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太空中没有空气,卫星和航天器主要靠太阳能,它们的飞行原理是怎样的?没有阻力,如何进行制动?

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时间:2024-08-17 12:35:13
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太空中没有空气,卫星和航天器主要靠太阳能,它们的飞行原理是怎样的?没有阻力,如何进行制动?问题描述:太空中没有空气,卫星和航天器主要靠太阳能,它们的飞行原理是怎样的?没有阻力,如何

问题描述:太空中没有空气,卫星和航天器主要靠太阳能,它们的飞行原理是怎样的?没有阻力,如何进行制动?

领域专家:太空中没有大气并不正确,严格地说地球大气层1000公里厚,很多卫星都处于大气层内。宇宙中没有绝对的真空,飞船会受到阻力缓慢减速,也可以由于地球引力的影响轨道变化。

地球大气层厚度有1000公里,但是地球大气层绝大部分质量都集中在距地面100公里的范围内。最外层的散逸层虽然十分稀薄,但对于长期在太空运行的飞行器来说,却是不可以忽视的存在,所以飞行器都会保留一定的燃料,为的就是调整飞船的飞行轨道。国际空间站位于距离地面400公里左右的太空,因为稀薄大气和地球不均衡引力的影响,需要不定期地调整轨道,避免轨道高度降低太多,最后不自主地坠落地球,也需要不定期地补充燃料,用于调整轨道。

而距离地球比较远的卫星等人造设备,由于地球质量分布并不是均匀的,引力也就不是很均衡,轨道参数在长期运行过程中也会缓慢变化。而卫星由于体积的关系,携带的燃料是比较少的,只能用于紧急情况下的轨道调整,并不能作为特别长期的准备。卫星调整轨道还是利用燃料,依靠推进器产生的推力,使卫星加速,将卫星推到更高的轨道。太空中物质分布虽然十分稀薄,但是飞船向后喷射燃烧的气体,依然可以获得足够的推力。

卫星等人造地球轨道飞行器主要看推进器改变运行模式,当然也可以利用行星的引力弹弓效应,不过那说到底还需要推进器的遮住,在近行星的轨道点或者远行星的轨道点,启动推进器,使飞行器获得额外的推力,使飞行速度超过绕行星球的第二宇宙速度,它就能拜托星球引力的束缚了。

领域专家:太空中没有空气,它们的飞行原理是怎样的?没有阻力,如何进行制动?

没有空气是太空的一个非常大的优势,因此才可以在无动力的太空中飞行,理论上甚至可以永远都保持这样的姿态,当然实际还是会受到太阳风、引力波动以及稀薄大气等的阻力,会逐渐掉落高度,但这和在大气层中飞行是完全不同的两个概念,比如执行一个几天的任务的话,近地轨道的飞行器基本可以忽略空气阻力的影响,因为短期影响并不明显!但问题也随之而来,比如我们在飞机上常见的机翼、尾翼等统统都没有了,那么飞船是怎么调转方向和减速的呢?

谁说没有机翼呢?这个大大的机翼不是啊?还真不是,因为这个是飞船的太阳能电池,毕竟近地轨道上没有电源,只好自个带一对太阳能电池板了,还有更多的,比如国际空间站!

在国际空间站上就看出来了吧,这些横七竖八的“机翼”肯定不是起升力作用的,否则气动作用不是相互打架了嘛!

绕了个大圈子,下面我们简单说说太空中的飞船是怎么飞行的!为什么没有动力能够保持在轨道上?

太空中极其稀薄的大气下只要考虑离心力和引力的作用即可,当飞行器环绕地球的速度足够高,产生的离心就能和地球对它的引力相等,那么它将在这个轨道上一直运行下去,而在400KM的国际空间站轨道上,这个速度大约是6.9KM-7KM的样子!

而飞行器变轨则只能有变轨用的姿态发动机来控制了,一般在飞船外部都能看到一些小型的发动机,而这些主要就起这个作用!

这是阿波罗登月飞船在服务舱外部的姿态发动机,一般都有四组甚至更多!

需要返回和减速时候则用姿态发动机掉头,然后启动主发动机减速进入返回轨道,比如下图:

比如嫦娥四号进入月球轨道时就是先调转位置,屁股超前启动发动机进行减速,同时姿态发动机随时调整可能出现的飞船姿态变化,否则方向搞错,就有可能减速入轨失败,掉入茫茫宇宙!

嫦娥四号月面登陆时也是一样,因为月面也没有大气无法进行气动面操作,所以只能动力全程控制!

如果是回地球的话,还有重返大气层这个阶段,大气层到高超音速激波现象会导致高热,副产品是黑障,会屏蔽所有电磁信号......这个过程大约也就4-6分钟!

因此降落有大气层的行星比没有大气层的行星要更难一些!

最后安全落地,可以回家了哈.......

领域专家:到平时利用太阳的电力,使电动机转动,帶动惯性轮转动,来产生反作用力,来调整卫星的资态的。

领域专家:我想知道怎么飞行的?比如当卫星变轨时会喷射燃料,燃料喷射的反作用会让卫星前进或变道,到平时只是靠太阳能,它是怎么制造反作用力使卫星前进飞行的?

领域专家:靠燃料喷气加速,到达一定速度后,不能再加动力。就靠惯性前进。太阳能只提供电力,不是动力。

制动,就是刹车。在太空不能刹车停下。只能反向喷气降速。

向地球回收,先降速再调整角度对着大气,用阻力降速,烧的通红。

领域专家:卫星内部有化学燃料,近地轨道卫星用完基本就报废了,会被地球引力逐渐拉入大气层!

领域专家:首先不是没有阻力 力的存在是无处不在的 然后在此基础上飞行器会通过反作用力向相反方向做功制动

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