Question

卫星是靠什么飞行的？

Answer 1

飞行在太空中的卫星会受到宇宙中许多因素的影响，那么，为了正常工作服务于人类，卫星是如何稳定飞行的呢？

最初的卫星在形态和功能设计上都比较简单，为了维持卫星稳定的飞行状态，就要确保卫星轴不变。而利用陀螺的定轴性，将卫星做成圆柱体、圆球体或近似形体，再让卫星自旋，就可以保证它稳定飞行了。

然而，卫星的自旋稳定可不能像小陀螺那样，持续了一段时间后，晃动直至静止，因此，科学家们在早期卫星表面，沿着切线方向对称地装上了小小的火箭发动机。保证能够持续的维持卫星自旋，使它稳定的飞行在太空中。

风云二号气象卫星

既然说自旋稳定是早期卫星用的，那么，后来的卫星用的是什么技术呢？

由于自旋稳定的卫星经度方向控制力差，而且受到其他外力的时候还是会产生偏离和倾斜。就好像是用手指推一下正在稳定旋转的小陀螺，它会立即受力产生偏转。这对卫星的飞行来说，是非常危险的，而且在姿态控制和轨道控制上也很麻烦。

为了提高控制精度，后来的卫星大多采用三轴稳定技术。这种技术不仅能够控制卫星在三个轴向上都保持稳定，并且能够使卫星适用于各种轨道和各种指向要求。除此之外，三轴稳定技术还能帮助卫星变轨、交会对接以及返回。

采用三轴稳定技术之后，卫星的形状就不再限于圆柱圆球体了，正方或长方体的卫星也得到广泛使用。现在，卫星的形状更是花样繁多，形态各异，不过它们用于稳定的技术都从一个小陀螺开始。

通过11公里时速/每秒，三级火箭推出大气层到达预定轨道；此时的卫星属于“失重”状态，无须动力自动飞行；但地球引力仍然有效，在地球引力的作用下，延地球上方椭圆形，即，轨道7公里速度/秒，向心力自动飞行；但同步卫星需要加速度，顾增加太阳能发动机推进。

卫星是靠什么飞行的？

第一颗人造卫星于1957年发射升空，由于在较高的空间上可以有更大的视角，来更加直观和深入地观测地球表面以及大气层的变化，人造卫星相对于地球观测来说具有无法比拟的优势，因此，自此之后世界各国，对于人造卫星以及保障卫星成功发射的大推力火箭的研发越来越受到重视，用于通讯、气象、测绘、农业、导航、环保等各种领域的卫星被发射到了太空，在围绕地球运行的同时为我们的日常生产生活和科学研究，提供了大量精准的数据。那么，卫星围绕地球运行是靠什么实现的呢？

在18世纪，伟大的物理学家牛顿发现了万有引力定律，指出任何有质量的物体之间，存在着一种相互吸引的力的作用，这个力的大小，与物体的质量乘积成正比，与物体之间的距离成反比，这个定律无论是微观领域还是宏观层面都是适用的。而牛顿所发现的物体运动的三大定律中，对于物体运动的表述，则将推动物体运动状态变化归结于受到外力的作用，使之运动速度发生改变产生一定的加速度，如果对于一个处于匀速圆周运动的物体来说，因此虽然速度的数值没有发生变化，但是其运动方向是处于不断变化的，也就是说必然有一个外力推动这个加速度的产生。于是，在牛顿提出万有引力之后，人们对于天体的运行规律就有了更深入思考的空间，那就是围绕天体运行的推动力到底是什么。

虽然牛顿发明了微积分，但是它对于引起圆周运动物体加速度的具体推导，仅限于给出与速度的平方成正比、与运动圆径径成反比的表述，从今天看来还不是太具体。Bonnet则根据物体加速度在运动的垂直和曲线切线两个方向的分量入手，将处于曲线运动的物体加速度，分解为可以在若干等效单独力场中实现的所有分力场引起的综合加速度效果，从而确定了物体的移动轨迹也等效于在所有这些力场中可以同时实现的结论，也就是物体最终的速度值，可以表达为：各个分力场中实现如此效果的各等效速度平方和的开平方，即：V=Sqrt（v1^2+v2^2+v3^2+……vn^2）。

那么，如果对于处于匀速圆周运动的物体来说，物体所受到的各种分力，最终会体现正交分解在切向和法向两个方向上，那么，在切向方向上就形成了物体的线速度，而法向方向上则形成了物体向核心“坠落”的拉力，这个拉力的中心永远指向着圆周的中心。对于一个星体来说，围绕其作周期性运转的其它物体，它们之间的万有引力就充当了这个向心力。

