论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其中的物理学原理(1)
- 格式:doc
- 大小:187.50 KB
- 文档页数:9
“嫦娥一号”系列问题综析长沙市明德中学(410008) 刘彪2007年10月24日18时05分,中国第一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功发射升空, 11月5日与月球“相会”,实现了中华民族千年奔月的梦想, 也为各类考试命题提供了一个很好的“平台”。
下图为“嫦娥一号”从发射到绕月运行的轨道示意图。
下面就各阶段常见问题作具体分析:1. 加速上升运载火箭搭载着“嫦娥一号”从地面垂直加速上升,这一过程涉及到超重、重力加速度变化等问题。
例1 如图所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度2g 竖直向上做匀加速直线运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的1718,已知地球半径为R ,求此时火箭离地面的高度(g 为地面附近的重力加速度)。
解析 设火箭离地面的高度为h据万有引力定律可知:/2()M m Gm g R h =+在地 mg RMm G =2则此处重力加速度g ′=()22Rg R h +对测试仪器在高空中平台上应用动力学方程1718mg - m g ′=m2g得h =2R2. 转向“嫦娥一号”垂直上升到一定高度后, 要转向为绕地飞行。
着一过程要通过转向发动机点火来实现。
关于这一阶段的问题主要是动量守恒定律的应用。
例2 图为一空间探测器的示意图,P 1、P 2、P 3、P 4是四个喷气发动机,P 1、P 3的连线与空间一固定坐标系的x 轴平行,P 2、P 4的连线与y 轴平行。
每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动。
开始时,探测器以恒定的速率v 0向正x 方向平动,要使探测器改为向正x 偏负y 60°的方向以原来的速率v 0平动,则可 ( )A.先开动P 1适当时间,再开动P 4适当时间B.先开动P 3适当时间,再开动P 2适当时间C.开动P 4适当时间D.先开动P 3适当时间,再开动P 4适当时间解析:P 1、P 2、P 3、P 4都是喷气发动机,是利用反冲作用使探测器得到速度的。
03 嫦娥奔月—万有引力与航天嫦娥工程2004年,中国正式开展月球探测工程,并命名为"嫦娥工程"。
嫦娥工程分为"无人月球探测""载人登月"和"建立月球基地"三个阶段。
2007年10月24日18时05分,"嫦娥一号"成功发射升空,在圆满完成各项使命后,于2009年按预定计划受控撞月。
2010年10月1日18时57分59秒"嫦娥二号"顺利发射,也已圆满并超额完成各项既定任务。
2012年9月19日,月球探测工程首席科学家欧阳自远表示,探月工程已经完成嫦娥三号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。
嫦娥四号是嫦娥三号的备份星。
嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析,以及月球样品返回地球以后的分析与研究。
中国人的探月工程,是在为人类和平使用月球迈出了新的一步。
中文名称:嫦娥工程外文名称:Chang e project别称:中国月球探测工程起始时间:2004年3月1日阶段区分:3个阶段科学目标:四大科学目标工程目标:5项首席工程师:欧阳自远工程组成:5大系统嫦娥一号目标:绕月飞行并进行对其探测嫦娥二号目标:嫦娥一号的改进型嫦娥三号目标:在月面进行软着陆嫦娥四号目标:嫦娥三号的备份星嫦娥五号目标:采样返回嫦娥七号目标:模拟载人登月嫦娥一号卫星"嫦娥一号"(Chang'E1)是中国自主研制、发射的第一个月球探测器。
中国月球探测工程嫦娥一号月球探测卫星由中国空间技术研究院承担研制,以中国古代神话人物嫦娥命名,嫦娥奔月是一个在中国流传的古老的神话故事。
嫦娥一号主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。
整个"奔月"过程大概需要8-9天。
嫦娥一号将运行在距月球表面200千米的圆形轨道上。
