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自古以來,人類就用種種美麗的飛天神話和傳說來寄托遨遊環宇的夢想。
人ren類lei為wei什shen麼me不bu能neng飛fei離li地di麵mian呢ne?是shi缺que少shao一yi對dui翅chi膀pang麼me?但dan是shi,許xu多duo勇yong敢gan者zhe模mo仿fang鳥niao類lei用yong人ren造zao翅chi膀pang飛fei行xing的de嚐chang試shi都dou失shi敗bai了le。理li論lun研yan究jiu證zheng明ming,由you於yu生sheng理li上shang的de局ju限xian,人ren類lei永yong遠yuan不bu可ke能neng用yong肌ji肉rou的de力li量liang在zai空kong中zhong支zhi持chi自zi身shen的de重zhong量liang。1686年,牛頓揭開了這團迷霧。他在這年發表的《自然哲學數學原理》一(yi)書(shu)中(zhong)指(zhi)出(chu),任(ren)何(he)兩(liang)個(ge)物(wu)體(ti)間(jian)都(dou)有(you)相(xiang)互(hu)吸(xi)引(yin)力(li),由(you)此(ci)創(chuang)建(jian)了(le)萬(wan)有(you)引(yin)力(li)定(ding)律(lv),即(ji)引(yin)力(li)的(de)大(da)小(xiao)跟(gen)它(ta)們(men)的(de)質(zhi)量(liang)成(cheng)正(zheng)比(bi),跟(gen)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)的(de)平(ping)方(fang)成(cheng)反(fan)比(bi)。由(you)於(yu)人(ren)與(yu)地(di)球(qiu)質(zhi)量(liang)相(xiang)差(cha)太(tai)懸(xuan)殊(shu),所(suo)以(yi)人(ren)總(zong)是(shi)被(bei)地(di)球(qiu)強(qiang)大(da)的(de)引(yin)力(li)所(suo)束(shu)縛(fu)而(er)不(bu)能(neng)離(li)開(kai)地(di)麵(mian)。
xianzaiwentiyijingminglangle,yaolikaidimian,jiuyaokefudiqiuyinli。danruhecainengkefudiqiuyinline?yaoshiyigewutilikaidiqiu,bixuyanzhediqiuyinlixiangfandefangxiang(即向上)對(dui)它(ta)加(jia)力(li),使(shi)它(ta)作(zuo)加(jia)速(su)運(yun)動(dong),當(dang)它(ta)達(da)到(dao)一(yi)定(ding)速(su)度(du)時(shi)停(ting)止(zhi)加(jia)力(li),它(ta)就(jiu)能(neng)以(yi)慣(guan)性(xing)一(yi)直(zhi)向(xiang)前(qian)脫(tuo)離(li)地(di)球(qiu)。這(zhe)個(ge)速(su)度(du)可(ke)通(tong)過(guo)地(di)球(qiu)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)物(wu)體(ti)與(yu)地(di)心(xin)的(de)距(ju)離(li)計(ji)算(suan)出(chu)來(lai)。物(wu)體(ti)在(zai)地(di)球(qiu)表(biao)麵(mian)上(shang)(即距離為地球的半徑)飛行時,這個速度為11.2千米/秒,叫做脫離速度或逃逸速度——是速度戰勝了引力。
物體達到11.2千米/秒(miao)的(de)運(yun)動(dong)速(su)度(du)時(shi)能(neng)擺(bai)脫(tuo)地(di)球(qiu)引(yin)力(li)的(de)束(shu)縛(fu),在(zai)擺(bai)脫(tuo)地(di)球(qiu)束(shu)縛(fu)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),物(wu)體(ti)在(zai)地(di)球(qiu)引(yin)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)並(bing)不(bu)是(shi)直(zhi)線(xian)飛(fei)離(li)地(di)球(qiu),而(er)是(shi)按(an)拋(pao)物(wu)線(xian)飛(fei)行(xing)。脫(tuo)離(li)地(di)球(qiu)引(yin)力(li)以(yi)後(hou)在(zai)太(tai)陽(yang)引(yin)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)繞(rao)太(tai)陽(yang)運(yun)行(xing),若(ruo)要(yao)擺(bai)脫(tuo)太(tai)陽(yang)引(yin)力(li)的(de)束(shu)縛(fu)飛(fei)出(chu)太(tai)陽(yang)係(xi),物(wu)體(ti)的(de)運(yun)動(dong)速(su)度(du)必(bi)須(xu)達(da)到(dao)16.7千米/秒。那時將按雙曲線軌跡飛離地球,而相對太陽來說它將沿拋物線飛離太陽。
