绕地球一圈90分钟的卫星一定是近地轨道卫星,300-2000千米高,这里集中了人类最多的卫星,所以感觉“好多都是”是正常的。那么为什么是90分钟呢?
1.无公式版本通俗说法
用手扔出去一个石头,哪怕它脱离了手之后,不再自我加速(完全没有动力),依然扔的速度越快、落得越远。比如子弹和炮弹速度更快、飞行的距离更夸张。
要知道,地球是圆的,当石头的速度快到一定程度时,它就会一直往下落但是下落的轨迹恰好和地平线的变化趋势(形成了一个曲线)完全一致,这会出现一个结果:它永远无法掉下来。
地球的质量和半径决定了地球表面这个临界速度是个常数,叫做第一宇宙速度,7.9千米/秒。
地球一圈大概是40000千米,这个速度大约85分钟可以绕地球一圈。
但是地球附近有浓密大气,别说7.9千米/秒了,你开车120千米/小时仅相当于33米/秒,人打开窗户就被吹废了。
所以要飞得稍微高一点,免得把卫星烧着火了,比如最常见的500千米高,这里大气几乎没有。时间就需要稍微长一些,大概90分钟左右,这里集中了非常多卫星,天宫神舟天舟海洋遥感资源尖兵高分风云等一大堆。
2.公式版本
航天器轨道动力学关于轨道周期有一个基本公式,
所以发现在无动力情况下,决定卫星轨道周期的只有一个因素,就是轨道半径,画出来:
因而只不过人类绝大部分卫星,都是处在这个线的最左下方而已,轨道周期接近90分钟,但不是严格的90分钟。
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