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为什么好多人造卫星,绕地球一圈都是 90 分钟?

图片:Yestone 邑石网正版图库

太空精酿,微博:太空精酿

ag真人游戏 www.zjtianying.com 绕地球一圈 90 分钟的卫星一定是近地轨道卫星,300-2000 千米高,这里集中了人类最多的卫星,所以你感觉“好多都是”是正常的。那么为什么是 90 分钟呢?有两个办法解答:

1.无公式版本通俗说法

你用手扔出去一个石头,哪怕它脱离了你之后不再自我加速(完全没有动力),依然扔的速度越快落得就越远,比如子弹和炮弹速度更快、飞行的距离更夸张。

要知道,地球是圆的,当石头的速度快到一定程度时,它就会一直往下落但是下落的轨迹恰好和地平线的变化趋势(形成了一个曲线)完全一致,这会出现一个结果:它永远无法掉下来。

地球的质量和半径决定了地球表面这个临界速度是个常数,叫做第一宇宙速度,7.9 千米 / 秒。

地球一圈大概是 40000 千米,这个速度大约 85 分钟可以绕地球一圈。

但是地球附近有浓密大气,别说 7.9 千米 / 秒了,你开车 120 千米 / 小时仅相当于 33 米 / 秒,人打开窗户就被吹废了。

所以要飞得稍微高一点,免得把卫星烧着火了,比如最常见的的 500 千米高,这里大气几乎没有。时间就需要稍微长一些,大概 90 分钟左右,这里集中了非常多卫星,天宫神舟天舟海洋遥感资源尖兵高分风云等一大堆。

2.公式版本

航天器轨道动力学关于轨道周期有一个基本公式,

其中,T 是轨道周期,a 是轨道半径(地球半径 + 轨道高度),

是圆周率常数,

是个地球常数,叫做标准重力参数,大小为

所以你发现在无动力情况下,决定卫星轨道周期的只有一个因素,就是轨道半径,画出来就是了

因而只不过人类绝大部分卫星,都是处在这个线的最左下方而已,轨道周期接近 90 分钟,但不是严格的 90 分钟。

你感兴趣可以算一下多高是最精确的 90 分钟轨道。

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