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卫星为何不掉下来?

科普小知识2022-06-07 13:30:07
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问:什么是同步卫星?为什么同步卫星不会在空中坠落?它能在空中持续多久?里面有人吗?它依靠什么来补充能量?如何使它与地球同步?(初中二年级学生)答:同步卫星是一种被指定在赤道上方一定高度绕地球做圆周运动的航天器,它的运动周期和角速度等于地球自转的周期和角速度。同步卫星的“同步”意思与地球的旋转周期和角速度完全相同,因此它相对于地球是静止的。这就像当两辆客车,一辆和一辆,在环形道路上以相同的角速度并排行驶时,坐在车内的人看到车窗外的车,就好像它没有移动一样。虽然同步卫星在地球赤道上方看起来是静止的,但它实际上是以非常高的速度绕地球运行,所以它不会脱落。当然,它跑不掉,因为地球的万有引力给了它向心力,这就像一根无形的绳子牢牢抓住了它。虽然它的速度很快,但不足以折断“绳子”。同步卫星的寿命通常由设计决定。卫星里没有人。它的能量通常由太阳能电池板提供。

当同步卫星发射时,它首先被发送到低地球轨道(如图所示)。运行状态稳定后,在低地球轨道的适当位置(图中a点),卫星上的小火箭由自动装置启动,并调整卫星的运行方向和速度使其成为椭圆形。

圆周轨道运动。科学家已经设计出椭圆轨道的远地点(图中的点B)正好达到同步卫星的轨道半径(42400公里),因此当卫星到达椭圆轨道的远地点时,卫星上的小火箭再次调整卫星的运动方向和速度,使其进入圆形同步轨道,并使运行周期和角速度等于地球,从而实现与地球的同步。