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來源：互聯網

地球同步轉移軌道（Geostationary Transfer Orbit，簡稱 GTO），本質是一種橢圓軌道，其近地點高度通常低于1000公里，遠地點則精準對應約36000公里的地球同步軌道高度。作為霍曼轉移軌道的實際應用形式之一，航天器在這條橢圓軌道上完成加速后，便能順利進入地球靜止軌道運行。

地球同步轉移軌道作為地球同步軌道或地球靜止軌道的轉移軌道，在發射地球同步衛星時，首先使衛星進入這種橢圓軌道，然后在遠地點點燃星上變軌發動機，使其變為所需的目標軌道。在火箭性能方面，常以地球同步轉移軌道酬載能力作為指標，該酬載能力較直接運送至地球靜止軌道的數值為大。重型德爾塔-4運載火箭是德爾塔-4系列中運力較強的型號，近地軌道運載能力超過28噸，同步轉移軌道運載能力為14.2噸。長征二號系列運載火箭E運載火箭曾將GTO運載能力從1.5噸提升至4.8噸，長征五號運載火箭的GTO運載能力可達14噸，長征七號A的GTO投送能力為7噸。此外，印度使用LVM3-M5重型運載火箭將4410公斤通信衛星送入GTO，是印度發射最重的衛星。

定義

地球同步轉移軌道是指近地點在1000公里以下、遠地點為地球同步軌道高度（約36000公里）的橢圓軌道。地球同步轉移軌道也是一種霍曼轉移軌道，為橢圓形軌道，經加速后可達地球靜止軌道。地球同步衛星的工作軌道為地球靜止軌道，由地球同步轉移軌道至地球靜止軌道轉換工作多由衛星自身動力進行，衛星在地球同步轉移軌道的遠地點附近變軌時，需要增加速度及改變速度的方向。

產生背景

20世紀50年代出現的航天技術，開辟了人類探索外層空間活動的新時代。經過半個世紀的迅速發展，人類航天活動取得了較大成就。根據探測目標和任務的不同，航天活動主要分為三大領域一一地球應用衛星、載人航天和深空探測。深空探測是指人類對月球以及更遠的天體或空間環境開展的探測活動，作為人類航天活動的重要方向和空間科學與技術創新的重要途徑，是當前和未來航天領域的發展重點之一。人類開展深空探測活動，可以解答地球、行星和太陽系的形成和演化等問題，幫助開發和利用空間資源并尋找可能存在的地外生命。深空探測活動能夠促進工業技術的進步，不僅象征著一個國家的科技水平和綜合國力，更直接和間接地促進國家軍事科技的進步，有著重要意義。

20世紀90年代，航天專家提出了一種新的方法，將月球探測器送入地月轉移軌道。這種方法是先將其發射到地球同步轉移軌道上，在近地點作一次軌道機動，使遠地點達到月球，從而成為地月轉移軌道。但是如果只進行一次機動，發動機的工作時間很長，重力損耗會很大。為了減小這種損耗，可以將一次機動分成幾次進行，逐步提高近地點速度，也就是在GTO軌道與地月轉移軌道之間增加幾條調相軌道。

軌道形態

地球同步轉移軌道呈橢圓形，近地點高度通常在1000公里以下，遠地點高度約36000公里，屬于霍曼轉移軌道的一種應用。

工作原理

地球同步轉移軌道作為地球同步軌道或地球靜止軌道的轉移軌道。在發射地球同步衛星時，首先使衛星進入這種橢圓軌道，然后在遠地點點燃星上變軌發動機，使其變為所需的目標軌道。

應用領域

火箭將衛星送入的軌道是地球同步轉移軌道，衛星工作的軌道是地球靜止軌道，由地球同步轉移軌道到地球靜止軌道的變軌任務一般是由衛星承擔，衛星在遠地點附近變軌時除了需要增加速度外，還需要改變速度方向，以消除軌道傾角。如果轉移軌道的軌道傾角小，衛星改變軌道傾角的任務就輕，衛星的能量消耗就小，衛星運行壽命就長。國際上公認理想的發射場是設在南美洲圭亞那合作共和國庫魯的發射場。其緯度為南緯5°，由歐洲有關空間機構管理。

在火箭性能方面，常以地球同步轉移軌道酬載能力作為指標，該酬載能力較直接運送至地球靜止軌道的數值為大。重型德爾塔-4運載火箭是德爾塔-4系列中運力較強的型號，2004年首飛，近地軌道運載能力超過28噸，同步轉移軌道運載能力為14.2噸。長征二號E運載火箭曾將GTO運載能力從1.5噸提升至4.8噸，長征五號運載火箭的GTO運載能力可達14噸，長征七號A的GTO投送能力為7噸，印度使用LVM3-M5重型運載火箭將4410公斤通信衛星送入GTO，是該國本土發射最重的衛星。

應用示例

嫦娥1號

嫦娥1號具體的發射方案是，長征三號甲運載火箭將嫦娥一號衛星首先送入近地點200公里、遠地點51000公里、周期為16小時的環地球大橢圓軌道。衛星在這條軌道上運行兩圈，并在第二個遠地點作一次小的變軌，將近地點抬高到600公里。接著，在此軌道上運行三圈后，到達近地點時進行第一次大的變軌，將軌道周期調整為24小時。在這條軌道上運行一圈后，再次到達近地點時，衛星進行第二次大的變軌，將軌道周期增加到48小時。衛星在這三條大橢圓軌道上要實現 3次變軌。這一段軌道被稱為調相軌道。采用這樣的調相軌道，好處是可以有多次機會調整軌道，消除由于發射和其他因素造成的誤差。每次變軌時，可以在固定的位置對變軌過程進行監控。

衛星在調相軌道運行結束，最后一次經過近地點時，再做一次大的變軌，之后便進入地月轉移軌道。至此，在飛往月球的過程中，為了獲得足夠大的運行軌道，衛星共進行了4次重要的變軌“加速”，并最終以近11公里 /秒的速度奔向月球。地月轉移軌道是實現月球探測時最重要的軌道段，也是衛星飛行中最容易出問題的軌道部分。衛星在這個軌道段的飛行需要同時考慮地球、月球以及太陽的引力作用。嫦娥一號在實施3次變軌后，由調相軌道段進入到地月轉移軌道段。在地月轉移軌道，490牛頓發動機要根據軌道的具體參數，對衛星進行2～3次的中途修正。當衛星到達距月球約200公里時，減速制動尤為關鍵。此時，衛星要靠490牛頓發動機完成第一次近月制動，降低飛行速度，從而被月球引力捕獲，進入環月軌道。

嫦娥一號衛星選擇這種發射方案有幾個優點：一是可以確保重力損耗控制在5％以下；二是將運載火箭的入軌點和三次機動的近地點安排在同一地區，有利于軌道機動時的地面監測；三是由于中間安排了24小時停泊軌道，可以比較方便地解決發射日期后延的問題。