如此一来，根据万有引力公式和向心力公式，我们很容易推导出，如果要围绕一个星体能够做旋转运动，则其所需要的线速度的最低极限值，即v=Sqrt(GM/r)。通过这个表达式，我们可以看出， 人造卫星之所以可以围绕地球轨道运行，关键在于它拥有一定的线速度，这个线速度可以达到在地球半径和人造卫星高度这和这个数值下，所能满足的最低速度极限， 此时地球对人造卫星的万有引力值完全充当了向心力，而在此基础上我们可以假想出一个离心力，离心力与向心力数值一样，但方向相反，并且与万有引力完全平衡，于是人造卫星就可以用这样的速度“悬浮”于地球的上空。

当然，离心力是不存在的，它只是我们为了解释这种现象所作出的比较容易理解的方式。那么， 既然万有引力提供了向心力，产生了向地球质心移动的加速度，也就是相当于产生了自由落体运动，那么为什么卫星不会掉下来呢？主要原因在于地球是一个球体 。当人造卫星向地球质心坠落的同时，由于其有一个水平的切向速度，其掉落的区域仍然处于地球的表面以外，因此当这个切向速度达到一个限值，即坠落的空间大小和因切向运动所产生的拓展空间大小一致时，则会始终与地球表面的距离相同，实现了绕地球运动的目标。当线速度小于这个限值时，就会以抛物线的形式逐渐坠落到地面；当线速度大于这个限值时，物体就会离地球越来越远，最终离开地球的引力束缚，这就是从地球的视角出发第一宇宙速度、第二宇宙速度的由来。

人造卫星根据入轨的最终轨道高低，可以分为低轨卫星、中轨卫星和高轨卫星，轨道的高度越低，其所需要的最小环绕极限速度就越大。人造卫星在发射的时候，由于地球的自转以及卫星通过火箭能量输入进行变轨等操作，可以很轻松地达到围绕地球运行所需要的切向速度，而且距离地球的高度越高，这个所需要的切向速度就越小，不过所需要火箭助推的能量输入就越大。而在卫星成功入轨之后，其距离地面越近，所受到的空气阻力的影响也会越大，因此飞行高度的保持就会越困难，寿命也就越短，因此对于地球同步轨道这样的高轨区域，是世界各国目前和今后争夺的重点空间领域。

对于高轨道运行的卫星来说，虽然轨道内的气体非常稀薄，但并非不存在，因此卫星运行一段时间以后，其线速度也会缓慢地降低，这时候就需要地面科学家们进行变轨的指令，重新降低一定的高度来保障其稳定运行，当卫星上的仪器设备超出耐受极限或者轨道高度不能满足任务需求时，卫星就不再具有应用价值成为太空垃圾，在继续围绕地球运行一定时间以后，随着高度的持续降低最终坠落到地球表面，完成它们光辉灿烂的一生。

卫星围绕地球飞行的力来自向心力，即卫星和地球之间的万有引力。

物体的平动不需要力，力只是能改变物体运动的速度大小和方向。对于卫星来说，它只要有初速度就能平动，而要绕地球旋转，就好像它时时刻刻改变运动的方向，所以需要向心力。地球与卫星之间的万有引力恰好提供了向心力。

知识拓展：顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。在这种轨道上运行的卫星，绝大多数离地面较近，高度仅为数百公里，故又将其称为近地轨道。

中国地处北半球，要把卫星送入这种轨道，运载火箭要朝东南方向发射，这样能够利用地球自西向东自转的部分速度，从而可以节约火箭的能量。地球自转速度可以通过赤道自转速度、发射方位角和发射点地理纬度计算出来。

中国用长征一号、风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技术试验卫星，用长征二号、二号丙、二号丁3种运载火箭发射的17颗返回式遥感卫星以及用长征二号F运载火箭发射的神舟号试验飞船，都是用顺行轨道。它们都是从酒泉发射中心起飞被送入近地轨道运行的。

通过长征三号甲运载火箭发射的1颗北斗导航试验卫星也是采用顺行轨道。

你好，简单来说，卫星靠的是地球引力，即卫星和地球之间的万有引力。

卫星和地球之间的万有引力

我们都知道牛顿从苹果掉落收到了启发，发现了重力，其实，牛顿并不是发现了重力，他是发现重力是“万有”的。每个物体都会吸引其他物体，而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。

万有引力是任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力，自然界中最普遍的力，简称引力。

因此，卫星和地球两者之间就是存在相互作用的引力。

那么，万有引力如何让卫星不掉落。

我们都知道，卫星是绕着地球转的，那么你知道为什么要绕地球转嘛，这就涉及到了离心力的运用。任何做圆周运动的都会产生离心力，举个例子，我们用一根绳子绑一块石头，快速转动，如果绳子突然断了，石头没有绳子拉着就飞了出去。 卫星和地球也是类似的情况，他们有一根无形的绳子，就是他们的引力。

卫星本身的自我调节

地球对人造卫星的引力和卫星的离心力保持着一种平衡的状态，但实际情况是，卫星绕着地球并不是完整的圆周运动，难免会出现偏离轨道的时候，但卫星本身也会自我调节，当卫星偏离轨道时会马上作出反应产生推力，让卫星正常运行。 所以，如果不受外力的影响，人造卫星是不会掉下来的。

