火箭怎么围绕轨道跑?
1、卫星的轨道有运行在赤道平面内并且离地面高度恒定的地球同步卫星,也就是运行一周的周期是24小时,和地球自转同步,从地面上看起来卫星好像是不动的固定在天边某个位置。同步轨道上发射多颗卫星就能组成同步卫星群(比如最常见的通讯卫星就是同步卫星群,覆盖地球一半的面积通讯)。
2、卫星的轨道运行在极地附近,每隔一段时间会经过一次极地上空(比如北极上空),这种卫星叫极地轨道。由于地球自转,极地卫星运行多圈就会覆盖地球绝大部分区域(除了两极附近),由于这种卫星离地面较近,运行速度非常的快,一般一两个小时就能运行一圈,所以极地卫星非常适合搞一个卫星群覆盖整个地球的区域,搜索某个目标时,一颗极地卫星发现目标后,可以把信息传给后面的卫星,后面的卫星再把信息传给地面。
3、太阳同步轨道,卫星运行时太阳总是处于固定的轨道面上(注意是太阳系坐标系,而不是地球坐标系),所以它的轨道面每天都会在相同时刻扫过同一纬度圈,太阳同步卫星既能对某一纬度区域进行观测,也可以在不同纬度上扫描。太阳同步轨道离地面更高(为了看得更远),运行周期更长,打个比方说一般10个小时能运行一圈,所以适合搞天气预报什么的,太阳同步轨道观测覆盖区域没有极地轨道大。
当然,要进入以上这三个稳定轨道,首先要飞出大气层进入到200公里以上的太空,这过程火箭要给卫星提供每秒钟7.9公里的速度,也就是第一宇宙速度。
打个比方,你站在铁轨上往前扔石头(球),你力气再大,石头都会因为重力掉下来,这个地面就好比是地球大气层,在大气层内火箭都要和重力做斗争。而火车轨道就好比离地面200公里以外的空间,你站在以每秒钟7.9公里速度行驶的火车上把球扔出去,球不会掉下来。所以处于这个速度上的卫星和火车一样,沿着某个轨道一直跑,地球的重力再大也拉不下来。
不过速度只有第一宇宙速度的卫星只能绕着地球跑,所以火箭如果要发射更高轨道的卫星,比如说地球同步卫星就要再加速,比如以每秒钟11公里的速度入轨,也就是第二宇宙速度,在这个速度下卫星绕着地球转,但轨道更远(速度越大离地球越远),就好像你在以每秒11公里速度的火车上扔石头,石头会离你更远。
而如果速度是每秒钟16.7公里的第三宇宙速度,那么卫星就能飞出地球的引力圈了,甚至能飞到月球、火星、太阳系其他行星上,火箭发射“嫦娥探月”、“火星探测”都要达到第三宇宙速度。