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人造衛星在軌壽命顧名思義,衛星在軌壽命是指衛星在軌道上存留的時間,是從衛星進入軌道到隕落為止的時間間隔。衛星在軌壽命的影響因素有很多,最主要的因素就是地球大氣的阻礙作用,衛星與大氣之間的摩擦使衛星動能逐漸損失,導致軌道不斷衰減進而隕落。此外,衛星面質比、執行姿態、空間環境等因素也會對衛星在軌壽命產生影響。

我們知道,地球周圍是厚厚的大氣層,它從地球表面往外延伸至約1000km的高度,像襁褓一樣給了地球上的生命嬰兒般的保護。它是地球的保溫層,使地表溫度維持在相對穩定的狀態;它吸收了大部分紫外線輻射,因此地球上的生命免於滅絕的危險;外太空不時有隕石墜向地球,也正是因為有大氣層的保護才得以化解了大部分的災難。

但是,大氣層的作用並非盡如人意。對於隕石而言,大氣層產生的摩擦阻力可以使其迅速墜毀,但對於人造地球衛星而言,這個阻力卻是衛星在軌壽命的隱形殺手。隨著高度的增加,大氣密度呈指數式衰減。衛星執行高度越低,大氣密度就越稠密,衛星在軌壽命也就越短。

軌道高度最低的衛星莫過於偵查衛星,它們有的甚至能達到120km左右的高度,但這些帶著特殊任務的衛星其壽命往往都很短,它們要麼很快隕落,要麼就攜帶大量燃料進行一次次的變軌制動,維持在軌狀態。比如1959年2月美國發射的人類歷史上第一顆偵查衛星“發現者1號”,其近地點高度約114km,在軌壽命僅有3天。除了大氣密度之外,衛星自身的物理引數也會對在軌壽命產生很大的影響,其中非常重要的一個引數就是衛星的面質比,它是衛星品質與橫截面積的比值。

衛星品質越大,表示衛星的慣性越大,橫截面積越小,表示衛星受到的大氣阻力越小,因此面質比越小表示衛星的在軌壽命越長,反之越短。綜上所述,影響衛星在軌壽命的主要因素是大氣密度,而大氣密度與衛星高度和空間環境狀況有著密切的聯絡,此外,衛星面質比和執行姿態也是非常重要的因素。若能正確的考慮這幾個因素的影響,則可以大致估計出衛星的在軌壽命。

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