青山綠水250400698
衛星能否發生成功,能否逃離地球或太陽,克服的是地球、太陽的引力,與地球公轉自轉關係並不大。但是,衛星的發射,通常會藉助地球自轉和公轉的速度,以實現節省燃料的目的。
1、衛星的逃逸速度
最著名的三大逃逸速度:7.9km/s,11.2km/s,16.7km/s,分別對應著第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。這三個速度,指的是飛行器一旦到達這個速度,那麼可以無動力的擺脫引力束縛。
2、公轉的影響<strong>
在宇宙速度的計算中,其實已經利用了地球的公轉。因為第二宇宙速度已經是11.2km/s了,想要擺脫太陽的引力,區區16.7km/s顯然是不夠的。這裡,已經扣除了地球公轉的速度29.77km/s。所有,16.7km/s是相對於地球的速度。如果以太陽作為參考,那麼逃逸速度應該是42.1km/s。
3、自轉的影響
相對於公轉的29.77km/s的速度,自轉的線速度就小的多了。但是,再小的螞蟻也是肉。所以,能利用起來的速度,都應該儘量的利用起來。地球饒軸自轉,角速度是一定的,距離軸越遠,線速度也就越大。所以,線速度最大對方在赤道,其值為0.46km/s。對於第一宇宙速度,這個值應該還是可以的。
4、失去公轉
由上分析可知,失去公轉對衛星發射的失敗不起決定性作用。失去了公轉,對於第三宇宙速度影響很大。意味著火箭必須達到42.1km/s,才能逃離太陽。雖然,這需要更多的能量,更多的燃料,但是我們依然是可以實現的。
力學Nerd王小胖
先說答案:在地球剛停止公轉的那段時期,衛星發射會成功。地球停止繞轉太陽,但質量還在,根據牛頓力學,衛星和地球之間的引力是不變的,因此衛星該發射還可以發射,不過這裡面有幾點要注意:1,這裡衛星發射會成功的意思是能成功發射,但會有些變化。地球停止公轉,雖然衛星和地球之間的引力沒發生變化,即第一宇宙速度(環繞地球速度)和第二宇宙速度(逃逸地球速度)沒什麼變化,但第三宇宙速度即掙脫太陽系的速度相對地球來說要發生大變化。
因為原來的第三宇宙速度16.7千米/秒是相對於地球的速度,而地球本身有29.8千米/秒的公轉速度,所以衛星從地球表面出發的第三宇宙速度相對於太陽來說就不是16.7千米/秒,而是16.7+29.8=46.5千米/秒左右,前提是衛星發射方向與地球公轉方向一致。因此如果地球停止公轉,從地球發射的衛星想擺脫太陽系速度就必須至少達到46.5千米/秒,這次這個速度也是相對於地球的。但人類迄今為止從地球表面發射最快航天器的速度連20千米/秒都不到,
那就是2006年發射的探測冥王星的“新地平線”探測器,速度16千米/秒。所以如果地球停止公轉,從地球發射的衛星是不可能直接飛離太陽系。
當然以上所說的前提就是地球停止公轉後仍然在原軌道位置。但這是不可能的,一旦地球停止公轉,地球將毫無懸念的向中心天體――太陽墜落。由於太陽對地球的引力加速度本身因引力增加也在不斷地增加。因此比在我們地球引力場的自由落體可怕多了。在原來地球軌道時,太陽對地球上物體的引力只有地球對物體引力的千分之一,所以發射衛星時只考慮地球的質量引力即可,但隨著離太陽越來越近,這時從地球發射衛星就要考慮太陽引力的影響。發射衛星將變得越來越困難,如果到達太陽的洛希極限(即地球自身引力與太陽對地球的潮汐力相等時的日地距離)內時,地球上的所有物件受到太陽的引力要大於地球對這些物件的引力,那地球會被太陽的潮汐力撕碎散開,最終有可能成為恆星環,
這裡有個洛希極限公式:
其中d為洛希極限,R為日地平均距離1.49億千米,ρM為太陽密度,ρm為地球密度。有興趣的可以計算一下。不過這種現象多出現在行星和衛星之間,恆星和行星之間較少,也許地球會直接被太陽熔融吞噬。這時就別再想發射衛星了,還是想怎麼離開地球逃生吧,儘管有點晚。
物原愛牛毛1
假如地球停止公轉,衛星發射還會成功嗎?
