太空中有什么东西,什么在太空中什么( 二 )



卫星一些较大的卫星和使命寿命较长的卫星都装有发动机 。但卫星的发动机并不是和火箭一样 , 通过喷出气体或燃料来达到飞行的目的 , 而是为了变轨或姿态调整 。也就是只能小范围地进行移动或者加速 , 远不会像一些科幻电影所描述的那样 , 能够任意活动进行定点杀伤 。第一个问题:人造地球卫星有没有摆脱地球的引力?关于这个问题我们可以参考一下月球 , 月球是地球的天然卫星 , 距离地球约有1光秒(36万—40万千米)的距离 , 但月球即使距离地球这么远 , 仍然被地球潮汐锁定 , 何况是人造地球卫星?人造地球卫星按照高度分类 , 一般可分为低轨卫星和高轨 。
低轨道卫星距离地球只有几百千米 , 一些特殊的间谍卫星甚至能低到100多千米 , 高轨道卫星距离地面能达到几万千米 , 在这个距离上当然不可能摆脱地球的引力 。当然从理论上来说 , 引力只会衰减而不可能完全消失 。所以 , 地球自形成开始 , 引力便以光速向宇宙四周传播 。但由于引力衰减得非常剧烈 , 和距离的平方成反比 , 所以在一定距离范围之外 , 我们就可以理解为天体不再受地球引力的影响 。
牛顿大炮第二个问题:人造地球卫星靠什么动力在太空中飞行?想要理解这个问题就首先要理解什么是“第一宇宙速度” 。第一宇宙速度也叫环绕速度 , 是指物体在环绕地球作匀速圆周运动所需要达到的最低速度 , 大约为每秒7.9千米 。关于第一宇宙速度 , 牛顿有一个形象的比喻:不考虑空气的影响 , 假设一门大炮在高山上对前方进行平射 , 那么这发炮弹在飞行至一段距离之后就会落地 。
但是 , 如果这门大炮威力足够大 , 能够将炮弹加速到每秒7.9千米的速度 , 那么这枚炮弹将永不落地 。理解牛顿大炮的关键在于 , 并不是这发炮弹摆脱了地球引力 , 而仅仅是因为地球是一个球形 。这枚炮弹在飞行过程中 , 每一秒飞行7.9千米的距离 , 就被地球的引力向地心拉低4.9米 。但这被拉低的4.9米距离 , 刚好被地球表面的曲度所抵消 。
所以这枚炮弹在发射之后 , 在飞行过程中垂直距离地面的高度 , 永远和发射时保持一致 。当然如果地球不是一个球形 , 而是一个较为规则的四方体 , 那么第一宇宙速度就根本不存在 , 人类也不可能借此发射人造地球卫星 。人造地球卫星也是这个原理 , 卫星在被火箭加速至第一宇宙速度之后 , 一直在向地面跌落 。但因为自身的惯性太高 , 跌落地面的速度太慢 , 所以永远不会掉到地面 。
卫星第三个问题:人造地球卫星有时候为什么要加速?在理论上 , 人造地球卫星在发射升空之后并不需要加速 , 依靠惯性就可以持续不断地飞行 。动力装置也仅仅是为了进行变轨和姿态调整 。但是因为有的卫星高度较低 , 在卫星飞行的高度还有薄薄的大气层 , 空气会不断降低卫星的速度 , 所以在一段时间以后 , 有的卫星仍然要进行二次加速 , 这也是一些卫星需要携带动力装置的重要原因 。
哪种作用力让星球都悬浮在太空中?

太空中有什么东西,什么在太空中什么

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