卫星变轨的研究论文怎么写

郭敦顒回答：

关于人造卫星变轨的问题需要先了解这方面的一些常识。地球有引力，一般把物体抛向天空，又会落回地面，这是因为物体抛向天空的速度慢。当物体抛向天空的初速度快时，物体就会克服地球的向心力，离开地面而进入宇宙空间。当这个初速度达到千米/秒时,该物体(人造卫星,飞船)就进入近地圆形轨道；当物体的速度在千米/秒——千米/秒时,其运行轨道为椭圆形；当物体的速度大于千米/秒时,物体就脱离了地球引力的束缚成为绕太阳运行的人造卫星，它的轨道相对于地球是双曲线或抛物线形的；到太阳系以外的空间去，发射物体的速度必须超过千米/秒。人们称物体离开地面而飞向宇宙的速度在千米/秒时，称为第一宇宙速度；称物体离开地面而飞向宇宙的速度在千米/秒时，称为第二宇宙速度；称物体离开地面而飞向宇宙的速度在千米/秒时，称为第三宇宙速度。

物体在静止（相对的）时能够运动达到一定的速度，是需要用力消耗一定的能量的。物体的质量越大，用力越大，消耗的能量越大，也才能得到相应越高的速度；反之亦然，力量小是飞不到空中去的。

同样，人造卫星变轨时都是要沿着切线运行方向增加推动力的，（返回时方向相反，是进行制动——类似于刹车）这方面在人造卫星上按有专门的装置。人造卫星变轨之所以能成功，是因为人们掌握运用了自然规律，按符合规律的原则办事的原因，而不是相反。

有人认为变轨的成功说明人能够改变规律，这种观点是非常荒缪的，说明这种人的无知。

（图形来至百度文库——万有引力与航天）

对你的问题逐一分析：卫星由圆轨道加速可变为椭圆轨道，并且做离心运动，那为什么到达远日点后又做向心运动回来？假如说卫星绕地球运动是个椭圆，那么 地球是椭圆的一个焦点。画个椭圆看看，当到了远日点就该往回转了呀！从动能角度分析：卫星在近日点是离地球最近的，然后沿椭圆运动的过程中，离地球越来越远，所以地球引力做负功，卫星速度必然越来越慢，到远日点，离地球最远，这是就里地球越来越近了，地球引力做正功，所以卫星做加速运动。它的受力是怎样的？在远日点该看做是离心还是向心运动？ 受力如前所述，远日点既不是离心，也不是向心，在近日点和远日点，卫星的运动方向跟卫星和地球连线垂直，也就是跟地球的引力垂直，所以在此引力不做功。还有，由椭圆变为圆周运动的时候为什么是加速？V变大R不是会减小吗？椭圆变到圆，是经过变轨调整实现的。假如在远日点附近变轨，卫星的运动速度不足以维持在那里做圆周运动所需的向心加速度，所以要减小半径，加大速度，在一个较小的半径上做 圆周运动；假如在近日点附近变轨，卫星的运动速度大，地球的引力不足以维持卫星做匀速圆周运动的向心力，卫星要在一个大一些的半径上做圆周运动。所以由椭圆变为圆周运动的时候有可能要加速，也有可能要减速。 如果按找阁下所说，点火加速那就是用外力的意思。那么卫星和地球这个系统不再是动能守恒了。按照卫星原来的速度，在远日点是无法做匀速圆周运动的，所以会回转，掉到椭圆轨道，若你加速了，给了它维持圆形轨道的速度，那它就会在圆形轨道运动。打字不易，如满意，望采纳。

——当飞船发动机喷气加速，飞船的速度增加，作圆周运动所需的向心力增加，但是圆周运动所提供的向心力（即万有引力）不变，飞船将会作离心运动，其运行轨道将提升，速度将会减小。用公式分析：理论上来说，卫星圆周运动所提供的向心力即为万有引力，所以：,由此可得当环绕半径增大时（即高度增加），卫星线速度会减小。 ——在这里我们来作以下的估算：设人造卫星的质量为2吨，原轨道半径为公里，现变轨到349公里。该人造卫星的重力势能增加值为（假设该过程中重力加速度值无变化，且值为10米/秒2）在这个过程中该人造卫星的动能减少值为（万有引力恒量G = ×10^－11牛·米^2/千克^2，地球质量M = ×10^24千克）由以上估算可以看出——该人造卫星在变轨（由低轨道升至高轨道）的过程中，引力势能增加值远远大于动能减少值。也就是说，在变轨过程中，发动机消耗的能量E主要是为了增加人造卫星的引力势能。据能量守恒关系，有 E + ΔEK = ΔEP，也就是说人造卫星调整到高轨道是以动能的损失和发动机消耗能量为代价来增加其引力势能。变轨之后，飞船做匀速圆周运动的轨道半径增大!