運載火箭使得人造衛(wèi)星有足夠的動力加速上升,并穿過厚厚的大氣層到達(dá)太空預(yù)定軌道。運載火箭在點火后,其內(nèi)部氧化劑和還原劑劇烈燃燒,產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵?,運載火箭不斷被加速。運載火箭垂直飛行至一定高度,快速穿過高密度的大氣層后,開始根據(jù)設(shè)定程序進(jìn)行轉(zhuǎn)彎,最終調(diào)節(jié)為水平方向飛行。衛(wèi)星到達(dá)預(yù)定的高度后,大多數(shù)運載火箭的驅(qū)動力將用于增加飛行速度。當(dāng)衛(wèi)星的飛行速度達(dá)到某一特定值(第一宇宙速度 7.9km/s)時,衛(wèi)星將持續(xù)圍繞地球進(jìn)行圓周飛行運動,人造衛(wèi)星將不會墜落到地面上。
衛(wèi)星飛行全過程大致分成 5 個階段:發(fā)射前準(zhǔn)備、運載主動段、狀態(tài)建立、在軌測試、在軌運行。
① 發(fā)射前準(zhǔn)備:從發(fā)射前 5h 至運載火箭點火結(jié)束。
② 運載主動段:從運載火箭點火起飛至星箭分離結(jié)束;運載主動段衛(wèi)星不接收遙控指令,僅向地面發(fā)送狀態(tài)遙測信息,地面跟蹤系統(tǒng)通過遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視衛(wèi)星狀態(tài)。
③ 狀態(tài)建立:從星箭分離開始到衛(wèi)星建立正常工作模式,需用一個月左右的時間,該階段的主要工作是,太陽帆板展開、衛(wèi)星正常姿態(tài)建立、初始軌道調(diào)整、衛(wèi)星平臺各系統(tǒng)正常工作、有效載荷按照步驟開機(jī)等。
④ 在軌測試:按照預(yù)定流程和工作模式,對衛(wèi)星進(jìn)行不同工作狀態(tài)的切換控制和性能測試。
⑤ 在軌運行:從衛(wèi)星在軌測試結(jié)束交付用戶至衛(wèi)星壽命結(jié)束。氣象衛(wèi)星發(fā)射成功的標(biāo)識是什么?點火后經(jīng)過幾十秒,運載火箭開始按預(yù)定程序緩慢向預(yù)定方向轉(zhuǎn)變,100 多秒后,在 70km 左右高度,第一級火箭發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)分離;第二級火箭發(fā)動機(jī)緊隨其后點火,繼續(xù)加速飛行;當(dāng)運載火箭飛出稠密大氣層(通常為海拔 100km 以上)后,按程序拋掉衛(wèi)星的整流罩。在運載火箭達(dá)到預(yù)定速度和高度時,第二級火箭發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)分離,至此加速飛行段結(jié)束。隨后,運載火箭靠已獲得的能量,在地球引力作用下,開始慣性飛行段,飛到與預(yù)定軌道相切的位置。此時,第三級火箭發(fā)動機(jī)點火,開始最后加速段飛行,當(dāng)加速到預(yù)定速度時,第三級火箭發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī),星箭分離,運載火箭發(fā)射衛(wèi)星的使命就全部完成了。當(dāng)衛(wèi)星太陽帆板展開后,衛(wèi)星獲得了能源,自主在軌運行,此時發(fā)射指揮中心就可以宣布“發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功”。
極地軌道氣象衛(wèi)星軌道高度較低,運載火箭可以直接將衛(wèi)星送至預(yù)定的軌道位置,衛(wèi)星自身不用攜帶多余的用于變換軌道的燃料。
地球靜止軌道氣象衛(wèi)星由于軌道高度較高,運載火箭受運載能力限制,無法將衛(wèi)星直接送至定點位置,因此衛(wèi)星需攜帶燃料進(jìn)行多次變軌后,機(jī)動至預(yù)定工作位置。地球靜止軌道氣象衛(wèi)星攜帶的燃料占到了衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量的五分之二。衛(wèi)星與火箭分離后,先變軌至橢圓軌道,然后變軌至距離地面 36 000km 的圓形軌道,最后衛(wèi)星漂移至預(yù)定的定點位置。我國第二代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星—風(fēng)云四號衛(wèi)星在星箭分離后,衛(wèi)星使用攜帶的燃料經(jīng) 5 次變軌后定點至赤道上空某一經(jīng)度位置。
--摘自《星耀中國 我們的風(fēng)云氣象衛(wèi)星》