航天飞机
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人造地球卫星
 

卫星是如何送入轨道的

    今天所有的卫星都是通过运载火箭或者由航天飞机的货舱携带送入太空的。一些国家和商业公司具有发射火箭的能力,通过一些定期的发射把一些数吨重的卫星送入太空。

    在大多数的卫星发射中,运载火箭起先都是笔直地瞄向太空的。这有利于它能尽快地穿越大气层中最为稠密的部分,并且最大限度地减少燃油消耗。

    在火箭竖直向上发射后,火箭控制装置会使用惯性导航系统计算所必要的姿态调整量,调整喷管的燃烧,使火箭能够按照飞机路线计划的那样飞行。在绝大多数情况下,火箭运行的路线都是被设计为向东方的。因为地球是由东向西自转,这样就给了火箭一个额外的助推。助推力的大小取决于地球在发射点的旋转速度。在赤道地区地球的半径最大,旋转线速度最大,所以助推力也是最大。

    地球赤道产生的助推到底会多大呢?我们可以做一个粗略的计算,赤道的长度可以由直径和 (3.1416)相乘所得。地球的直径大概是7,926英里(12,753 千米),这样与 相乘所得到的结果就是24,900英里(40,065千米),此时地球表面上的一点就是以1,038英里每小时(1,669 千米每小时)的速度运动。从佛罗里达州(卡纳维纳尔角)发射的航天器尚不能达到这一地球助推速度。肯尼迪航天中心众多发射计划之一的X39-A,其所在点的具体坐标是北纬28度36分29.7014秒,当地的地球旋转速度是894英里每小时(1,440千米每小时)。从中我们可以看出地球赤道和肯尼迪航天中心之间的速度差值为144英里每小时 (229 千米每小时)。要注意到:地球实际上是扁圆的,它的中部更为丰满一些,而不是一个真正的球体,因此我们先前粗算的值是小于真实值了。)

    考虑到火箭能以每小时数千英里的速度飞行,你可能会奇怪144英里每小时的速度差值又能有多大影响呢?答案是:火箭连带它的燃料和负载,其质量是很大的。譬如2000年2月11日执行太空梭雷达地形任务的奋进号航天飞机,它的发射重量高达4,520,415磅(2,050,447千克)。需要巨大的能量才能弥补144英里每小时的速度差值,这也需要消耗巨大的燃油。从赤道进行火箭发射,效果的确是不同的。

    一旦火箭到达大气层稀薄的部分,在大概120英里(193千米)高度,火箭导航系统将点燃小型火箭发动机,其动力足够能将火箭改为水平方向,然后箭体和卫星分离。那时候火箭要再次点火,保证星箭的分离。


 


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