本帖最后由 qcyfred 于 2019-8-17 23:13 编辑
Orbiter玩家,或者坎巴拉太空计划的玩家,你们可能会对“怎么才能把飞船发射入轨”这个问题感到好奇。 没关系,我们先来思考一个问题。 扔出去的石头总会落回地面,而当用更大的力往前扔石头,也飞得越远。那么,如果我们用一门大炮把炮弹以非常高的速率发射出去,当炮弹快到一定的程度,那它会不会就不会掉回地面,一直绕着地球“向前”飞行呢? 这就是著名的“牛顿大炮”的故事,也是牛顿在“大脑”里做的一系列“理想实验”。所谓“理想实验”,又叫做“假想实验”,它是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。正是基于“牛顿大炮”这个经典理想实验的推论,我们才可能发明宇宙飞船和人造卫星。 一个水平抛出的物体,其运动轨迹为一条抛物线。这是因为其水平方向受力为0,水平加速度为0,而竖直方向受力为自身的重力,竖直方向加速度为重力加速度g=9.8米/秒^2。根据垂直方向自由落体的结论,平抛出去的物体每秒将下落s=4.9米(h = 1/2 * g * t^2)。
图中三个角的大小相等。 两直线平行,内错角相等。 直径所对的圆周角为直角。 巧合的是,地球刚好是一个球体。在地球这个“球面”上,水平方向上每前进7.9千米,竖直高度就会下降4.9米。地球的平均半径为6371千米。 设在地球表面水平抛出一个物体,初始速度为x米/秒,在图中方向向右。抛出物体1秒钟后,它将朝右运动x米,同时向下运动4.9米。
第一宇宙速度
因此,如果飞船的水平初始速率高达7.9km/s,将“一直朝着地面下坠,但永远不会掉到地上”。我们把7.9km/s称为“第一宇宙速度”。第一宇宙速度是飞船在地球表面围绕地球飞行的最低速率。确切地说,“第一宇宙速度”其实应该是“第一宇宙速率”。如果飞船水平飞出,且初始速率达到了7.9km/s,飞船将成为地球的“卫星”,不再需要自身动力的支持,在“地心引力(万有引力)”的驱动下,就能围绕地球做匀速率圆周运动了。
太平洋上空的ISS
位于太平洋上空的国际空间站。 |