GTO軌道：即地球同步轉移軌道，是指近地點在1000公里以下、遠地點為地球同步軌道高度（約36000公里）的橢圓軌道。
地球同步轉移軌道(geostationary transfer orbit，GTO)為霍曼轉移軌道的運用之一，為橢圓形軌道，經加速後可達地球靜止軌道(GEO)[1]。近地點多在1000公里以下，遠地點則為地球靜止軌道高度36000公里[2]。一般而言，地球同步轉移軌道的近地點並無特別限制，但通常距地球表面數百公里，以降低ΔV(方向及速度改變數)的需求。
同步衛星的運作軌道為地球靜止軌道，由地球同步轉移軌道至地球靜止軌道轉換工作多由衛星自身動力進行，衛星在地球同步轉移軌道的遠地點附近變軌時，需要增加速度及改變速度的方向[3]。在火箭性能方面，常以地球同步轉移軌道酬載能力作為指標，該酬載能力較直接運送至地球靜止軌道的數值為大。以德爾塔IV型重型火箭為例，其GTO運載能力為12,757公斤，而GEO運載能力僅為6,276公斤。
基本介紹
- 中文名：地球同步轉移軌道
- 外文名：GTO
在上世紀90年代開始的重返月球熱潮中，航天專家又提出了一種新的方法，這種方法是在發射地球同步轉移軌道(GTO)的基礎上，在近地點作一次軌道機動，使遠地點達到月球，從而成為地月轉移軌道。GTO軌道的近地點高度約200千米，遠地點高度約36 000千米，近地點速度是10.239千米/秒，要把它變成地月轉移軌道，只需在近地點提供0.677千米/秒的速度增量。
將GTO軌道變成地月轉移軌道，比起將200千米的圓形停泊軌道變成地月轉移軌道，大大減小了對速度增量的需求，但因為這個速度增量一般是由月球探測器的軌控發動機提供，這個速度增量需求仍然很大，發動機的連續工作時間很長，重力損耗會很大。減小這種損耗的有效做法是將一次機動分成幾次進行，逐步提高近地點的速度。這種新的設計方案就是在GTO軌道與地月轉移軌道之間增加幾條調相軌道(phasing orbit)。在國際上，我國的嫦娥1號月球探測衛星首次採用這種方案來發射。
嫦娥1號具體的發射方案是，先由長征3號甲運載火箭將探測器送入近地點高度200千米、遠地點高度51000千米、運行周期約為16小時(15.81小時)的“超GTO軌道”；探測器與運載器分離後，先在這條軌道上運行兩圈，在這期間將在遠地點作一次小的軌道機動，將近地點抬高到600千米；在16小時軌道上運行第三圈到達近地點時，進行第一次大的軌道機動，將軌道周期變為24小時；在軌道上運行一圈，再次到達近地點時，作第二次大的軌道機動，將運行周期增加到48小時。探測器在這三條大橢圓軌道上共運行約5天。探測器在調相軌道運行結束到達近地點時，再作第三次大的軌道機動，使探測器進入地月轉移軌道。隨後探測器將沿著這條轉移軌道飛向月球，飛行116小時後到達近月點。
地球同步轉移軌道
