航天器轨道速度

航天器轨道速度（ orbit velocity of spacecraft ），航天器在中心力场内的运动速度。在讨论航天器相对于一个天体运动时，如果把天体看成质量均匀分布的球体，则该天体形成的引力场即为中心力场，其质心为引力中心。此时轨道速度由下述活力公式确定：

式中v为轨道速度，μ为万有引力常数与中心天体质量的乘积，r为航天器到引力中心的距离，C为积分常数，它由航天器的初始位置和速度决定。C＜0时，航天器的轨道为椭圆，C＝0时为抛物线，C＞0时为双曲线。圆轨道是椭圆轨道的特殊情况，其轨道速度为：

称为环绕速度。对于抛物线轨道，称为逃逸速度。很明显，环绕速度和逃逸速度只与天体的质量和航天器与天体质心的距离有关。对于太阳系内的主要天体，航天器在天体表面(天体半径取为赤道半径)的环绕速度和逃逸速度列在下表内。环绕速度和逃逸速度随距离的增加而减少（图1）。同一高度的逃逸速度总是环绕速度的√2倍，也是在该高度上脱离中心天体引力的最小速度。在地球表面的环绕速度和逃逸速度分别称为第一宇宙速度和第二宇宙速度（见 宇宙速度）。

轨道设计中，入轨点(见发射弹道与入轨)的轨道速度称为入轨速度，它是一个重要参数。入轨点位置确定后，入轨速度的大小和方向就决定了航天器的轨道。水平方向的入轨速度如果等于环绕速度，则其轨道是圆；在环绕速度和逃逸速度之间时轨道为椭圆；等于逃逸速度时轨道为抛物线；大于逃逸速度时轨道为双曲线（图2）。入轨点高度确定后，入轨速度大小相同而方向不同时，航天器的轨道差异很大，有时甚至与中心天体表面相交（图3）。

航天器轨道速度