嫦娥一号工作寿命1年,计划绕月飞行一年。
嫦娥探月发展历程嫦娥探月项目是中国国家航天局于2004年发起的一个探月计划,旨在实现中国人类月球探测的目标。
该项目的命名灵感来自中国古代神话故事《嫦娥奔月》,借此向中国古代文化与传统致敬。
嫦娥探月的发展历程可以追溯到2007年10月24日,当时嫦娥一号成功发射并进入了轨道。
这是中国首次进行月球探测的关键一步。
嫦娥一号主要任务是进行近月点环绕探测,通过携带载荷收集月球环境和空间物理数据,以及进行光学探测和物质成分分析等。
这次探测活动的成功,标志着中国航天事业在月球探测领域的突破,同时也让嫦娥探月项目成为中国航天探索的代表。
嫦娥二号是嫦娥探月项目的第二个阶段,于2010年10月1日发射。
与嫦娥一号不同的是,嫦娥二号除了继续近月点环绕探测的任务之外,还携带了一枚月球车“玉兔号”,使得其能够在表面进行更为广泛和深入的视觉和物质探测。
嫦娥二号的成功发射和执行任务,再次证明了中国航天的实力和技术水平。
嫦娥三号是嫦娥探月项目的第三个阶段,于2013年12月2日发射。
这次探测任务的重点是实现月面软着陆,并将“玉兔号”月球车释放到月球表面进行探测。
嫦娥三号成功实现了中国航天历史上第一次月面软着陆,并成功地释放了“玉兔号”月球车。
这标志着中国成为继美苏之后第三个实现月面软着陆的国家,并开启了人类探测月球的新篇章。
嫦娥四号是嫦娥探月项目的第四个阶段,于2018年12月8日成功发射。
这次探测任务的重点是实现月球背面的软着陆和探测,这是全球首次在月球背面进行科学探测。
嫦娥四号携带的嫦娥四号着陆器和“玉兔二号”月球车成功在月球背面着陆,开始了科学探测的工作。
此次任务的成功,进一步展示了中国航天的技术实力和创新能力,并为将来人类深空探索奠定了基础。
嫦娥探月项目的发展历程可以说是中国航天事业取得的一系列重要成果。
从最早的近月点环绕探测,到在月球背面的软着陆和探测,中国在月球探测领域的技术和实力不断突破和提升。
这一系列的成就不仅让中国航天逐渐走向了世界舞台的中央,也为世界航天事业的发展作出了重要贡献。
第三讲嫦娥奔月一、嫦娥一号卫星奔月成功2007年10月24日18时5分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭将嫦娥一号卫星成功送入太空。
嫦娥一号是我国自主研制的第一颗月球探测卫星。
1.奔月时间:10月24日18时29分,星箭成功分离之后,嫦娥一号卫星进入近地点为205公里,远地点为50930公里,首先进入周期为16小时的超地球同步轨道。
在花费16小时围绕地球一圈后,地面将发出加速的指令。
于是“嫦娥一号”将上升到周期为24小时的轨道。
一天之后,回到中国上空的“嫦娥一号”再次加速,并升入周期为48小时的轨道。
在两天后,地面发出指令,卫星加速进入奔月轨道。
经过5天的太空之旅,“嫦娥一号”将为月球引力所捕获,逐渐减速后,将最终停留在距离月球表面200公里的月球极地轨道上。
嫦娥奔月的整个过程也完成了。
嫦娥一号在地球轨道上将进行4次变轨,让卫星不断加速,进入地月转移轨道。
每次近地点加速的时间只有短短的几分钟,必须在短时间内及时向卫星发出指令,而卫星发动机必须精确响应,否则卫星就有可能飞向别的方向。
到达月球引力范围后,将通过3次近月制动,建立起距月球200公里的绕月球两极飞行的圆轨道,进行绕月探测飞行。
2.探测任务:完成四大科学探测任务:①获取月球全表面三维图像②分析月球表面化学元素和物质类型的含量和分布③探测月壤特性④探测4万至40万公里间地月空间环境3.五大系统:绕月探测工程由卫星系统、运动载火箭系统、发射场系统、测控系统和地面应用系统五大系统组成。
绕月探测工程的实施,对于推动我国航天事业在空间领域的发展,提升自主创新能力,促进科学技术进步具有重要意义。
4.嫦娥一号是月球探测器:外形主要是中间有一个两米左右的立方体,左右各伸展出两块太阳电子帆板,各有六、七米长,展开有十五、六米长的范围。
太阳帆板展开是为了接受太阳光发电所用,上下有两个天线,是和地面通信所用的,下面还有一些小的天线,另外还有一些仪器的探头伸出来。
嫦娥奔月计划简介第一版绕月探测工程简介发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。
重返月球,开发月球资源,建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。
