航天器的命名说明了什么（扶摇直上九万里）

每当遇到航天发射的“大事件”，无论是胖五、猎鹰、航天飞机，还是最近运气稍差的长征七号改，各种火箭和航天器的性能数据令人马君眼花缭乱，其中以LEO、SSO、GTO等以“O”结尾的字符串出现频率最高，往往成为航天迷秀知识秀水平的必杀技。

航天飞机发射

人马君并非航天专业人士，但却有一颗技术控的内心，拜读过几本专业书籍，于是迫不及待的为大家解释一下各种“O”的含义：所谓LEO、GTO等，都是指航天器的运行轨道，“O”就是Orbit，下面为大家讲一讲它们的来龙去脉：

五花八门的卫星轨道

说到轨道，就不能不提宇宙速度。一个飞行物，至少得摆脱地球引力的束缚，才具有了被称作“航天器”的资格，于是就有了宇宙速度的概念。当航天器刚好位于一个以地球半径为半径的圆轨道时，其速度为7.91 km/s，这是航天俱乐部的入场券，比第一宇宙速度低的话，迟早会落回地球，变成一发弹道导弹。实际上，由于大气层的存在，航天器的轨道高度至少要高出地面几百公里，其发射速度须大于第一宇宙速度。

如果航天器在地球表面的速度超过了11.18公里，将以抛物线轨道脱离地球，成为太阳的一颗“行星”，因此该速度被称为第二宇宙速度；而如果在地球表面速度超过了16.6公里，则会以双曲线轨道飞离地球，最终飞出太阳系，该速度被称为第三宇宙速度。

宇宙速度与轨道形状

需要注意的是，宇宙速度指的都是在地球表面的速度，实际发射时不可能贴着地皮飞，而在不同高度处，圆轨道速度和从地球逃逸的速度也不同。

当一个航天器的发射速度高于第一宇宙速度后，根据发射速度的高低，它将进入不同高度的的轨道，而根据轨道倾角的不同，又出现了极地轨道和太阳同步轨道的概念，以下将详细介绍。

常见的卫星轨道

这是按轨道高度（距地面）划分的轨道类型，其中LEO也称为低地球轨道，只要轨道高度在200~1200公里之间，都属于近地轨道，因为高度低，所以都是近圆轨道。人类发射的大部分卫星、空间站都运行在近地轨道，我们在报道中看到的某某火箭的近地轨道运载能力，通常指的是把载荷送上200~250公里高度的轨道的能力，这也是比较常用的停泊轨道。

与近地轨道对应的还有中地球轨道（1200~36000公里，MEO）和高地球轨道（36000公里，HEO，即地球同步轨道GEO）。

这三位都是卫星轨道界的高端人士。我们知道，当圆形轨道的高度达到35786公里，也就是通常说的大约36000公里时，卫星绕地球一圈的时间恰好是24小时，与地球自转速度相同，因此被称为地球同步轨道（GEO）。而如果GEO的轨道倾角恰好是0，也就是卫星沿地球赤道旋转的话，在地面上看会发现卫星静止在天空中的某个点，因此被称为地球静止轨道（GSO）。地球静止轨道的价值非常明显，广泛应用于通信、气象和数据中继等卫星。需要注意的是，由于各种扰动和摄动的存在，卫星保持在静止轨道上是比较难的，需要不断使用自身动力进行修正，一旦燃料耗尽，这颗卫星的寿命也就到头了。

那么什么是地球同步转移轨道（GTO）呢？这是由于运载火箭不会直接将卫星送上地球同步轨道，这样做的代价太大了，而是先将其送到近地点约200公里，远地点约36000公里的过渡轨道，再通过上面级或卫星自身的动力不断提高近地点高度，直到“爬上”同步轨道。这条过渡轨道就被称为地球同步转移轨道。

地球同步卫星的入轨

报道中经常提到的各类重型火箭的GTO运载能力，就是指将卫星和上面级送上地球同步转移轨道的能力，至于后面的事，靠自己吧！

轨道倾角在90度附近的轨道称为极地轨道（PO），极地轨道上的卫星每一圈都会经过南北两极，因此可以俯瞰整个地球表面，气象、导航和资源卫星常用这种轨道。

太阳同步轨道（SSO）比较复杂一些，由于地球不是一个完美的球体，而是一个扁椭球体，在赤道方向略鼓，因此造成卫星的轨道平面会绕着地球自转轴进动，如果进动的周期刚好与地球公转的周期相同（即大约365天），这个轨道就成为一个太阳同步轨道。太阳同步轨道有一些特殊的好处：卫星在同一方向经过同一纬度的时刻是相同的，如果再设计成回归轨道（即星下点轨迹周期性重复），那么卫星每次经过某一地点上空时的时刻都是相同的，这对于侦察卫星、气象卫星和资源卫星来说是极大的好处。

我国的太阳同步轨道卫星发射方向

但太阳同步轨道的倾角大于90度，一般在98度附近（高度约600~800公里），在我国一般向西南发射，这就意味着是一种退行轨道，即卫星旋转方向与地球自转方向相反，发射时借不上自转的好处，还需要克服它，因此在同等轨道高度和卫星重量的条件下需要推力更大的火箭。

常用的登月轨道是首先将航天器发射到环绕地球的停泊轨道，然后择机加速，进入一个大椭圆轨道，即登月轨道，将航天器进入月球引力作用范围时，需要相对月球进行减速，进入环绕月球轨道。如果需要在月面软着陆，还需要利用制动火箭，向月面降落。

环月、登月轨道

以上列举了N个常见的航天器轨道，其实还存在火星、木星探测等需要的行星际轨道和飞离太阳系轨道，篇幅所限，人马君只能下次再奉送了，相信这次已经能让各位在讨论航天新闻时好好的装上一装，注意语气要平静哦！