之為墓地軌道的圓形軌道(C)上，此軌道靠近對地靜止軌道(G)，但是又離此軌道足夠遠(yuǎn)，以避免對處于對地靜止軌道(G)上的空間物體造成可能的干擾，b)把衛(wèi)星(S)與該末級(L)分離開來，此末級保留在該墓地軌道(C)上，以及c)使此衛(wèi)星(S)從該墓地軌道(C)重返對地靜止軌道(G)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該墓地軌道(C)位于遠(yuǎn)離對地靜止軌道(G)幾十到幾百公里的地方
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該墓地軌道(C)位于對地靜止軌道(G)上方大約300公里的地方。
4.按照權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在步驟c)中有—首先用第一推進(jìn)(R1)把衛(wèi)星(S)的近地點(diǎn)帶到對地靜止軌道(G)的高度上；—等待大約12小時，讓衛(wèi)星(S)重返其新軌道的近地點(diǎn)，以及—利用第二推進(jìn)(R2)把衛(wèi)星軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)帶到對地靜止軌道(G)的高度。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于該第—和第二推進(jìn)(R1，R2)的數(shù)值為5.5m/s。
6.按照權(quán)利要求4或權(quán)利要求5和權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該第一和第二推進(jìn)(R1，R2)是逆向推進(jìn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是，把用空間發(fā)射運(yùn)載裝置發(fā)射到對地靜止軌道上的人造衛(wèi)星安置到該軌道上的方法。按照本發(fā)明所述，此方法的特征在于首先把由發(fā)射運(yùn)載裝置末級(L)和待進(jìn)入對地靜止軌道(G)的衛(wèi)星一起組成的組合體，直接送往稱之為墓地軌道的圓形軌道(C)上，此軌道靠近對地靜止軌道(G)，但是又離此軌道足夠遠(yuǎn)，以避免對位于對地靜止軌道(G)上的空間物體造成可能的干擾，把此衛(wèi)星(S)與該末級(L)分離開來，此末級就保留在該墓地軌道(C)上，以及此衛(wèi)星(S)從該墓地軌道(C)重返對地靜止軌道(G)。
文檔編號B64G1/26GK1239458SQ98801328
公開日1999年12月22日 申請日期1998年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月12日
發(fā)明者A·瓦格納 申請人:國家航空工業(yè)公司