开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。
实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。
月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。
月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源,月球上特有的矿产和能源,是对地球资源的重要补充和储备,将对人类社会的可持续发展产生深远影响。
中国探月是我国自主对月球的探索和观察,又叫做嫦娥工程。
国务院正式批准绕月探测工程立项后,绕月探测工程领导小组将工程命名为“嫦娥工程”、将第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。
“嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制,主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。
第二版绕月探测工程计划绕月探测工程是我国月球探测的第一期工程,即研制和发射第一颗月球探测卫星。
该星将环绕月球运行,并将获得的探测数据资料传回地面。
该工程由探月卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用五大系统组成。
现已确定探月卫星主要利用“东方红三号”卫星平台,运载火箭采用“长征三号甲”火箭,发射场选用西昌卫星发射中心,探测系统利用现有航天测控网,地面应用系统由中国科学院负责开发。
具体计划是,“长征三号甲”火箭从西昌发射中心起飞,将“嫦娥一号”卫星送入地球同步转移轨道后实现星箭分离,卫星最后进入环绕月球南、北极的圆形轨道运行,并对月球进行探测,轨道距离月面的高度为200公里。
设计寿命为1年的“嫦娥一号”卫星,将携带立体相机、成像光谱仪、激光高度计、微波辐射计、太阳宇宙射线检测器和低能离子探测器等多种科学仪器,对月球进行探测。
它在环月飞行执行任务期间,主要获取月面的三维影像,分析月面有用元素含量和物质类型的分布特点,探测月球土壤厚度,检测地月空间环境。
物理小论文-----------------------------论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理姓名:***班号:06121203学号:**********摘要:本文详细地描述了“嫦娥一号”奔月的整个过程以及在奔月过程中所蕴涵的物理知识和其所应用的物理学原理,从更深层次分析我国完成嫦娥一号工程的艰辛关键词:奔月过程万有引力定律向心力角动量守恒一、问题的提出近些年,我国宇航事业蓬勃发展,取得了显著的成果,其中最激动人心的事件当中就包括“嫦娥一号”工程的顺利进行,这次工程的成功也为后期的嫦娥工程奠定了坚实的基础,为我国下一步登月计划以及更深层次对外太空开发开了先河,所以,有必要对这次工程进行深度剖析。
二、“嫦娥一号”探月过程1.升空2007年10月24日18时05分,长征三号甲运载火箭搭载“嫦娥一号”探月卫星直冲云霄,奔向遥远的月球,成功地进入环绕地球的预定轨道(即16小时轨道)。
2.环绕地球运行(1)第一次变轨。
25日17时55分,北京航天飞行控制中心按照预定计划,向在太空飞行的“嫦娥一号”卫星发出变轨指令,对其实施远地点变轨。
指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨圆满成功。
这次变轨表明,“嫦娥一号”卫星推进系统工作正常,也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。
这次变轨是“嫦娥一号”卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的。
(2)第二次变轨。
26日17时33分,北京航天飞行控制中心向“嫦娥一号”卫星发出指令,开始实施第二次变轨。
这是卫星的第一次近地点变轨。
11分钟后,远望三号测量船传来消息,卫星变轨成功。