這個假設可不是一般的猛,地球停止公轉的話問題就有點嚴重了,地球停止自轉只是讓人類過半年白天半年晚上的日子,理論上來看生命還是可以生存的,但如果停止公轉的話就直接墜落太陽了,我們簡單來分析下這兩種結果吧!
一、地球停止自轉
當然本文討論都是慢慢停止,不涉及各種突然停止之類,海平面從自轉時的赤道隆起回落,大氣回落,會造成風暴和海嘯,《流浪地球》中已經科普過就不再廢話了,我們來說說停止自轉和發射衛星的關係吧!
1、地球停自轉和發射衛星有關係嗎?
從理論上看是沒有,但實際是有的,根據地球的質量和直徑,我們可以計算出地球的環繞速度(環繞地球時“離心力”與引力平衡的速度)大約是7.9KM/S,而地球自轉的赤道線速度大約是463M/S,因此我們在使用火箭加速時可以節省463M/S的加速,從而減少燃料使用量以及節省成本!
2、停止自轉還能發射衛星嗎?
但並非所有的發射都是可以利用地球自轉免費加速的,比如發射極軌衛星(軌道通過地球南北極)就不能,因此必須要直接加速至7.9KM/S才能脫離地球的引力!從這個角度看極軌衛星就相當於地球停轉時發射,所以無論自轉與否都可以發射衛星,並沒有什麼影響!
二、停止公轉
上文說了,環繞速度就是“離心力”和引力平衡的速度,地球在距離太陽1.5億千米的位置以約30KM/S公轉,此時兩者就是平衡的,如果低於這個速度,那麼會逐漸落向太陽到一個平衡點,但如果停止就沒法平衡了,因為這會直接落向太陽!我們上文也討論了,地球是否自轉我們都可以發射衛星,因此停止公轉也能發射衛星,但我們要討論下停止公轉後地球落向太陽時能不能像發射飛船逃離太陽的魔掌嗎?
地球公轉速度:30KM/S
因此我們發射的飛行器必須要達到環繞地球的速度7.9KM/S,然後要在達到11.2的地球逃逸速度逃離地球,再繼續加速到30KM/S,達到地球軌道上繼續環繞太陽公轉的目的!
但很抱歉,我們沒有一款火箭能有如此變態的加速,能夠達到30KM/S的速度!因為我們所有的火箭只是將載荷加速到16.7-20KM/S的速度即大功告成,並不是我們不願意再繼續加速,而是實在是能力有限!剩下的就只能依靠木星土星的引力彈弓幫助了(前往太陽系外行星)!從這點來看地球停轉以後我們沒有任何能力逃離墜向太陽的命運!
星辰大海路上的種花家
假如地球停止公轉,衛星發射還會成功嗎?
根據牛頓對衛星、天體運動的解釋,會成功的。如圖<一>,只要衛星升空後達到第一宇宙速度且低於第二宇宙速度,便會一直繞地球飛行。目前主流科學也沿用了這一說法,“衛星在近似真空的太空環境中飛行,阻力可忽略不計”,這種說法實際上是把衛星、天體運動解釋為慣性運動了。果真如此嗎?近似真空環境不等於絕對真空,阻力並不能怱略不計,因此,衛星、天體運動並非理想狀態下的慣性運動,這樣解釋顯然大錯特錯!因此,假設地球停止公轉,衛星發射升空後頂多繞地球轉幾圈,最終在太空飛行阻力作用下墜毀在地球上,發射失敗!!!
然而,在牛頓定律的指導下,各國衛星相續成功發射!我國第一顆衛星<東方紅一號>至今傲翔太空,牛頓定律何錯之有???牛頓在研究衛星運動時忽略了地球確實在公轉這一重要因素,也正是這一因素掩蓋了牛頓所犯錯誤,也誤導了全人類,至今沒改正過來。鄙人不才,偶有所得,在此指出:衛星、天體運動並非慣性運動,本質上是一種甩轉運動。以銀河系為例:銀核公轉時甩轉了銀河系;太陽公轉時甩轉了太陽系;地球公轉時甩轉了地月系,同時甩轉了衛星等各類人造天體,這種甩轉作用普遍存在於宇宙之中!
