為什麼人造衛星在太空不會隨意翻滾

為什麼人造衛星在太空不會隨意翻滾

　　人造地球衛星指環繞地球飛行並在空間軌道執行一圈以上的無人航天器。簡稱人造衛星。下面是小編為大家整理的為什麼人造衛星在太空不會隨意翻滾，僅供參考，歡迎閱讀。

　　人造衛星在太空中飛行，會受到殘餘空氣動力、微流星撞擊力、地球扁圓度引起的不均勻引力、太陽輻射壓力，以及衛星內部的運動機構（如彈簧、發動機）等干擾力的影響，導致衛星的姿態甚至軌道發生變化。另外，每種衛星都有自己特定的任務，在飛行時對它的飛行姿態都有一定的要求。比如，通訊衛星上的拋物面天線和對地觀測衛星上的相機要始終對準地面，太陽觀測衛星上的望遠鏡要一直對準太陽。為此，衛星上裝有姿態控制和軌道控制分系統。

　　所謂衛星的姿態控制就是控制衛星的飛行姿態，保持姿態軸的穩定，並根據需要改變姿態軸的方向。由於各種干擾，衛星在空間的姿態角和姿態角速度往往會偏離設計值，這時就要進行控制和調整。

　　衛星的姿態控制分系統有被動和主動兩種。其中，被動控制系統的`控制力不需要消耗衛星上的能源，而是用衛星的動力特性或空間環境力矩來提供，主要有自旋穩定等方式。主動控制系統是根據姿態誤差（測量值與標稱值之差）形成控制指令，產生控制力矩，實現姿態控制。它主要採取飛輪控制和噴氣控制等方式，可對衛星進行三軸穩定控制，這種方式被目前多數衛星採用。

　　自旋穩定方式是透過衛星繞一個軸自旋來保持穩定。簡單地說，其原理與旋轉的陀螺類似：高速旋轉可以保持物體的轉軸方向不變。早期的衛星大多采用這種簡單的控制方式。在衛星表面沿切線方向對稱地裝上小火箭發動機，需要時就點燃小發動機，產生力矩，使衛星旋轉起來，也可由末級運載火箭起旋。高速旋轉的衛星，其自轉軸在空間的指向就會保持不變。

　　三軸穩定方式是對衛星相互垂直的三個軸都進行控制，不允許任何一個軸產生超出規定值的轉動和擺動。實現衛星三軸姿態控制的系統一般包括姿態敏感器、姿態控制器和姿態執行機構三部分。姿態敏感器有慣性敏感器、地球敏感器、太陽敏感器、星敏感器等，用於察覺和測量衛星的姿態變化，即衛星沿各個軸的轉動角度、轉動角速度有多大，是否超出規定的範圍。

　　姿態控制器用於把姿態敏感器送來的衛星姿態角變化值的訊號，經過一系列比較、處理，產生控制訊號輸送到姿態執行機構。姿態執行機構則根據姿態控制器送來的控制訊號產生力矩，使衛星姿態恢復到正確的位置，常用的執行機構有反作用飛輪和推力器。當衛星的姿態處於所要求的姿態時，飛輪保持勻速旋轉；如果衛星偏離了某一位置，飛輪加速或減速，產生一個相反方向的力矩，使衛星迴復到所要求的姿態位置。衛星三個軸向各設定一個這樣的飛輪，就能控制衛星三個軸方向的姿態。也可以在衛星三個軸的方向安置若干個小的推力器，一旦衛星偏離所要求的姿態，相應方向的推力器就會噴出氣體，產生推力，使衛星迴到所要求的姿態位置。