变轨前,北京飞控中心对轨道参数及控制参数进行了精确计算,随后向在太空飞行了3圈处于近地点的“嫦娥一号”卫星发送了高精度控制指令,卫星主发动机准时点火,使卫星进入24小时周期椭圆轨道,远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。
“嫦娥一号”中的初中物理知识作者:王一兵来源:《物理教学探讨》2008年第16期我国第一颗探月卫星“嫦娥一号”于2007年10月24日在西昌卫星发射中心成功升空。
11月26日“嫦娥一号”从距离38万km的环月轨道传回第一张月面图片,标志着我国首次探月工程取得圆满成功,实现了中华民族千年奔月的梦想。
我校初中物理师生及时抓住这次机会,从物理的角度来审视“嫦娥一号”,大家热情高涨。
当时探究的一个主要话题是:“嫦娥一号”用到了哪些初中物理知识。
我们的讨论总结了一下。
1、火箭使用的燃料是液态氢,助燃剂是液态氧。
选择它们,同学认为原因有三。
其一:氧和氢在常温下是气体,火箭采用压缩体积的方法使它们液化,其目的是便于储存和运输。
其二:氢和氧燃烧后生成的是不会对环境造成污染。
其三:液态氢的密度相对较小,它的热值很高,同体积同质量的氢燃烧后放出的能量比其它的燃料大得多。
2、火箭发射台的下面有一个大的水塘,用来防止火箭起飞时产生的热量对发射架及周围的设施产生破坏。
当火箭起飞时,燃料燃烧时伴随的热量使水大量汽化,汽化时吸收了大量的热量,达到了散热的目的,并且水在沸腾的过程中温度保持在100℃左右。
3、起飞的同时,火箭的周围形成了大量的白汽,这是水池产生的大量的水蒸气在周围的空气中遇冷后液化成的小水珠而形成的。
4、在火箭离开大气层前和返回大气层时,高速飞行的火箭与空气间的摩擦产生的热量会使火箭外表的温度很高,对火箭造成损坏。
科学家们在火箭的外表涂上一层特殊的材料,利用这种特殊材料熔化、汽化时吸收了大量的热量,从而起到散热降温的目的,达到保护火箭的作用。
5、卫星绕着地球转时,近地点速度快,远地点速度慢。
这是动能与势能的相互转化的结果。
当火箭从远地点向近地点运转时,火箭的重力势能减少,动能增加,势能转化为动能,速度加快;反之,当火箭从近地点向远地点运转时,火箭的动能减少,重力势能增加,动能转化为势能,速度减慢。
6、火箭的几次变轨需要燃料燃烧产生的推力来达到目的,这说明力是改变物体运动状态(速度的大小和方向)的原因。
学号:*********** 本科学年论文学院物理电子工程学院专业物理学年级2009级姓名胡永魏论文题目论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其中的物理学原理指导教师童永在职称讲师成绩2012年6 月3 日目录摘要 (1)Abstract (1)1 引言 (1)2 “嫦娥一号”的探月过程 (2)2.2实现绕地和绕月转移 (2)2.3环绕月球运行 (3)2.4返回地球过程 (3)3 “嫦娥一号”飞行过程中主要涉及的物理原理 (4)3.1升空过程 (4)3.2绕地和绕月运行过程 (4)3.3 绕地向绕月转移过程 (5)3.4着陆地球过程 (5)4 结论 (6)参考文献 (7)论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其中的物理学原理摘要:本文从“嫦娥一号”奔月的成果说起,接着具体阐述了“嫦娥一号”奔月过程的绕地、绕月、返回过程,最后具体分析了“嫦娥一号”奔月各个过程的的主要物理学原理,使我们清晰的了解这一复杂的过程。
关键词:“嫦娥一号”;万有引力定律;开普勒第二定律Chang-er's no.1" discussed in the main process and earth-halfprinciple of physicsAbstract: This article from the "Chang first," Moon said, then defines the "Chang first" orbit of the Moon, Lunar, return, final analysis, "Chang-first" Moon of the main principles of physics, our clear understanding of this complex process.Key words: Charng-er's no.1; The law of universal gravitation ; Kepler second law.1 引言1957年10月4日,前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星[1],从此,开创了人类航天时代的新纪元。
