隨著科學技術的發展，世界很多國家都相繼向地外發射了大量人造衛星，包括的種類也多種多樣，比如氣象、通訊、測繪、農業、環保、偵察等衛星，這些人造物體分別以相應的高度圍繞著地球作周期性運行。我們有時會看到這樣的消息，那就是有的衛星需要定期補充燃料來維持它們的運行軌道，難道它們在入軌以後需要實施進一步的加速嗎？
衛星軌道的確定
在人造衛星發射時，科學家們根據這顆衛星的用途，會提前規劃好它們的運行軌道，實質上就是以一定的速度進入距離地面多高的空間問題。按照國際慣例，人造衛星的軌道高度分為三種主要類別，即低軌、中軌和高軌。
對於低軌衛星來說，其運行軌道的範圍是距地面120公裡以上、2000公裡以下的區域，這裡由於距離地面較近，因此適合做一些高精度測量和偵察之用。
對於中軌衛星來說，其運行軌道的範圍是距地面2000公裡以上，2萬公裡以下的區域，這個區域適用於對解析度要求不是太高的任務，比如中尺度的資源測量等。
對於高軌衛星來說，其運行軌道的範圍是距離地面2萬公裡以上，地球的同步衛星就處在這個區域，當高於同步軌道3.6萬公裡高度之後，由於衛星的公轉速度就會低於地球自轉速度，而且解析度很低，成像質量較差，所以在3.6萬公裡以上的空間內就失去了人造衛星的應用意義了。
衛星能夠圍繞地球運行的原因
按照牛頓力學原理，一個物體能夠保持平衡的狀態，要麼它不受任何外力的作用，要麼所受的外力合力為零。在地球周圍作環繞運行的人造衛星，肯定會受到地球引力的作用，它們能夠保持穩定的運行狀態，必須要有一個力與所受到的重力相平衡，而這個力就是衛星公轉時產生的向心力的「兄弟力」－離心力，實際上這個力並不存在，只是為了說明衛星能夠環繞運行時達到平衡狀態所假想的一個力，這個力與向心力大小相同、方向相反。
那麼，既然離心力是假想出來的，為何衛星還能夠維持平衡呢？這就牽涉到空間的問題。無論是太陽，還是地球，對於圍繞它們運行的星體或者人造天體來說，質量無疑是非常大的，能夠作為這些星體或者人造物體圍繞運行的引力源。按照萬有引力定律，任何有質量的物體之間都會因引力的作用而呈現互相靠近的趨勢，這個在大質量天體之間表現得尤為明顯。
如果兩個星體本身處於相對靜止的狀態，那麼在萬有引力作用下，它們最終會碰撞到一起，但是如果一方圍繞著另一方作公轉運動時，情況就會發生變化。在引力作用下向引力源墜落是時刻在發生的，只不過由於引力源的星體也一定的體積，其球體表面會呈現一定的空間曲率，當圍繞運行的一方在軌道上公轉時，由於沿著軌道切線方向上的移動，會帶來與引力源之間距離的增加，這部分增加的距離剛好與墜落拉近的距離相抵消，從而表現出環繞的狀態，實質上是一直在向著引力源方向墜落，但與引力源的距離始終卻沒有變化。
我們可以根據萬有引力公式（F引＝G*M*m/r^2）和向心力公式（F向＝m*v^2/r），計算出在一個星體表面作環繞運行的最低速度，即當引力與向心力完全一致時，最低環繞速度v=√G*M/r，其中G為萬有引力常數、M為引力源星體質量、r為物體與星體質心的距離。從此式，我們可以算出在地球表面發射一個衛星，其環繞速度值最低為7.9公裡每秒，隨著衛星高度的升高，r值增加，所需的環繞速度值下限也會相應減小，比如在達到距地面300公裡以上的空間時，其環繞速度會降低到7.8公裡每秒；在達到同步軌道3.6萬公裡處，環繞速度變得更小，只需要2.6公裡每秒。
給人造衛星補充燃料是為了維持軌道穩定
地球的大氣層從下到上依次分為對流層、平流層、中間層、熱層和散逸層，總體高度可以達到1000公裡以上，不過大氣層和外太空並沒有明顯的界限。拿國際空間站來說，其高度在330公裡左右，這個範圍仍然屬於散逸層的範圍，雖然每立方釐米中僅有1-2個空氣分子，但是仍然會對空間站產生一定程度的阻力作用，所以空間站在運行過程中軌道衰減會比較明顯，如果不定期對其加注燃料的話，那麼過不了多長時間空間站就將墜落。加注燃料之後，通過燃料消耗，推動空間站實施變軌，以增加其環繞線速度，最終達到軌道抬升的目的。
對於低軌衛星來說，由於其受到的空氣阻力作用較大，和空間站一樣，有的需要定期被燃料實現軌道的維持，還有一些在完成既定使命之後就會自動墜落大氣層焚毀，所以通常情況下低軌衛星的壽命是很短的。
對於中高軌衛星來說，距離地面的高度很高，軌道所在區域的大氣分子更加稀少，因此所受到的阻力作用比低軌衛星要小得多。但與此同時也帶來一個問題，因為空氣阻力雖然大大減小，但是在太陽風和重力梯度不均衡等因素的影響下，它們的軌道也會在一段時間後發生小幅度偏離，這對於中高軌衛星特別是同步衛星來說，也是嚴重影響其功能發揮的重要因素。
所以，中高軌衛星仍然在其使用壽命內，都會採取相應的措施來維持它們的運行軌道穩定性，比如預置一定量的星載燃料、使用陀螺動量輪等，目前和今後的發展方向是給中高軌衛星配置離子發動機，配合少量的電能和燃料實現穩定的能量輸出，推動人造衛星更加穩定的運行，並能夠大大增加使用壽命。