卫星如何绕地球绕?

2009 How兴发首页xStuffWorks

卫星在某种程度上是“神秘”的物体。他们在太空中旅行,这感觉像是一个异国情调的地方,因为我们大多数人从未去过那里。他们很远,我们看不到他们。它们通常耗资数百万美元或数十亿美元,这意味着我们任何人都不会亲自拥有一个。等等…

轨道力学也可能是神秘的,因为我们没有简单的方法可以亲自体验轨道力学。但是,有了一点想象力,您可以非常容易理解轨道力学背后的基本思想。事实证明,我们一直在玩轨道力学!

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考虑一下扔球时会发生什么。想象一下,您正站在一个大领域,尽可能地扔棒球 - 就像投手一样。球可能行驶100英尺(30米),然后撞到地面。您将球放在轨道上 - 只是球的轨道很短!

现在想象你射击步枪笔直而水平而不是扔球。子弹可能会行驶一英里(1.6公里),然后屈服于重力并撞到地面。

现在想象一下,您射击了一个非常大的大炮,能够使其外壳以极高的初始速度。还要想象,我们的世界完全被水覆盖,以消除对山丘的任何担忧,并且大炮被直截了当。它的路径可能看起来像右边的图像。

在此图中,您可以看到外壳的前进距离足够远,可以在撞到地面之前实际遵循地球的曲线一段时间。

这些示例的牙龈是空气阻力,所以想象一下您将此大炮带到月球上,将其安装在最高的山顶上。月亮没有气氛,完全被空间真空所包围。如果您调整了右侧壳的速度并射击了大炮,则外壳将完美遵循月球曲线。它的速度与月球曲线掉落的速度完全相同,因此它永远不会撞到地面。最终,它会一直沿着月球和撞到大炮的后部弯曲!在月球上,您实际上可以在这样的极低轨道上拥有卫星 - 离地面只有一英里或两英里,以避开山脉。可以想象可以从大炮发射卫星。

在地球上,这并不是那么容易,因为卫星必须在任何时间长的时间内伸出大气和空间的真空。向上200英里(320公里),避免大气干扰的最低限度。哈勃太空望远镜轨道在380英里(600公里)左右的高度上。但是原理完全相同。调整了卫星的速度,以使其以与地球曲线从卫星掉落相同的速度掉落到地球。卫星永远落下,但它永远不会撞到地面!

这是几个有趣的链接:

  • 轨道力学
  • 天体和轨道力学
  • 轨道力学

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