上期我們遇到了同步衛星這個東東，而同步衛星和近地衛星經常容易混淆。這期我們就來探讨一下。

一、定性分析

同步衛星是一種運行周期與行星自轉周期相同的衛星，以常用的地球同步衛星為例做一個說明。

地球同步衛星就是有一個繞地球轉動的衛星，它的轉動中心就是地球的球心，繞地球球心轉動一圈需要二十四小時，恰好和地球自轉周期相同。說白了這顆衛星從地面上看，保持不動，也稱靜止衛星；從地球外看，衛星與地球以相同的角速度轉動。

地球同步衛星距赤道的高度約為36000千米，主要用于通信、監視地面、軍事偵察、傳輸電視節目、傳輸廣播信号等。注意地球同步衛星一般要在赤道上空。因為隻有在赤道上空，地球同步衛星才會繞地球球心轉動，而在其他地方勻速圓周運動的中心是地軸上的一點而不是地球中心。這個圖示大家可以參照前期萬有引力和重力的區别。[可愛]

近地衛星是指軌道在地球表面附近的衛星，計算時軌道半徑可近似取地球半徑。我國地處北半球，利用地球自西向東自轉的部分速度，朝東發射火箭可以節約火箭能量。

二、定量分析

近地衛星

①軌道半徑r≈R(R為地球的半徑);運行速度v=√(GM)∕R=√gR=7.9km∕s，是所有衛星的最大繞行速度;

②運行的周期為T=84.4min，是所有衛星最小周期;

③向心加速度a=g=9.8m∕(s^2)，是所有衛星的最大加速度。

同步衛星

①周期、角速度一定，與地球自轉周期（周期T=23時56分4秒）、角速度相同；

②軌道平面在赤道平面上；

③距離地心的距離一定：h=4.225×10^4km； 距離地面的高度為3.6×10^4km

④環繞速度一定：v=3.08km∕s，環繞方向與地球自轉方向相同；

⑤向心加速度大小一定：a=0.23m∕（s^2)

三、補充幾點同步衛星的知識

一是發射同步衛星時，大緻分為三個步驟：先将衛星發射到近地衛星軌道作勻速圓周運動，之後變軌到橢圓軌道，最後再變軌到同步衛星軌道作勻速圓周運動。這也是我們前幾期衛星變軌問題的由來。[捂臉]

二是地球同步衛星軌道一定是圓而不是橢圓。因為地球同步衛星的特點是它繞地軸運轉的角速度與地球自轉的角速度相同，靜止在赤道上空某處相對于地球不動的衛星，這一特點決定了它的軌道隻能是圓。因為如果它的軌道是橢圓，則地球應處于橢圓的一個焦點上，衛星在繞地球運轉的過程中就必然會出現近地點和遠地點，當衛星向近地點運行時，衛星的軌道半徑将減小，地球對它的萬有引力就變大。衛星的角速度也變大;反之，當衛星向遠地點運行時，衛星的軌道半徑将變大,地球對它的萬有引力就減小，衛星的角速度也減小，這與同步衛星的角速度恒定不變相矛盾。所以同步衛星軌道不是橢圓,而隻能是圓。

三是所有地球同步衛星的高度都是一樣的。因為在赤道上空的同步衛星，它受到的唯一的力——萬有引力提供衛星繞地軸運轉所需的向心力。根據萬有引力充當向心力和圓周運動的知識，我們可以判定。赤道上空的這一位置被科學家們喻為“黃金圈”，是各國在太空主要争奪的領域之一。

希望通過本期内容，讓大家對地球同步衛星和近地衛星有一個直觀的認識。[耶]

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