renleidehangtianhuodong,bingbushiyiweidiyaofeilidiqiu,dangqiandeyingyonghangtianqi,xuyaoraodiqiufeixing,jiranghangtianqizuoyuanzhouyundong。womenzhidao,wutizuoquxianyundongshihuichanshenglixinli。yinci,yaoranghangtianqizuoyuanzhouyundong,bixushizhongyouyigeyulixinlidaxiaoxiangdeng、方fang向xiang相xiang反fan的de力li作zuo用yong在zai航hang天tian器qi上shang。在zai這zhe裏li,我wo們men正zheng好hao可ke以yi利li用yong地di球qiu的de引yin力li。因yin為wei地di球qiu對dui物wu體ti的de引yin力li,正zheng好hao與yu物wu體ti作zuo曲qu線xian運yun動dong的de離li心xin力li方fang向xiang相xiang反fan。經jing過guo計ji算suan,在zai地di麵mian上shang,物wu體ti的de運yun動dong速su度du達da到dao7.9千米/秒時,它所產生的離心力,正好與地球對它的引力相等。這個速度被稱為環繞速度。
上述使物體繞地球作圓周運動的速度被稱為第一宇宙速度;擺脫地球引力束縛,飛離地球的速度叫第二宇宙速度;erbaituotaiyangyinlishufu,feichutaiyangxidesudujiaodisanyuzhoudu。genjuwanyouyinlidinglv,lianggewutizhijianyinlidedaxiaoyutamendejulipingfangchengfanbi。yinci,wutilidiqiuzhongxindejulibutong,qihuanraosudu(第一宇宙速度)和脫離速度(第二宇宙速度)有不同的數值。
那麼,航天器能否在200千米以下繞地球飛行呢?理論上不僅航天器可以,而且汽車、火車和飛機,都能以慣性繞地球運行。但實際上不僅汽車、火車、和he飛fei機ji不bu行xing,航hang天tian器qi也ye不bu可ke能neng,因yin為wei那na裏li有you較jiao濃nong密mi的de大da氣qi,大da氣qi阻zu力li會hui降jiang低di航hang天tian器qi的de運yun行xing速su度du。速su度du降jiang低di意yi味wei著zhe離li心xin力li減jian小xiao,航hang天tian器qi就jiu會hui在zai地di球qiu引yin力li作zuo用yong下xia,沿yan螺luo旋xuan線xian軌gui跡ji落luo向xiang地di球qiu。若ruo要yao維wei持chi宇yu宙zhou速su度du,則ze需xu要yao攜xie帶dai大da量liang燃ran料liao來lai產chan生sheng動dong力li,以yi連lian續xu的de動dong力li來lai克ke服fu空kong氣qi阻zu力li。不bu靠kao慣guan性xing飛fei行xing,而er靠kao動dong力li飛fei行xing,這zhe就jiu與yu航hang空kong器qi沒mei有you區qu別bie了le。而er且qie,如ru果guo航hang天tian器qi高gao速su在zai稠chou密mi大da氣qi層ceng中zhong飛fei行xing,氣qi動dong加jia熱re帶dai來lai的de一yi係xi列lie問wen題ti是shi非fei常chang難nan以yi解jie決jue的de。為wei解jie決jue這zhe些xie問wen題ti,勢shi必bi大da大da增zeng加jia航hang天tian器qi的de質zhi量liang,這zhe就jiu又you要yao求qiu運yun載zai火huo箭jian有you更geng高gao的de運yun載zai能neng力li,從cong而er使shi成cheng本ben極ji大da地di增zeng加jia。(國家航天局網)

轉 自:《叩開太空之門—航天科技知識問答》
本文編輯:李遷

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