三十多年来,伴随着空间活动的频繁发生,逐渐形成了一门独特的综合性学科——空间科学[2]。
它主要是利用空间飞行器作为手段来研究发生在宇宙空间的物理、化学和生命等自然现象的一门前沿科学,包括了空间物理学、空间天文学、空间化学、空间地质学、空间材料科学和空间生命科学等分支。
北京时间2007年10月24日,我国首颗以古代神话任务嫦娥命名的“嫦娥一号”卫星从西昌卫星发射中心成功发射升空。
这标志着我国的航天事业又向前迈出了一大步,我国的深空探测又迈进了一大步。
从发射开始,嫦娥一号卫星累计飞行494天,其中环月482天,期间经历三次月食,5次正、侧飞姿态转换,共传回1.37tb的有效科学探测数据,获取了全月球影像图、月表部分化学元素分布、月表土壤厚度等一系列科学研究成果,圆满实现工程目标和科学目标,为我国月球探测后续工程和深空探测奠定了坚实的基础[3]。
12 “嫦娥一号”的探月过程2007年10月24日18时05分,长征三号甲运载火箭搭载“嫦娥一号”探月卫星直冲云霄,奔向遥远的月球,成功地进入环绕地球的预定轨道[4](即16小时轨道)。
2.1 环绕地球运行(1)第一次变轨。
25日17时55分,北京航天飞行控制中心按照预定计划,向在太空飞行的“嫦娥一号”卫星发出变轨指令,对其实施远地点变轨[5]。
指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨圆满成功。
这次变轨表明,“嫦娥一号”卫星推进系统工作正常,也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。
这次变轨是“嫦娥一号”卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的。
(2)第二次变轨。
26日17时33分,北京航天飞行控制中心向“嫦娥一号”卫星发出指令,开始实施第二次变轨。
这是卫星的第一次近地点变轨。
11分钟后,远望三号测量船传来消息,卫星变轨成功。
变轨前,北京飞控中心对轨道参数及控制参数进行了精确计算,随后向在太空飞行了3圈处于近地点的“嫦娥一号”卫星发送了高精度控制指令,卫星主发动机准时点火,使卫星进入24小时周期椭圆轨道,远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。
这次变轨为卫星在预定时间到达设计的地月转移入口点创造了条件。
(3)第三次变轨。
29日18时01分,“嫦娥一号”卫星成功实施第三次变轨,这也是卫星入轨后的第二次近地点变轨。
“嫦娥一号”卫星在24小时轨道飞行第3圈时,远望三号测量船在近地点顺利发现目标,把相关数据传送到北京航天飞行控制中心,同时把有关指令发至“嫦娥一号”卫星。
实行这次近地点变轨后,卫星由24小时周期轨道进入48小时周期椭圆轨道,远地点高度将由7万多公里提高到12万多公里。
“嫦娥一号”卫星进入48小时周期轨道后,先后开启太阳风离子探测器和太阳高能粒子探测器,进行数据采集和环境探测[6]。
2.2实现绕地和绕月转移31日17时15分,“嫦娥一号”卫星接到指令,发动机工作784秒后,正常关机。
17时28分“嫦娥一号”在48小时周期轨道上运行1圈后,成功实施第三次近地点变轨,顺利进入地、月转移轨道,开始飞向月球。
这也是卫星入轨后的第四次变轨。
进入地、月转移轨道后,“嫦娥一号”卫星在地月转移轨道只进行了一次中途修正,就直飞月球捕获点。
“嫦娥一号”奔月轨道图2.3环绕月球运行(1)第一次制动。
11月5日11时37分,北京航天飞行控制中心对“嫦娥一号”卫星成功实施了第一次近月制动,顺利完成第一次“太空刹车”动作,月球捕获卫星,卫星成功进入12小时绕月椭圆轨道。
这次制动的目的是,降低“嫦娥一号”卫星的飞行速度,以防逃逸月球[7]。
(2)第二次制动。
11月6日11时35分,北京航天飞行控制中心对“嫦娥一号”卫星成功实施了第二次近月制动,卫星顺利进入周期为3.5小时的环月小椭圆轨道。
第二次近月制动主要目的是使“嫦娥一号”进一步降低飞行速度,使其进入“过渡”轨道,从而为卫星最终进入工作轨道做准备。
(3)第三次制动。