地球在公轉,衛星升空後受到地球引力的牽引、甩轉加速作用,這種作用力會對衛星作功,衛星獲得能量從而克服阻力繞地球飛行。作功表達式:P=FS=fs,式中P為某時段地球對衛星所作功,F為地球對衛星的引力即重力,S為該時段地球位移即公轉距離,f為衛星飛行時的太空阻力,s為該時段衛星飛行矩離即孤線長度。
根據甩轉作用,更能完美解釋衛星、天體運動。並且對衛星發射具有指導意義!如圖<二>:選擇在A點時刻發射衛星,由於升空後衛星和地球運動方向相反,即刻受到地球引力的牽引、甩轉和加速作用。巧借東風,一舉發射成功!相反,如果選擇在B點時刻發射衛星,由於升空後衛星和地球運動方向相同,衛星失去了地球引力的牽引、甩轉和加速作用,相反還有副作用,這樣發射很費勁,多半會失敗!
既使成功也會成倍浪費火箭燃料!對於這一點,相信各國航空航天專家、學者、院士都明白,也可證實這一。但就沒有人士認識到衛星、天體運動並非慣性運而本質上是甩轉運動!
凡事具有兩面性,合理利用甩轉原理對航空航天及軍事具有重大意義!相反,地球公轉時的甩轉作用在特定條件下會造成空難,即在甩轉作用力大於飛行器動力的時候。這也是一些航空航天器突然失控墜毀的原因,不懂甩轉作用百思不得其解,成為千古之謎就不足為奇了!
鑑於此,鄙人提出<原創新觀點之一:甩轉假說>,公開發表在本頭條,糾正牛頓及目前主流科學對衛星、天體運動的錯誤解讀!希望正規天文期刊編緝、航空航天專家院士公開質疑辯正,共同推進人類文明進步!如能得到楊振寧老先生和屠呦呦女士觀注就太好了,我知道,這樣說網友會噴的。但鄙人觀點不怕質疑辯論,就怕各位“沉默是金”???
青山綠水250400698
假如地球只是停止公轉,其它條件不變,問題可以這樣分析:
地球停止公轉,那麼春夏秋冬沒有了;因為地球自轉還在,所以白天黑夜還存在;因為月球還在,所以潮汐現象還在,大氣運動還在,地球引力還在,地球磁場還在,所以人類暫時也還在,對吧。
衛星發射成功的條件是超過第一宇宙速度每秒7.9公里,在地球公轉的前提下,衛星發射通過選擇發射窗口和朝向,可以獲得一定的公轉帶來的初始動力,如果地球不公轉,充其量少了這部分動力,但是仍然可以達到第一宇宙速度,所以發射成功並不是什麼大問題。
只不過你的問題假設很不靠譜,地球停止公轉,那可是地球的滅頂之災,還發射衛星有什麼用哦?地球本來圍繞太陽做圓周運動,這個運動包含兩個向量:一個是與地球-太陽連線垂直的速度,另一個是朝向太陽方向直衝過去的速度。公轉停止,意味著失去了第一個速度,地球在太陽引力的作用下,只剩下那個衝向太陽的速度,所以地球會載著可憐的人類向太陽高速衝過去,直到被太陽吞噬!
所以這個問題想想就好,千萬不要發生啊!
我們一起愛生活
這個問題其實搞錯了對象,衛星的發射其實和引力有關,和自轉沒啥關係。
因為,只考慮飛出地球,所以這個問題我們僅僅用牛頓力學就可以解決。我就從牛頓力學的角度來回答。
逃逸速度
其實,要回答問題我們要想弄清楚,火箭帶著衛星飛行,是為了擺脫什麼?實際上是因為,這和蘋果掉在地上沒騰空其實是一個道理,有個引力一直有把物體拽向地面的趨勢。所以火箭其實是為了擺脫引力的。
而要擺脫引力就需要一定的速度,這件事情其實牛頓很早就考慮過。現在我們可以根據牛頓的萬有引力公式和速度公式進行推導,得出逃逸速度,就是下面這樣,仔細看這個公式,你就會想法,這裡面的物理量,有地球質量,地球半徑,和地球公轉不公轉沒啥關係。
科學家以此提出了三大宇宙速度,第一大宇宙速度是環繞地球的速度,第二大宇宙速度是擺脫地球的速度,第三大宇宙速度是從地球出發能擺脫太陽系引力的速度。
衛星繞著地球轉
我想題主可能還會問,衛星不還得繞著地球轉麼?這跟速度難道不是地球自轉給的?
