既然有火箭为什么卫星还要自带推进系统？ _小知识

出品：科普中国
制作：太空精酿
监制：中国科学院计算机网络信息中心
2017年6月19日，我国首颗国产广播电视直播卫星中星9A在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射升空。然而由于火箭第三级滑行段姿控发动机滚动控制的推力器出现异常，卫星并没进入预定轨道，远地点比预计中低了近20000公里。

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（中星9A原计划的同步转移轨道、实际转移轨道与最终的同步轨道对比图）
但这颗卫星并未就此宣告任务失败。
在随后的20天内，地面控制中心人员经过10次轨道调整，让这颗卫星逐渐“爬”到了目标轨道：位于东经101.4度赤道上空35786千米的点上。
在这里，可以实现与地球自转完全相同的轨道周期，相当于相对地面同步/静止。这样即可实现卫星预计的电视直播的任务。
不少媒体在报道这次卫星自救事件时甚至用起了“星坚强”这样的词汇。事实上，国内外火箭入轨错误的事故屡见不鲜，每年都有3-5起。但只要不是严重的火箭入轨错误，大都有弥补错误的空间，这个空间就是靠卫星本身的推进系统完成，但一般会付出巨大的寿命代价。中星9A就可能因为此事失去3-5年寿命（原计划12-15年）。
说到这儿，很多人可能会有疑问，既然有火箭了，为什么卫星还要自带推进系统呢？事实上，这是十分必要而且重要的。下面我们详细说一下。
1.卫星带有推进能力的必要性
可能会有人认为，卫星的发射、入轨全靠火箭。其实不然， “人生的路啊，要寄几走”这个道理，卫星也是很明白的呢。

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目前，对于几乎任何一颗卫星，推进系统都是必备的，因为它实在是太重要了。
航天任务的需求
即便今天的火箭发射技术已经日趋完善，但它也只能将卫星送入预订的轨道高度和轨道倾角上，剩下的都由卫星自我推进。
例如，即便中星9A正常入轨，也是进入一个同步转移轨道，这是一个距离地球最近300-500千米，而最远可达36000千米的超大椭圆。卫星距离地面越远速度越慢，到了最高点时，卫星上的推进设备工作，由此而来的推力与速度方向相反且呈一定夹角，将卫星速度减速到3.1千米每秒并改变速度方向，实现相对静止地“停”在赤道上空（此时轨道周期）。
而对于探索外太空之类的复杂任务，推进系统的重要性基本排名第一。例如探月任务，火箭只能将其送出地球几百公里，但目标却是远在38万公里外的月球，这个过程就需要经历复杂的机动过程。
我国在2010年国庆节发射的嫦娥二号，甚至在复杂的探月任务结束后，飞到了距地球150万公里的日地拉格朗日引力平衡点，又在700万公里外探访了一颗小行星，如今已经在1亿公里外了。

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（嫦娥二号轨迹图，可以看出离开地球只是起点?新华社）
1977年美国发射的旅行者2号是人类历史上最高产的一个航天器，它在任务周期中探访了木星、土星、天王星和海王星这四个太阳系内全部的气态行星和它们的卫星体系，这个过程对轨道机动能力要求极高，可谓“失之毫厘，谬以千里” ，如今它已经距离地球280亿公里，但还在保持与地球的通信。