11月7日8时24分,“嫦娥一号”卫星主发动机点火,实施第三次近月制动。
8时35分,“嫦娥一号”卫星主发动机关机,第三次近月制动结束。
“嫦娥一号”卫星从近月点高度212公里、远月点高度8617公里的椭圆轨道,成功调整到周期127分钟、高度200公里的极月圆圆形轨道,从而正式进入科学探测的工作轨道。
至此,“嫦娥一号”经过长途跋涉,耗时13天14小时30分钟终于成为月球的一颗“人造卫星”。
2.4返回地球过程(1)飞离月球过程当“嫦娥一号”完成绕月计划计划后,需要脱离月球的束缚,返回地球。
这时就可以再次点燃发动机,给“嫦娥一号”加速,提高其绕月环绕高度,直至脱离月球的吸引,奔向地球。
(2)飞向地球过程在“嫦娥一号”飞向地球的过程中也需要调整其飞行速度,改变其航向,直至被地球俘获,继而成为地球的一颗“人造卫星”。
(3)返回地球过程在“嫦娥一号”环绕地球运行过程中,继续实施变轨,降低绕行速度,选择适当位置。
3 “嫦娥一号”飞行过程中主要涉及的物理原理“嫦娥一号”的整个飞行过程是一个相当复杂的过程,其中涉及到许多科学原理和科学技术问题[8],这里不可能一一列出,现就其中的主要物理原理分析如下。
3.1升空过程在“长三甲”运载火箭将“嫦娥一号”送入太空的过程中,要求其发射速度至少达到第一宇宙速度(7.9公里/秒)。
根据万有引力定律和圆周运动规律有22Mm v G m R R= (1) 所以v = (2) 由于卫星飞离地球时有一定的高度,即距离地心的距离要大于地球半径,因此卫星要飞离地球其速度要大于第一宇宙速度。
只有这样才能保证“嫦娥一号”不至于被火箭“抛出”后落回地面[9]。
运载火箭上升过程中所遵从的物理原理时我们所熟知的动量定理(近似情况下,可以视整个系统的动量守恒)。
即火箭在氢燃料燃烧后向下喷出火焰所施加的持续反冲力作用下,加速上升,由于“长三甲”是捆绑式分级火箭,每当抛出一级火箭后,整个运载火箭的质量就大大减小,这样就能获得更大的加速度,直至将“嫦娥一号”的速度提升到发射速度。
火箭在大气层内运动的过程中,与大气的摩擦力是很大的,摩擦力做功会使大量的机械能转化为热能,导致火箭表面的温度达到很高。
因此,火箭、卫星外层要用由耐高温材料制作的防护罩来保护。
3.2绕地和绕月运行过程“嫦娥一号”在环绕地、月运行过程中,分别以地球与月球所施加的万有吸引力为其做圆周运动的向心力,飞行的高度不同,其运行的速度不同。
根据开普勒第二定律(即在相等的时间内扫过的面积相等),在近地、月点运行的速度快,而在远地、月点运行的速度慢[10](即卫星离地、月的距离越远其运行的速度就越小)。
在“嫦娥一号”数次变轨(绕地、月)的过程中,由于其距离地、月表面的高度不同,其绕行的速度也就不一样。
3.3 绕地向绕月转移过程由于地球与月球的质量相差甚远,卫星要实现地、月之间的转移,就需要改变其运行的速度,否则就无法逃脱地球或月球的吸引。
3.4着陆地球过程要实现卫星着陆地球,就要其运动速度小于环绕地球运行的最小速度(即第一宇宙速度),因此,在卫星装备着陆时需要进一步地降低运动速度。
而在其下落过程中,由于受地球引力的作用,其运动速度会不断增大,若不采取措施,落地的速度就会很大。
因此,在其下落过程中又要采取降速的措施,即通过制动以及降落伞为返回的卫星减速,以便安全着陆。
在“登月车”着陆月球时,原理大致相同。
当然,关于“嫦娥一号”的实际探月过程,要比我们这里分析的复杂得多。
这是因为我们在分析的过程中未考虑地球和月球的自传以及地球与月球之间的相互作用,事实上,“嫦娥一号”的运行过程涉及到的是三体(地球、月球、卫星)问题,而不是我们这里予以简化的两体(卫星与地球或月球与卫星)问题。
虽然三体运动问题的实际情况要比两体的复杂许多,但无论哪种情况,所遵从的基本物理原理是一样的。
先用运载火箭将嫦娥一号送到围绕地球运转的一个轨道,这个轨道的近地点是200公里,远地点是51000公里,这个过程原理就跟地球卫星发射相同。
进入到这样一个轨道以后,卫星与火箭完全分离,卫星的太阳能帆板打开,然后通过卫星的姿态控制调整卫星姿态,通过轨道控制增加卫星速度。
第一次时把椭圆运行轨道的近地点从200公里调整到600公里,主要是为了测控能够较长时间看见卫星。
然后在600公里的近地点高度跟51000公里的远地点高度这样的椭圆轨道上,每一次卫星走到近地点位置就进行一次点火,在近地点点火,椭圆轨道的远地点就比原来要增加,根据轨道的测量计算,最后到预定值。