MC1-0289-太阳同步(轨道)(Sun-synchronous orbit)卫星是指
【题目编号】MC1-0289
【题目】太阳同步(轨道)(Sun-synchronous orbit)卫星是指:
【答案】A
[A]瞬时轨道平面与太阳始终保持固定取向的卫星
[B]对地球保持大致相对静止的卫星
[C]圆形及顺行轨道位于地球赤道平面上,并对地球保持相对静止的卫星
[D]运行周期等于地球自转周期的地球卫星
考点速览
本题考太阳同步轨道(Sun-synchronous orbit,简称 SSO)的定义。这类轨道在气象、遥感和地球观测卫星里极常见,因为它能保证卫星每次过境同一地区时,当地太阳高度角基本一致,拍出来的影像光照条件稳定,便于多年连续对比。
原理与依据
太阳同步轨道的核心,是轨道平面绕地球自转轴缓慢进动,进动的角速度与地球绕太阳公转的角速度(约零点九八五六度每天)保持一致。这样一来,轨道平面与太阳之间的夹角在一年里基本不变,卫星经过同一纬度上空时的地方太阳时也就基本固定。
这种进动不是人为施加的,而是地球并非正球、两极略扁这一事实带来的。地球的扁率(用带谐系数 J2 描述)会对卫星产生一个摄动力,使轨道的升交点赤经不断向西漂移。漂移的速率与轨道倾角的余弦有关:只有当倾角大于九十度(也就是逆行轨道)时,漂移方向才正好与地球公转方向相匹配,从而「锁」住太阳。因此太阳同步轨道几乎都是近极地、略带逆行的轨道,倾角典型值在九十六度到一百零二度之间。
太阳同步轨道的典型高度在六百到八百公里上下,对应的运行周期约九十六到一百分钟。这个高度既足够低以保证影像分辨率,又高到大气阻力尚可接受。需要澄清的是,太阳同步轨道是「近极地」而非严格极地——严格极地轨道倾角正好九十度,而太阳同步轨道倾角略大于九十度,靠的就是这多出来的几度倾角去产生所需的轨道面进动。
对遥感卫星来说,固定地方时是实打实的好处。同一片农田、同一片海域,年年都在相近的太阳照射角度下被拍摄,地物明暗、阴影长短一致,做变化监测才不会误判。这也是为什么陆地和海洋观测卫星大多选择太阳同步轨道。
逐项辨析
选项 A「瞬时轨道平面与太阳始终保持固定取向的卫星」正是太阳同步轨道的定义,正确。选项 B「对地球保持大致相对静止」指向地球静止卫星。选项 C「圆形及顺行轨道位于地球赤道平面上,并对地球保持相对静止」是地球静止卫星的完整描述,而太阳同步轨道恰恰是逆行、近极地、有倾角,与它完全相反。选项 D「运行周期等于地球自转周期」是地球同步卫星的定义,太阳同步轨道的周期取决于所选轨道高度,与地球自转周期没有关系。
易混淆点
太阳同步「跟太阳」、地球同步「跟地球」、地球静止「停在赤道上空一点」。三者名字里都带「同步」,但锁定的对象不同:太阳同步锁的是太阳的方向,地球同步锁的是地球自转的周期。别一看到「同步」就往地球自转上靠。
应试要点
看到「瞬时轨道平面与太阳保持固定取向」或「过境地方时基本相同」,直接选太阳同步。太阳同步轨道倾角约九十六度到一百零二度、逆行、近极地,高度约六百到八百公里,这些量级记下来,能排除一大批干扰项。