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初始轨道高度近视眼(近地点轨道高度)

2023-03-31 16:44:11视力保健1

1. 近地点轨道高度

人造地球卫星的轨道按高度可分为低轨道和高轨道,按地球自转方向可分为顺行轨道和逆行轨道。这中间有一些特殊意义的轨道,如赤道轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、极轨道和太阳同步轨道等。

高低轨道没有明确的划分界限,一般把离地面几百千米的卫星轨道称为“低轨道”,轨道高度超过1000千米的称为高轨道。轨道倾角为零,轨道平面与地球赤道平面重合的轨道叫“赤道轨道”。

轨道高度为35788千米(一般近似为36000千米)时,卫星的运行周期和地球的自转周期相同,都是24小时,这种轨道叫“地球同步轨道”;如果地球同步轨道的倾角为零,则卫星正好在地球赤道上空,以与地球自转相同的角速度统地球飞行,从地面上看,卫星好像是固定在天上的某一点,这种卫星轨道叫“地球静止轨道”,简称“静止轨道”,它是地球同步轨道的特例。

静止轨道只有一条,其轨道资源十分宝贵,目前通信卫星、部分气象卫星多采用这种轨道。轨道倾角为90度时,轨道平面通过地球南北两极,这种轨道叫“极轨道”。还有一种轨道,轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转的方向相同、旋转角速度等于地球公转的平均角速度,这样卫星轨道平面和太阳始终保持相对固定的取向,例如始终保持垂直,这种轨道就称为“太阳同步轨道”。部分气象卫星、照相侦察卫星、地球资源卫星多采用这种轨道。

2. 近地轨道半径

近地卫星

①轨道半径r≈R(R为地球的半径);运行速度v=√(GM)∕R=√gR=7.9km∕s,是所有卫星的最大绕行速度;

②运行的周期为T=84.4min,是所有卫星最小周期;

③向心加速度a=g=9.8m∕(s^2),是所有卫星的最大加速度。

3. 近地轨道运行速度

由公式V=根号下(GM/R)得:半径越大,线速度越小,角速度也变小!所以线速度: 同步轨道卫星

4. 近地面轨道高度

如果只以大气层作为考虑的标准的话,天与地之间的距离大约有30公里。约摸三十公里之外就已超出大气层最外层了,到了浩渺无垠的宇宙中。

在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围,形成数千公里的大气层。气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍发现有稀薄大气,有人认为,大气层的上界可能延伸到离地面6400公里左右。据科学家估算,大气质量约6000万亿吨,差不多占地球总质量的百万分之一,其中包括:氮78%、氧21%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,此外还有水汽和尘埃等。

根据各层大气的不同特点(如温度、成分及电离程度等),从地面开始依次分为对流层、平流层、中间层、热层(电离层)和外大气层。

接近地球表面的一层大气层,空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动,叫做“对流层”。它的厚度不一, 其厚度在地球两极上空为8公里,在赤道上空为17公里,是大气中最稠密的一层。大气中的水气几乎都集中于此,是展示风云变幻的“大舞台”:刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。

对流层上面,直到高于海平面50公里这一层,气流主要表现为水平方向运动,对流现象减弱,这一大气层叫做“平流层”,又称“同温层”。这里基本上没有水气,晴朗无云,很少发生天气变化,适于飞机航行。在20~30公里高处,氧分子在紫外线作用下,形成臭氧层,像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳高能粒子的袭击。

平流层以上,到离地球表面85公里,叫做“中间层”,又称“散逸层”。中间层以上,到离地球表面500公里,叫做“热层”。在这两层内,经常会出现许多有趣的天文现象,如极光、流星等。人类还借助于热层,实现短波无线电通信,使远隔重洋的人们相互沟通信息,因为热层的大气因受太阳辐射,温度较高,气体分子或原子大量电离,复合机率又少,形成电离层,能导电,反射无线电短波。

热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处。这里的温度很高,可达数千度;大气已极其稀薄,其密度为海平面处的一亿亿分之一。

5. 近地轨道线速度

两卫星同一轨道而速度不同,则一定是椭圆轨道上,根据开普勒周期定律,速度大的周期小

6. 轨道高度在距地面约多少千米

答案低轨道卫星距地面1000~5000km,中高度卫星距地面5000至20000km,高度卫星距地面36000km。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。主要用于科学探测和研究、天气预报、土地资源调查、土地利用、区域规划、通信、跟踪、导航等各个领域。

低轨道卫星距地面1000~5000km,中高度卫星距地面5000至20000km,高度卫星距地面36000km。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。主要用于科学探测和研究、天气预报、土地资源调查、土地利用、区域规划、通信、跟踪、导航等各个领域。

人造卫星的运行轨道(除近地轨道外)通常有三种:地球同步轨道、太阳同步轨道、极轨轨道。

1、地球同步轨道是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。但其中有一种十分特殊的轨道,叫地球静止轨道。这种轨道的倾角为零,在地球赤道上空35786千米。地面上的人看来,在这条轨道上运行的卫星是静止不动的。一般通信卫星,广播卫星,气象卫星选用这种轨道比较有利。地球同步轨道有无数条,而地球静止轨道只有一条。

2、太阳同步轨道是轨道平面绕地球自转轴旋转的,方向与地球公转方向相同,旋转角速度等于地球公转的平均角速度(360度/年)的轨道,它距地球的高度不超过6000千米。在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。气象卫星、地球资源卫星一般采用这种轨道。

3、极地轨道是倾角为90度的轨道,在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空,可以俯视整个地球表面。气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星常采用此轨道。

7. 近地轨道周长

由此可知中国空间站运行在周长约为42565.84千米的圆形轨道上,飞行时速约为28377千米/小时(即7.9千米/秒)。

基于当前7.9千米/秒的运行速度,如果更快或者更慢会怎样?

第一宇宙速度别称为航天器最小发射速度,只有达到这一速度才能成为绕地飞行的人造地球卫星,如果“天和”核心舱的运行速度显著低于7.9千米/秒,其轨道高度就会在环绕中逐渐降低,航天器最终坠落大气层。另一方面,如果“天和”核心舱的运行速度显著高于7.9千米/秒,那么“天和”的运行轨道就会拉长为一个椭圆轨道。当“天和”的运行速度达到第二宇宙速度(11.2千米/秒)时,它将逐渐逃离地球成为绕太阳运行的人造行星。

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