答案:不是。
衛星套著地球轉的前提是它要有初速度,這樣無論地球轉不轉,它都可以轉。為了方便理解,我們可以舉個最近很火的黑洞的例子。每個星系中心幾乎都有個黑洞,比如:銀河系。所有的星系中的天體都要繞著星系中心黑洞旋轉。但是要知道,黑洞分四種,其中有兩種都是不旋轉的。如果天體的自轉是維持周圍天體的動力,那那些不旋轉黑洞周圍的天體是不是也應該不旋轉?可是至今我們根本沒有看到過這樣的星系。
鍾銘聊科學
首先衛星發射肯定是沒問題的。
影響衛星發射最為主要的因素是氣象因素,一般衛星發射選擇在晴朗天、風速和溼度低的環境。
當衛星發射速度達到第一宇宙速度,即為7.9km/h時,衛星便能繞地球飛行做勻速圓周運動,但與此同時,其發射速度要小於第二宇宙速度(11.2km/h),因為第二宇宙速度是衛星擺脫地球引力飛出地球的速度。因此只要衛星本身沒問題,氣象條件良好,衛星發射速度達到了第一二宇宙速度之間便能成功的發射出去。同時在太空中衛星主要受到的是地球的引力,也為向心力的影響,其他星體對其影響幾乎沒有。地球公轉主要是地球受到太陽引力的作用,與衛星沒有關係,所以地球公轉與否與之無關。
小八愛地理
地球停止公轉就是死期到了,還發射什麼衛星?
這個問題有些難度,實際上它涉及了宇宙天體運行的根本。天體自轉和公轉都源自萬有引力,是萬有引力導致各種天體運行以及平衡的,太陽系和地球也不例外。
時空通訊在很多文章中都闡述過恆星以及恆星系的形成過程和原理,從一開始就是萬有引力在起作用的。引力導致了星雲的聚集、恆星吸積盤的形成和旋轉、恆星和行星的形成、恆星系的運行等等。這些就不一一詳細解釋了,有興趣的可以查看我原來已經發表的文章。
現在切題來說說地球和太陽的關係以及為什麼會公轉。大家都知道太陽的質量佔據了太陽系99.86%的質量,也就是說太陽就是太陽系佔絕對優勢的主導,所有的行星都是在它巨大的引力下圍繞著它公轉的,這種公轉的線速度的實質就是表現為對引力的掙脫離心力,而太陽引力則表現為拉扯行星的向心力。
這樣太陽每時每刻都在使勁拉扯圍繞著他旋轉的行星,企圖拉到它的懷抱,而行星則使勁的跑著想逃脫太陽的引力,這樣雙方就形成了一個平衡。
各個行星公轉的線速度恰好等於太陽引力的環繞速度,太陽也拉不過去,行星也逃脫不掉,就這樣拉拉扯扯的兜起了圈子。
行星的這種環繞速度是形成恆星吸積盤時就存在的,因此是天生的,繼承過來的。宇宙中沒有阻力,這個速度就一直存在下去,只是隨著軌道的一些變化而自動做出調整。距離太陽越近,公轉的線速度就越快,反之越慢。
太陽系八大行星根據靠近太陽從近到遠,公轉線速度分別為:水星47.89 公里/每秒;金星35.03 公里/每秒;地球30公里/每秒;火星24.13公里/每秒;木星13.06公里/每秒;土星9.64公里/每秒;天王星6.81公里/每秒;海王星5.43公里/每秒。
愛因斯坦廣義相對論闡述了萬有引力的本質是時空彎曲。
就是任何有質量的物體,都會對其自身周圍時空產生擾動,就是產生時空彎曲,表現為時空漩渦或叫時空陷阱。質量小的物體難以觀測出來,大質量天體就很明顯了,這個早就被科學界無數次證明了。
太陽是個巨大的天體,在其引力影響範圍內,會生成引力漩渦或者叫引力陷阱,小的天體在這個範圍就會有掉落到這個陷阱底下的趨勢,逃脫這個陷阱的唯一方法就是速度,速度越快逃脫的機會就越大。
外在的表現就是相互吸引的萬有引力現象。
為了應對這個引力,這就形成了兩個宇宙速度。任何天體都有這兩個速度,一是環繞速度,二是逃逸速度。環繞速度只能圍繞著大質量天體的引力陷阱,順著時空彎曲的曲線旋轉,逃不掉,也不會掉落;逃逸速度就是可以逃脫這個陷阱,飛向遠方。
這樣一說大家應該明白了吧?地球現在以每秒約30公里的速度圍繞著太陽公轉,不是為了好玩想多看看太陽的臉色,而是沒法子。
不這樣就會被太陽引力陷阱陷下去,其結果就是被吞噬屍骨無存。
所以地球公轉不要說停止,只要慢下來就會逐漸的掉向太陽,被烤焦和氣化掉。
這個時候,還發射衛星有什麼作用?如果要逃走,發射一艘能夠永久遠航的宇宙飛船還差不多,不過現在人類還沒這個本事。而且在地球向太陽掉落的過程中,是快是慢都會影響到地球的重力加速度,那時候地球火山地震板塊碰撞早已不可收拾,地球建築將被破壞殆盡,生態瀕臨滅絕,還能夠發射什麼衛星和宇宙飛船嗎?
