Question

为什么人造卫星在变轨时沿着椭圆轨道运动?（高中物理）

Answer 1

物体以每秒7．9千米的速度,以水平方向抛出去,就能够环绕地球运行
了.这叫环绕速度(即第一宇宙速度).但是还没有挣脱地球的引力范围,不
能飞离地球.如果我们继续增加物体的速度,那么物体虽然还不能挣脱地球
的引力作用,但是运行轨道就不是圆形,而是被拉成较扁的椭圆了.速度越
快,椭圆轨道就更扁更长.由于发射人造卫星的速度一般总比环绕速度要大
(在每秒8～11．2千米之间),因此卫星飞到地球的另一边,总要远一些,轨
道就变成椭圆形的了.当然,最大限度不能超过每秒11．2千米(也就是脱离
速度,即第二宇宙速度),否则就会摆脱地球的引力而飞出去,像地球一样
围绕太阳运行,成为人造行星了.
人造卫星的轨道是要根据发射的目的来选择的.有的是比较接近圆形的
轨道,有的是椭圆形的轨道.例如,为了军事目的而发射的卫星和通讯卫星
,在卫星上装上照相机或电视,不能飞得太远,也不能使近点和远点相差太
大,所以往往选择高度为300～400千米的比较接近圆形的轨道.
如果是为了科学研究(研究地球不同高度上磁场的强度,大气压力、温
度、密度,宇宙空间辐射的强度分布……),为了使探测范围更大些,那么
就要求选择扁的轨道.我国第一颗人造卫星就装了许多科学仪器,进行科学
研究,它的近地点是439千米,远地点是2 384千米,所以是一个扁的椭圆轨
道.我国1971年3月3日成功地发射的科学实验人造地球卫星,是一颗进行多
种科学研究的卫星,它的近地点是266千米,远地点是l 826千米,轨道又比
第一颗卫星更扁了些.