赤道以外地区发射同步卫星过程分析

本文根据我国１９８４年发射同步卫星的报道，分析了卫星飞行的四个阶段：由火箭推动的主动段、由发射点上空到赤道上空的轨道段、赤道平面内的圆形轨道段和椭圆转移轨道段，最后进入同步轨道． 根据事先选好的同步卫星停泊点，计算了进入椭圆轨道时卫星所在点的经度及各次转移所需的速度增量． 以此为基础可以了解其它形式的轨道转换．     

宇宙速度与发射速度

我们知道当物体的发射速度足够大时 ,使物体所受引力恰好等于物体环绕地球运转所需的向心力 ,物体就可以成为人造地球卫星 .而发射速度与宇宙速度有什么联系与区别呢 ?设地球的质量为Ｍ ,卫星的质量为ｍ ,轨道半径为ｒ,地球半径为Ｒ ,环绕速度为ｖ .环绕速度指的是卫星绕地球作     

一道习题

在地球引力场中发射一个质量为m的卫星,原计划是这样的,该卫星由火箭运载到高度为h的一点P,使卫星在该点的运动方向与P和地心联线垂直,且有一适当的动能值,以保证该卫星的轨道是一个圆.但实际发射时,由于某种原因,使得卫星在P点的运动方向并不与P和地心的联线垂直,即运动方向与联线夹角θ≠90°,但其余指标均达到设计要求.试证明: (a)该卫星的轨道是一个椭圆,椭圆的半长轴等于原计划的圆形轨道的半径R h(R是地球半径); (b)P点在该椭圆短轴的一端; (c)该椭圆的偏心率是cosθ. 解:(a)按原计划,圆形轨道的半径是R h,因此位能,因为卫星的 ”…     

卫星发射情况的数理分析

在地球表面发射一颗卫星,若发射速度v〈7．9km／s,则卫星会落回地面;若发射速度v=7．9km／s,卫星恰好能绕地球做匀速圆周运动,即轨道为圆;     

地球卫星轨道的椭圆函数解

分析了引力势作用下地球卫星的轨道．结果表明,在考虑地球扁平率后,地球卫星的轨道可用椭圆余弦函数表示,其平衡位置近似在一椭圆上．     

神舟七号飞船小卫星伴飞原理分析

神舟七号伴飞小卫星和神舟七号飞船由于两个轨道的近地点和远地点不重合,导致它们在共同绕地球公转的同时,伴飞小卫星也在绕神舟七号飞船做周期性椭圆运动.伴飞周期等于飞船绕地球公转的周期,飞船位于椭圆轨道的几何中心.     

牛顿万有引力定律的发现渊源：从所谓的开普勒定律到万有引力定律

牛顿创建的万有引力定律与“开普勒定律”之间存在着一定的联系，然而，所谓的“开普勒定律”在前牛顿时代充其量不过是经验性的假设，并未得到普遍承认；而且，对牛顿来说，开普勒的假设没有起到传统上所认为的那种决定性作用．开普勒并未证明椭圆轨道定律和面积定律，这种证明是由牛顿本人完成的．牛顿对椭圆轨道定律和面积定律的证明及其创建万有引力定律的卓越成就已录入西方天文学史及物理学史教科书中．     

行星际航行的霍曼轨道

作行星际航行时,飞船沿着与两行星(地球和目的地行星)轨道相切的椭圆运行,所需要的能量最省(即所需出发速度最小),这一轨道称为霍曼轨道,它是因为德国空间航行的先驱者瓦尔特·霍曼(Walter Hohmann)而得名的.近年来发射的不少行星际飞船,其轨道都与这种所谓最佳航线相近.由于若干常见的力学教程[1],[2]曾提及这一问题,本文准备对此给出一个简单的分析. 为研究方便起见,作如下简化; 1.飞船是被火箭加速的.由于火箭的燃料燃烧极快,因而这一加速过程将在极短的时间内完成,而后飞船进入轨道.此时飞船之速度即为出发速度,飞船具有的能量为总能E…     