地球自轉也是從太陽系形成時就繼承過來的,理論上講,最終都會被潮汐鎖定。
我們月球就早已經被地球潮汐鎖定了,公轉和自轉完全一致,因此就只有一面朝著地球。水星和金星也有被鎖定的趨勢,地球也總有一天會被太陽潮汐鎖定,但這個過程會很長,也許太陽毀滅時還沒有鎖定。
如果地球是突然停止自轉,那後果肯定是地殼破碎,岩漿沖天,全部生態的毀滅;如果是慢慢停轉,億萬年才停下來,地球生態將會慢慢適應,但最終也會成為一個不宜居的星球。因為一面一直受著太陽熾熱的煎熬,一面永不見天日的黑暗和極寒,地磁消失,水和大氣都很難保住,成為一個乾枯的醜陋行星。
好在這一切都是沒事找事的臆想和胡說八道,這種事情沒有跡象會發生,因此大家該怎麼過就怎麼過,好好享受生活吧。
時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題,歡迎大家共同探討。
時空通訊
地球停止公轉還發射什麼人造衛星,能跑出地球趕緊跑吧,命都保不住了。衛星飛行靠的是慣性,地球停止公轉質量又不會消失,只要地球質量還在引力就還在。
衛星飛行不需要動力,火箭將衛星加速到一定程度後,就會脫離地球引力,地球成為衛星橢圓軌道的一個焦點,近地點和原地點之間的勢能差就是飛船飛行的能量來源。不需要另外的動力。根據牛頓定律我們就能知道,物體之間的引力是由質量引起,引力只和兩個物體的質量以及距離有關,萬有引力公式中也沒有“動態”的參數,和運動狀態無關。相對論認識到引力更本質層面的東西,認為引力是時空彎曲引起,但也還是由質量作用引起,和運動狀態沒啥關係。
地球停止公轉,不僅還可以發射衛星,已經發射到太空的衛星甚至都還能運行。不過人類可倒了黴了,地球公轉的停止意味著地球兩面受熱嚴重不均,會引起劇烈的大氣運動事件,在那樣的情況下發射衛星難度要提高很多,SpaceX前不久的發射就多次延期,就是因為當地氣象條件的影響,不利於火箭飛行姿態的測控。只要人類還是利用化學能源燃燒推動火箭,就會受到氣象的影響。所以地球停止公轉後,衛星是可以發射,倒是難度卻也會增加。
說一千道一萬,那個時候人類都面臨生存危機了,集中經歷製造大型飛船逃離地球更為重要,衛星反而沒那麼重要了,誰還關心那個啊。
來看世界呀
地球停止公轉,說明地球可能是個流浪星球,假如地球僅僅停止公轉,那麼月地系統應該繼續存在,地球自轉週期不變,地球的質量不變,引力不變,那麼地球的重力加速度就不變,地球的逃逸速度就不變,那麼第一宇宙速度就不變,地球停止公轉,發射衛星就應該跟地球公轉的時候一樣。因為,地球和地球衛星,作為一個參照系,這個參照系沒有變化,無論地球繞太陽做圓周運動,還是做勻速直線運動,地球帶著月球,衛星運動作為一個整體的參照系沒有變,都在地球這個系統內部運動。就像太陽系裡,太陽帶著地球等八大行星等圍繞銀河中心旋轉,但是我們並沒有感覺,在太陽系裡,我們往火星,木星發射衛星,不必考慮太陽圍著銀河中心旋轉的速度,因為我們太陽系作為一個整體,一個參照系,在太陽系內部相對位置不會因為太陽的運動速度而改變。