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为什么飞船或探测器要先绕地球飞行

时间:2016-09-07 11:11来源:未知 作者:物理工作室 点击:
印度发射“曼加里安”号从火箭上分离,进入地球同步轨道。预计探测器将围绕地球运行20到25天,之后将跋涉7.8亿公里奔向火星。经常会听见XX号探测卫星先绕地球飞行几天,那么为什么都要先绕地球飞行,而不直接飞向探测目标呢?

        印度发射“曼加里安”号从火箭上分离,进入地球同步轨道。预计探测器将围绕地球运行20到25天,之后将跋涉7.8亿公里奔向火星。经常会听见XX号探测卫星先绕地球飞行几天,那么为什么都要先绕地球飞行,而不直接飞向探测目标呢?

  这是由于探测器缺乏直接飞行动力,先围绕地球运行,以积蓄速度、脱离地球引力。

  这涉及了“宇宙速度”的概念。在物理上,地球是有引力的,在地球上的任何物体向上抛,都会受地球引力的影响而回到地面,升空的火箭亦如此。虽然火箭有不断上升的力量,但是,根据物理上的概念,火箭维持在一定速度的情况下是无法逃离地球向其他行星飞的。

  从地球表面发射飞行器,飞行器环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度分别称为第一、第二和逃逸速度。嫦娥一号要先绕地球飞行一段时间,到达第一宇宙速度(好象是7.9Km/S),然后再继续加速到达第二宇宙速度(约11.2Km/S)才能脱离地球引力。如果需要离开太阳系,则需要达到第三宇宙速度(逃逸速度),约为16.6Km/S.

  火箭升空后,一级火箭掉下,二级火箭加速,然后二级火箭掉下,三级火箭启动,这样逐步地把速度加到7.9千米/秒。达到这个速度后,在物理学上,已经是可以与地球的引力相抗衡了,但还不能逃脱,火箭只能围着地球转,这个速度称为“第一宇宙速度”,又称“环绕速度”。

  火箭围绕着地球转,再次加速,速度达到了11.2千米/秒,这个速度足以逃脱地球引力,飞往月球,这个速度称为“第二宇宙速度”。

  同样,也存在着能逃脱太阳系的每秒16.7千米的“第三宇宙速度”

  第四宇宙速度是地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为110-120km/s,这个数据是指在银河系内绝大部分地方所需要的航行速度。但如充分利用太阳系的线速度以及地球的线速度,最低航行速度可减小为82km/s。

  由于人类对银河系所知甚少,对于银河系的质量以及半径等也无法取值,120km/s的数值为在银河系内的绝对脱离速度,用作代表第四宇宙速度。第四宇宙速度的准确值至今无法辨认。

  另外一个原因是,飞船先绕地球飞行是为了调整轨道,调整空间位置及姿势找到最佳路线利于飞行,也相当一个过渡。 (责任编辑:物理工作室)

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