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在地球上空飞行的卫星和飞船 , 是顺着地球自转方向飞行 , 还是逆着地球自转方向飞行呢?飞船起飞和返回 , 与地球的方向又是如何呢?
航天顺向再入大气
在讨论这个问题之前 , 我们要明白一个叫做“参考系”的东西 。
所谓参考系也叫参考物 , 我们讨论一个物体是运动还是静止的 , 都是相对参考系而言 , 离开参考系谈运动和静止都是没有意义的 。 比如我们站在地上 , 相对地球是静止的 , 但是相对太阳我们是和地球一起高速飞行的 。
联盟MS-18与空间站绕地球飞行
为什么火箭是顺地球自转方向发射?我们平时看火箭发射 , 都是先垂直升空 , 然后慢慢以一定角度倾斜向外太空飞行 。
如果我们留意的话 , 我们就会发现大多火箭都是倾斜向东飞行的 , 也就是与地球自转方向一致 。 主要原因就是要借助地球自转产生的线速度 , 让火箭具有初始加速度 , 节约燃料 。
地球自转延时实拍1
地球自转延时实拍2
说白一点 , 就是利用地球自转的惯性 , 就像我们平时从车上扔一个东西 , 肯定是向车头方向扔出比朝车尾方向扔出距离相对扔出点更远 。
由于地球是球形的 , 所以不同纬度的线速度不同 , 越靠近赤道方向(纬度越低)地球的线速度越大 , 在这些地方发射火箭入轨所需的能量就更小 。
火箭发射场
赤道上地球自转的线速度是465.18m/s , 可不要小看这一点速度 , 利用上了能给火箭省不少燃料 。
世界纬度最低的发射场是意大利圣马科发射场 , 处于南纬2.9° 。 我国纬度最低的发射场是海南文昌航天发射中心 , 处于北纬19度19分 。
天上卫星是顺地球自转方向飞行吗?【卫星在天上是不是都顺着地球自转方向飞行,如果逆飞会发生碰撞吗?美俄曾经发生两颗卫星碰撞】一般来说 , 火箭发射的时候都是顺地球自转方向发射的 , 所以绕地球飞行的卫星大多都是与地球自转方向一致 , 称为顺行轨道 。
绕地球飞行的飞船
但这不是绝对的 , 极地轨道和太阳同步轨道等的卫星就不是顺地球自转方向飞行的 。 如极地轨道的卫星 , 它是垂直赤道飞行的 , 发射它的时候火箭一般是向南发射的 。
即使卫星不是同一个方向飞行 , 由于卫星运行轨道都是事先计算和报备的 , 所以一般不会发射卫星碰撞的事情 。
卫星碰撞
另外现代卫星一般都具有变轨能力 , 当两颗卫星有相撞风险时 , 其中一颗会采取措施进行避让的 。
但是在2009年 , 美国一颗铱星和俄罗斯报废卫星相撞 , 产生了大量碎片 , 这是人类史上首次卫星碰撞 。
飞船返回方向是与地球自转方向一致吗?是的!飞船返回的时候需要和地球自转方向一致飞行 , 当两者达到同步的时候就可以降落了 。
在返回地球的时候 , 飞船必须选择地球为参考系 , 也就是默认地球是“静止的” 。 飞船以一定角度再入大气时 , 需要不断减速来减小与地球的相对速度 , 并降低高度 。
神舟十二号返回地球
如果逆向飞行的时候 , 就没有办法实现与地球的相对静止 , 飞船就没办法降落了 。
好比在公路上高速行驶的两辆车 , 要实现相对静止只能同向而行 , 如果是对向行驶 , 那永远也无法实现 。
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