总之，卫星除了上升之后运用火箭燃料动力送上太空之后，之后在太空中并不需要多少动力去维持，主要靠地球的引力运行，加上自身的微调，微调的动力从太阳能可以补充。

卫星围绕地球飞行的动力正是重力，也就是地球 的引力，就象月球围着地球转一个道理，它们都是地球的卫星，不过“人造”卫星是人造出来的而已。变轨是靠卫星上火箭动力。燃料中已经含有液氧，所以不需要空气，其实火箭发射，也不是靠空气中的氧气燃烧，而是液氧，否则它燃烧的动力远远不够

其实卫星在绕地球飞行的时候，一直在往下掉，一直在做自由落体运动。所以在绕地球飞行的卫星、飞船、空间站上才会失重。之所以卫星最终没掉到地面上来，是因为地球是圆的。

以下说明中，数字只取个大概：

卫星的横向速度非常快，达到了7km/s，它每运动7km只需要1秒钟，而根据自由落体公式，这1秒钟才下落了9m。因为地球是圆的，卫星横向移动了7km后，当地的地面也恰巧下降了9m。卫星相对地面的高度刚好保持不变。而且此时的飞行方向、飞行速度使得卫星相对地球的运行状态和1秒前的状态几乎是一模一样的，于是下一个1秒钟也同样是这个结果，于是卫星就永远掉不到地面上来了。

所以卫星的横向速度非常重要。如果横向速度不够（达不到第一宇宙速度），使得卫星1秒钟下降9m后，地面只下降了8m，那卫星就相对地面下降了1m了，久而久之卫星就撞到地面了。不会画图，自己想象吧。

你好，我是农村小电工，很高兴回答你的问题。卫星飞行主要是靠地球的重力。卫星的轨道一般是椭圆形的，它的速度是远地点比较慢，到了近地点受重力加速度影响速度加快。然后到了离地球最近的地点，它的速度已经超过7公里每秒，地球已经无法把它捕捉到地面了。就顺势飞了出去，然后循环又到了远地点。

还有一个如果卫星想变轨的话，它是通过卫星里边装的燃料推动它变轨的。这就是我个人的观点，请你参考使用。

卫星之所以能够绕地球运行，是因为它们被锁定在足够快的速度上，足以克服重力的向下拉力。卫星由从地面发射的火箭送入太空，能量充足(至少40300公里/小时！)飞出我们的大气层。一旦火箭到达它确定的位置，它就将卫星送入轨道。卫星脱离运载火箭时保持的初始速度足以让卫星在轨道上运行数百年。

一颗卫星通过平衡两个因素来维持其轨道:它的速度(直线运行的速度)和地球对它的引力。靠近地球轨道运行的卫星需要更高的速度来抵抗更强的引力。 卫星确实携带自己的燃料供应，但与 汽车 使用气体不同，它不需要保持轨道速度。它是为改变轨道或避免与碎片碰撞而保留的。

虽然碰撞很少发生，因为当一颗卫星发射时，它被放置在一个设计用来避开其他卫星的轨道上。但是轨道会随着时间而改变。随着越来越多的卫星被发射到太空，坠毁的可能性也在增加。 2009年2月，两颗通信卫星——一颗美国卫星和一颗俄罗斯卫星在太空相撞。这被认为是第一次两颗人造卫星意外相撞。

卫星可以在轨道上长时间维持运行。例如，美国国家海洋与大气管理局的地球同步轨道3号（GOES-3卫星)的运行寿命跨越了四十多年和六位不同的美国总统。 1978年6月16日，GOES-3卫星创造了 历史 ，成为美国国家海洋与大气管理局的第三颗地球同步运行环境卫星。2016年，在经历了38年通信卫星的第二次生命后，地球同步轨道3号(GOES-3)成为轨道上最古老的连续运行卫星之一，当它到达寿命终点时，它再次创造了 历史 ，并于6月29日完成了退役过程，当时卫星被小心地放入了“墓地”轨道。

这个轨道需要很小的速度来保持它的位置，因为在这个距离上，来自地球的引力很小。卫星离地球越近，它们越有可能撞上产生阻力的地球大气层的痕迹。这种阻力会使卫星的轨道衰减，并导致它返回地球。

卫星只是在漂浮，在一定轨道内会按照一定的线路飞行！有些卫星不需要移动，如卫星电视用的卫星只是在固定位置跟地球同步运行，这也不叫自动运行，是靠地球引力运行！

太空中几乎没有空气，阻力可忽略为零，依靠惯性可以永远飞行下去，一般用火箭助推器控制方向与速度

有些卫星需要移动，一般都不需要快速移动，所以动力也很容易依靠太阳能解决，本来太空就是失重状态！

为了使卫星能在空中运行一段较长的时间，就要用威力强大的火箭把它发射得很高，以尽量减少空气阻力的影响。

人造卫星的轨道是一个椭圆，它在飞过近地点时空气阻力最大，所以决定卫星在空中存在时间的主要因素是它的近地点高度。^_^