Question

人造地球卫星的运行速度小于7.9km/s时，卫星做近星运动吗？

Answer 1

这可不一定。
7.9千米/秒的第一宇宙速度（环绕速度） 航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，是以地球半径为基准计算出来的。只要离开地球，与地球表面有一个距离，卫星的环绕速度就要比7.9千米/秒小。距离地面越远，这个速度就越小。
比如，在距离地面约400千米左右的圆形轨道上运行的空间站，其线速度就不是7.9千米/秒，而是7.8千米/秒。到了距离地面约3.6万千米的地球同步轨道上，卫星的运行线速度就降到了约3.1千米/秒。
对于以椭圆轨道围绕地球运行的人造卫星，其运动线速度也是与跟地面的距离有关的。距离地球越近，线速度越大，但最大不能大于11.2千米/秒；距离地球越远，线速度越小，但最小也不会降至0。
从远处（远地点）飞向地球时，线速度渐增；从近处（近地点）飞离地球时，线速度渐减。

追问

那卫星变轨的时候，要变到轨道半径更小的轨道上来，不是应该先减速吗？而你说从远处（远地点）飞向地球时，线速度渐增。这到底怎么回事？？

追答

卫星变轨要变到轨道半径更小的轨道上来时，是从远处向近处运动。从机械能守恒考虑，卫星的势能减小，动能增大，卫星运动的线速度增加。所以，当卫星从高轨道变轨到低轨道时，线速度会越来越大，需要在接近低轨道时减速。但减速后，仍比卫星在高轨道时的线速度大。

追问

轨道半径越大，线速度越小。那同步卫星的轨道半径比地球半径大，而同步卫星的线速度却大于地球线速度。怎么回事？

追答

当然了，同步卫星的线速度必须大于地球线速度。
地球同步卫星是固定在地球赤道某一点上空，与地球同步运动的，相当于是与地球连接在一起的刚体。地球自转时，地轴处的线速度为零，随着半径增大，线速度越来越大，到地球赤道处，线速度约为 466 米/秒。如果你计算一下，如果把自转半径放大到3.6万千米，那线速度就是约3.1千米/秒，就是地球同步卫星的运行线速度。这个速度已经比第一宇宙速度小很多了。
同样可以计算出，在距离地球无限远处，线速度可以降到零。
这是因为卫星受到的地球引力=卫星运动的离心力，就是： GmM/(r^2)=mv^2/r
即：GM/r=v^2
v=√(GM/r)
明白了吧？r越大（距离越远），v越小（线速度越小）。同步卫星的线速度仍比地球自转线速度大，说明卫星仍不够远。你可以把v=466米/秒代入上式，自己计算一下卫星要离地球多远，卫星的线速度才能与地球自转速度相同。但此时，这个卫星一定不是地球同步卫星。

Answer 2

不必然。

追问

为什么