卫星的变轨运动
卫星是如何变轨的？
卫星是如何变轨的？
卫星经由火箭发射进入预定轨道之后，便会围绕地球自主运行或在太空中漫游，不需要消耗燃料。只有在极其偶尔的情况下，为调整轨道才需要消耗一些，达到既定的目的，这就是你想问的变轨。人类已经有了很多种变轨方案，目前基本以工质不同来分来，下面我们就来细数下彼此的异同。
1.化学燃烧推进
这是最常见也被人类最为掌握的技术，通过氧化剂和还原剂燃烧释放大量热量，燃烧的产物高速离开发动机，产生反推力。由于这个燃烧过程比较剧烈，且需要很重的发动机存在，一般不适合小型卫星而适用于大型航天器。
工质：化学燃料燃烧后的产物
应用：航天飞机的轨道转移系统，国际空间站推进系统，天宫二号推进系统
2.物理变化推进
这个过程中不会发生化学反应，通过工质的物理变化，例如液态变成气态的过程，加速离开卫星产生反推力。它的好处在于不需要发动机燃烧室，质量和体积都很小，可以提供较小且容易控制的推力。这种技术适用于任何一个卫星，也是目前应用最广的卫星推进方式。而且它不仅可以用来改变轨道，还可以通过小型推力装置控制姿态。生活中水烧开后蒸汽将水壶盖顶起，利用的就是水的物理变化。
工质：高压液态气体，常态液体
应用：几乎所有卫星
例如2006年发射的新视野号（New Horizons）就携带了几十公斤液氦进行轨道和姿态控制。利用微小喷管的精细控制，新视野号的轨道机动精度极高。
其中几个最典型的操作为：
a. 2006年3月9日，76秒内速度变化1.16m/s；
b. 2007年9月25日，937秒内速度变化2.37m/s；
c. 2010年6月30日，35.6秒内速度变化0.44m/s；
要知道新视野号的速度在15000-45000 m/s的区间，实现如此小的速度变化是其他推进系统无法实现的。
3.电推进
电推进就是将工质电离后送入磁场，在磁场作用下离子以极高速度离开卫星，从而产生反推力。由于电离效率很高且工质离开的速度轻易达到几万米每秒，远远超过化学燃料工质最高几千米每秒的速度，电推进也是目前效率最高的推进方式，消耗工质少而推进效果好。
工质：可被电离粒子（例如氙）
应用：新一代各国卫星
虽然电推进的推力很小，目前连一牛顿都是个巨大的障碍（一牛顿仅仅能拿起一个鸡蛋而已）。但电推进是未来人类太空旅行的必备法宝，几乎可以一直工作的电推发动机可以持续给航天器加速，聚沙成塔，到最后反而成为最有效的推进方式。
（采用了电推进的GOCE卫星，甚至可以飞在距离地面仅250千米的轨道，电推可以持续克服空气阻力©European Space Agency）
我国在实践十七号卫星就应用了电推进技术，目前我国在此领域也处于国际领先水平。
4.光能推进
前文也提到了太阳光照在卫星表面上被反弹时会产生压力，而如果合理利用这部分压力就会变成推力了。目前国际上关于它的研究也是航天领域的热点。
工质：光子
应用：实验阶段
（2010年发射的日本星际风筝是目前唯一依靠太阳能作为推进系统的航天器©日本航空宇航开发局）
霍金和一些疯狂的科学家甚至提出了采用人造激光推进航天器进行星际旅行的想法。他们通过地面激光发射站组网，可以将无数个指甲大小的小型航天器加速到四分之一光速，从而拜访距离太阳最近的恒星，4.2光年外的比邻星。
（霍金提出的推进系统想象图，但目前仅仅是想法©https://www.theverge.com/）
目前主流的就是这4种。