太空飛行器的軌道機動飛行時要如何保持所需推力方向？
調整太空飛行器的姿態
太空飛行器的質心運動研究，以牛頓力學為基礎從太空飛行器受到的作用力著手確定太空飛行器的運動。它可歸納為太空飛行器軌道理論及其應用研究兩個方面。它以天體力學中的軌道攝動理論為基礎，用於在已知太空飛行器所受的力的情況下確定太空飛行器軌道運動的問題。軌道理論是軌道設計、軌道測定的基礎。軌道攝動理論中將太空飛行器實際運動的軌道分成兩個部分。其中一部分是已經完全解出的簡化理論軌道。它與精確理論軌道十分接近。簡化理論軌道一般取符合二體問題運動規律的克卜勒軌道。另一部分是精確理論軌道與簡化理論軌道的差，稱為軌道攝動。
機場聯絡軌道系統是指航空運輸與鐵路運輸之間協作的一種聯合運輸方式，泛指可與機場轉乘的各類軌道運輸，參與者包括民航機場、航空公司、鐵路系統等。廣義上的機場聯絡軌道系統包括城市軌道交通、傳統鐵路、城際鐵路及高速鐵路和機場軌道專線等各種類型。航空運輸與鐵路運輸的聯合，可以使機場運營和鐵路運輸互利雙贏。將可以克服各自劣勢，充分發揮各自優勢。高效的空鐵聯運不僅需要完善的基礎設施作為支撐，而且離不開機場、鐵路和航空運營部門的通力合作與協調。空鐵聯運不僅能夠提高進出機場的公共運輸比例，改善機場地面交通和機場可達性，還能不斷拓展樞紐機場的市場輻射範圍，擴大和穩固市場資源，提高樞紐機場的競爭力，有利於樞紐機場的可持續發展。空鐵聯運可以有效減少航空運輸與鐵路運輸尤其高速鐵路之間的直接競爭。避免高速鐵路的開通直接導致航線停航的局面。在功能方面空鐵兩者亦各有優勢。世界大部分地區，鐵路分布四通八達，大多數城市、城鎮已經有火車通達，可以將分散的航空目標客戶積聚到一個區域的機場；而航空旅行快捷舒適，經由區域國際機場可以到達國內、國際城市。經濟方面空鐵兩者發揮各自優勢。1000公里以內高速鐵路占據優勢，1000公里以上航空運輸占據優勢。因此，空鐵聯運可以將短距離高速鐵路運輸與長距離飛行航線結合起來。
太空飛行器與自然天體的一個區別是軌道可以人為地選擇，在運動過程中又可以施加控制力以改變原來的軌道。按照太空飛行器擔負的使命選擇最有利的運行軌道是軌道設計的主要工作。火箭運載能力和控制精度的提高，擴大了軌道選擇的範圍。由於人們掌握了軌道運動規律，業已設計出實用的地球靜止衛星軌道、回歸軌道、太陽同步軌道、極軌道、暈軌道等。在這些軌道上運行的有通信衛星、廣播衛星、地球資源衛星、偵察衛星、氣象衛星等。在月球探測和行星探測活動中，多以接近目標天體為目的。實現這個目的的軌道數量很多，軌道設計的任務是從中選擇出一條最佳軌道。這條軌道應能達到最小動力消耗或最短飛行時間、最簡單控制方法、最便於地面觀察等要求。選出的軌道在實現過程中總會出現誤差，軌道設計的另一任務是設法將誤差控制在不影響完成飛行使命的範圍內。對於有機動能力的太空飛行器，軌道設計還與太空飛行器的動力系統和控制系統有關。因此，軌道設計是軌道理論在工程上的應用。
姿態運動理論是姿態控制方式設計的基礎。它的任務是求出任意時刻的太空飛行器的姿態狀況。具體任務是：確定力學模型，分析作用力矩，建立和求解運動方程。太空飛行器的力學模型與太空飛行器部件的結構形式有關。這些部件可以是剛體、准剛體、多剛體、彈性體，甚至是剛體、彈性體和液體的混合體等。它們受到的力矩有自然界的外力矩、太空飛行器的內力矩和控制力矩。描述姿態運動的方程是常微分方程和偏微分方程。根據太空飛行器的使命，要求太空飛行器在運行過程中保持一定的姿態，這就需要選擇某種姿態控制方式。這種方式首先要滿足太空飛行器使命的要求，在這一前提下儘量使控制系統最簡單和最經濟。一般的姿態控制方式有自旋穩定、雙自旋穩定、重力梯度穩定、三軸控制等。通過適時地施加控制力矩來克服外界干擾力矩，就可以保持太空飛行器姿態長期穩定。在太空飛行器的軌道機動飛行中常常需要調整太空飛行器的姿態，以保證機動飛行所需的推力方向。