基本介紹
- 中文名：自動軌道轉移
- 外文名：Automatic orbit transfer
- 特點：可自動進行軌道轉移
- 性質：一種太空船軌道轉移技術
- 一級學科：航天科技
- 二級學科：航天術語
軌道轉移,霍曼轉移,自動軌道轉移飛行器,
軌道轉移
一些太空飛行器可以直接通過運載火箭到達任務指定軌道，因此並不需要進行軌道轉移。然而，其他的太空飛行器為了達到指定的軌道不得不在軌道間轉移。需要軌道轉移的太空飛行器上通常搭載著大型火箭發動機，這樣的系統適用於初級的推進系統。如果太空飛行器需要這種系統，那么大量的硬體和所需燃料對於太空飛行器的整體質量有很大的影響。通信衛星，就需要這樣的初級推進系統。它們被火箭發射到近地軌道，通過霍曼轉移轉移到地球同步軌道上後開始工作。
霍曼轉移
霍曼轉移涉及兩次水平加力機動。在圓形軌道中運動的物體受到正向水平推力時，開始從較低的軌道轉移到較大的橢圓形軌道，加力點是這個橢圓的近地點。然後順著該橢圓軌道，物體開始向遠地點運動，當到達遠地點時，開始了第二次加力仍為正向水平推力，使得軌道轉移到遠地點高度上的圓形軌道。同樣高軌道到低軌道轉移也是這樣，只不過這時物體是從遠地點向近地點運動，經歷的是兩次減速運動。
在低軌道向高軌道的霍曼轉移中發生了兩次加速，你可能會認為高軌道的運動速度要比低軌道快，這與前面提過的高軌道的運動速度慢於低軌道運動速度是矛盾的。不要忘了在進行霍曼轉移時，近地點的運動速度要大於遠地點速度，當到達遠地點時運動速度已經較原來的圓形軌道速度小了很多，並且不足以維持在這一高度的圓形軌道運動，所以還要進行加速，但加速後的速度還是小於低軌道上的運動速度。至於高軌道到低軌道的轉移，你也可以分析一下。
霍曼轉移雖然所用到的能量最小，但它是以犧牲時間為代價的。要實現更快的轉移需要更多的能量，消耗的推進劑增多。在實際的飛行中，採用霍曼轉移還是快速轉移實現軌道轉移是由任務決定。如果執行救援任務，需要爭取時間，那么採用霍曼轉移就不合適了。
自動軌道轉移飛行器
自動軌道轉移飛行器(Automatic transfer of aircraft，ATV)，是歐空局（ESA）研製的極具挑戰意義的航天飛行器，將用來向國際空間站（ISS）提供後勤服務。ATV從20世紀80年代中期開始，經過近20年的研製，計畫於2007 年首飛，屆時將成為歐洲第1個能同ISS實現自動對接的航天飛行器。ATV呈圓筒狀，長9.79m，直徑4.48m，重達20t。首駕ATV升空後，歐空局未來還計畫發射4 架ATV，每架ATV建造和發射費用約為3 億歐元(約合4.6億美元)。歐空局迄今已為ATV項目耗資13億歐元(約合19.6億美元)。
“自動軌道轉移飛行器”自動導航、飛行、與“國際空間站”對接，但確實需要一些地面支持，一次“自動軌道轉移飛行器”任務需要分散在世界各地的空間機構之間複雜交會並分擔責任。任務運行是一套非常複雜的成文規則和規程，對於“自動軌道轉移飛行器”這樣的複雜任務至關重要，主要目標是維持與“自動軌道轉移飛行器”的實時不間斷互動。這項重要工作對於任務是必需的，並需要即時處理飛船的所有遙測數據、參數及其他數據。因為“自動軌道轉移飛行器”高度自動化，所以地面控制人員基本上只是監視它的飛行，並在預先確定的步驟向飛船傳送“Go”指令，然後執行下一條預編程式列。具體到“自動軌道轉移飛行器”，任務運行涉及：
1）庫魯發射場， ESA位於法屬蓋亞那， 阿里安－5ES火箭從這裡發射“自動軌道轉移飛行器”。
2）“ 自動轉移飛行器” 控制中心（ATV-CC），位於法國土魯斯，地麵團隊在這裡控制“自動轉移飛行器”任務。控制中心與“自動轉移飛行器”聯通以控制和監視其運行狀況和性能，並在需要時傳送指令。控制中心與“自動轉移飛行器”之間的通信由美國中繼衛星或歐洲中繼衛星[“阿蒂米斯”（Artemis）]傳輸，兩條路徑都隨時可用。
3）莫斯科任務控制中心（MCC-M），因“自動轉移飛行器”與“國際空間站”的俄羅斯段對接，所以在“自動轉移飛行器”與“國際空間站”保持對接的6個月內，大部分時間由該控制中心控制。
4）休斯頓任務控制中心（MCC-H），負責整個“國際空間站”的任務控制，並協調“自動轉移飛行器”和“國際空間站”的整體運行。
5）乘員，在交會和貨物轉移期間負責監控。
每個團隊都有各自的工具：
1）飛行規則對飛行指揮官的決策有決定性影響；
2 ） 飛行運行規劃由“ 自動轉移飛行器” 控制中心飛行控制人員用於在地面執行兩類程式：僅與“自動轉移飛行器”相關的程式及地面控制後勤的一套程式；
3）多元規程和操作接口規程是分配給各個控制中心及其接口的工作；
4 ） 船載數據檔案由在軌操作“ 自動軌道轉移飛行器”的航天員使用。
