在衛星發射場選址以及發射過程中,速度、角度和燃料消耗是三個關鍵因素。首先,速度是至關重要的因素。根據牛頓的萬有引力定律,物體所受重力=萬有引力=航天器沿地球表面作圓周運動時向心力,即mg=GMm/r2=mv2/r2我們可以計算出,衛星必須達到第一宇宙速度,即v=7.9km/s,才能繞地球做“勻速圓周運動”,即升空入軌。
在火箭的速度一定的情況下,發射場離赤道越近,可使衛星獲得更大的初速度,更容易達到第一宇宙速度。這實質上是借助地球的自轉力來提高衛星的飛行速度。因為向東發射的衛星與地球自西向東轉動的方向一致,其飛行速度是由運載火箭的速度與地球自轉速度的分量疊加起來的速度。
其次,發射衛星的火箭燃料要體積小、質量輕,但發出的熱量要大,這樣才能減輕火箭的重量,將衛星快速地送上軌道。
當衛星進入預定軌道后,就會靠慣性作圓周運動。但如果衛星發射角度不合理,沒有達到預定軌道,這就要變軌。在變軌時,需要點小火箭改變速度。這就意味著提前消耗衛星的燃料,減少衛星的工作壽命。
如果從赤道或靠近赤道的發射場向東發射的是地球靜止軌道衛星,可使衛星的飛行軌道與最終軌道處于或靠近同一平面內。從發射點到入軌點的航程大大縮短;相同發射方位角的軌道傾角小,遠地點變軌所需要的能量小。這樣可以節省衛星機動到地球靜止軌道位置所需要的大量能量,節省能耗,延長衛星運行壽