Движение спутника относительно земной поверхности представляет собой весьма сложное сочетание орбитального его движения, вращения Земли и «гравитационной» эволюции его орбиты.
Она представляет собой геометрическое место подспутниковых точек на земной поверхности, из которых спутник в данный момент виден в зените.
Представляют интерес спутники с периодом обращения, кратным обороту Земли вокруг оси (т. е. звездным суткам—
23 час. 56 мин. 4 сек). Их называют синхронными. Трасса такого спутника по форме напоминает цифру восемь, Частным случаем ее является суточный спутник, орбита которого лежит в плоскости экватора. Трасса такого спутника вырождается в точку над экватором.
Управление космическим аппаратом включает: управление движением его центра масс — маневрирование и управление движением вокруг его центра масс — ориентирование.
В первом случае движение связано с изменением скорости, высоты полета, или наклонения орбиты, например при переходе его с одной орбиты на другую, а во втором — с изменением его углового положения, когда аппарат необходимо сориентировать на какое-либо небесное тело, например на Землю.
Управление космическим аппаратом имеет некоторое сходство с управлением самолетом. Но есть и весьма существенное различие. Самолет летит в воздушной среде, как бы опираясь на нее, и это позволяет использовать для управления подвижные плоскости — рули, элероны, триммеры, закрылки, предкрылки и др.
Космический аппарат летит в безвоздушном пространстве, подчиняясь законам небесной механики, и для управления им используются средства, создающие управляющие моменты за счет реактивной силы (реактивные двигатели, струйные сопла, гироскопические устройства и маховики) либо за счет воздействия внешней среды (гравитационные и магнитные силы, токонесущие контуры и т. п.). При этом для разворотов КА вокруг центра масс используются все указанные выше средства, создающие управляющие моменты, а для перемещения центра масс только реактивные двигатели, но более мощные, чем для разворотов вокруг центра масс;
Для получения возможно большего момента сопла располагаются либо на поверхности аппарата, на противоположных концах той или иной оси, либо выносятся на специальных штангах за его пределы. Линия тяги, развиваемая ракетным двигателем при выполнении маневра, должна проходить через центр масс космического аппарата, чтобы не нарушать ее ориентации.
Ориентация пилотируемого корабля — один из важных режимов управления движением, сводится к приданию ему необходимого углового положения относительно известных ориентиров путем поворота его, вокруг центра масс.
Рассмотрим условия ориентации КА с помощью внутренних сил, в частности маховых масс. Если ускоренно вращать его, то аппарат станет поворачиваться в противоположную сторону. Поскольку маховик небольшой, а масса КА значительная, то скорости их вращения будут неодинаковыми.
