人造衛(wèi)星會(huì)墜落嗎?
山水幾程
會(huì)的
人造地球衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)是依賴地心的引力,因此在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,人造地球衛(wèi)星的 軌道高度在不斷下降,必須每隔一段時(shí)間后啟動(dòng)人造地球衛(wèi)星的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提升衛(wèi)星軌道高度。當(dāng)火箭燃料用盡時(shí),衛(wèi)星就會(huì)逐漸被引力吸引到地球上,即最終墜落地球或燒毀在大氣層。
衛(wèi)星墜落的原因有很多。具備一定航天方面知識(shí)的人都知道,衛(wèi)星是無法永遠(yuǎn)保持軌道的,其中的原因主要包括地球大氣層的阻力;太陽光壓和太陽風(fēng);太陽系其他天體的引力攝動(dòng);潮汐作用。
地球大氣阻力是其中最重要的原因。一般認(rèn)為在地球軌道上是沒有大氣影響的,這在中學(xué)階段沒有什么,但是在專業(yè)領(lǐng)域地球高層大氣對(duì)衛(wèi)星的阻力是不可忽略的。大氣阻力會(huì)逐步的,穩(wěn)定的消耗衛(wèi)星的動(dòng)能,直到最后衛(wèi)星墜毀。但是很多高軌道的衛(wèi)星,以及沒有大氣層的行星的衛(wèi)星(如水星)經(jīng)過漫長(zhǎng)的時(shí)間也會(huì)墜落,這就不是大氣層的問題了。
太陽光壓和太陽風(fēng)。太陽風(fēng)和太陽光對(duì)衛(wèi)星會(huì)產(chǎn)生一個(gè)固定的外力,長(zhǎng)期穩(wěn)定的改變衛(wèi)星的軌道。簡(jiǎn)單的說,如果衛(wèi)星轉(zhuǎn)到地球軌道的內(nèi)側(cè),太陽風(fēng)和太陽光會(huì)推動(dòng)衛(wèi)星靠近地球,但是衛(wèi)星轉(zhuǎn)到地球軌道的外側(cè)時(shí),太陽風(fēng)和太陽光會(huì)推動(dòng)衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球。于是你會(huì)發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的遠(yuǎn)地點(diǎn)越來越高,而近地點(diǎn)越來越低。直到近地點(diǎn)被高層大氣抓住,大氣阻力開始起主要作用,衛(wèi)星的軌道迅速(相對(duì)的)下降。
其他天體的引力攝動(dòng)。拜科幻小說所賜,現(xiàn)在很多朋友都已經(jīng)知道三體問題不可解,運(yùn)行在兩個(gè)大天體之間的小天體,軌道會(huì)逐漸變得混亂,最終要么被甩得遠(yuǎn)遠(yuǎn)的,要么撞上某一個(gè)大天體。
地球衛(wèi)星當(dāng)然也逃不出這個(gè)命運(yùn),它的軌道不僅受到地球的約束,而且收到月球、太陽和其它天體引力的影響。當(dāng)然這種影響不像小說里那樣立竿見影,而是經(jīng)過幾百萬年甚至幾億年的漫長(zhǎng)積累,逐步變化??傊鼈兊能壍朗遣荒荛L(zhǎng)期穩(wěn)定保持的。
潮汐作用。潮汐作用也會(huì)逐步消耗衛(wèi)星的能量。總的來說低于地球同步軌道的衛(wèi)星會(huì)在潮汐作用下逐步靠近地球,高于地球同步軌道的衛(wèi)星會(huì)逐步遠(yuǎn)離地球?,F(xiàn)在月球就是在潮汐作用下逐步遠(yuǎn)離地球。