Fermi能区核－核碰撞的平衡前中子发射

利用ＢＵＵ模型模拟核－核碰撞３６Ａｒ＋１０８Ａｇ（３５Ｍｅｖ／ｕ）、１４Ｎ＋１０８Ａｇ（３５ＭｅＶ／ｕ）中的平衡前中子发射．模拟结果与唯象的运动源拟合给出的中等速度源成份相吻合．这说明中等速度源成份产生于核－核碰撞的早期，对应平衡前发射．并从级联碰撞的角度定量地研究了平衡前发射的持续时间     

SMILE卫星的表面充电效应

卫星在轨运行时,航天器表面材料与周围的等离子体环境相互作用,会积累电荷产生表面充电效应,严重时将导致静电放电从而影响航天器的运行. SMILE卫星运行在太阳同步轨道和高倾角大椭圆轨道,在轨运行将遭遇多种等离子体环境,产生的表面充电效应将影响卫星在轨安全和科学数据的获取.本文采用spacecraft plasma interaction system软件仿真,建立了复杂精细的三维模型,评估了卫星在磁尾瓣等离子体、太阳风等离子体及地球静止轨道极端恶劣等离子体不同环境中的表面充电风险.仿真结果显示,不同环境下的表面充电电位有差异,但是不会影响科学载荷的数据获取.通过对表面电流的分析发现,二次电子发射在各种等离子体环境中都对表面充电有很大的影响.通过分析阴影区材料表面充电电流,计算得到的结果能够补充氧化铟锡材料二次电子发射系数实验曲线.在光照下,光电子发射在表面充电中占据统治地位.     

欧洲航天局发射第一颗充满水的卫星

欧洲航天局在荷兰航天局的支持下准备向近地轨道发射一颗充满去电离水的小型卫星，据报道，重量仪为129千克的“液体”卫星将进行一系列非常重要的科学实验．这些实验将来可以更好地理解液体在微重力条件下的特性。     

地磁场对带电人造卫星运动的影响

本文利用电磁学、理论力学等方法研究了带电的赤道卫星在地磁场中做椭圆轨道运动时地磁场对轨道运动的影响。研究结果表明:地磁场对带电卫星的轨道长轴没有摄动影响,但对轨道偏心率和近地点均有进动影响,且近地点不仅有周期变化影响而且还有长期变化影响。由计算实例表明:当卫星自身带电量较大时(如1库仑电量),这种影响必须予以考虑。     

宇宙航行--"从低速到高速"之四

出于对自然界知识(包括我们周围宇宙的历史和现状)的渴求以及生产生活的需要(如获取资源和通讯)，人类正在把它的活动扩大到太空．1957年10月苏联把第一颗地球卫星送上了轨道，一个月后美国发射了另一颗，1961年苏联把载人宇宙飞船送上了天，第二年美国也完成了同样的任务．1959年9月苏联第一个把一颗探测器送到月球上．1969年7月美国第一个把人送上了月球并使之安全地返回．我国的第一颗地球卫星于1970年4月发射成功；1984年4月又发射了我国第一颗通讯卫星．2003年10月将杨利伟送入围绕地球的轨道上遨游了3圈．从1977年，美国等国又开始了对于太阳系其他行星的探测．     

质点在有心力场中运动轨道的稳定性

本文探讨质点在有心力场中运动轨道的稳定性问题．运用李亚普诺夫关于运动的稳定和不稳定性定理，证明在幂次定律形式的 力场中，质点在平方反比场中运动的椭圆、抛物线和双曲线三种轨道都是稳定的，这是这种 力场所具有的性质；质点在弹性引力场中运动的椭圆轨道也是稳定的，而在弹性斥力场中运动的轨道一般是不稳定的．文中对其它有心力场也作了一些讨论．     

Cu等离子体X射线脉冲光源

介绍了１．０６μｍ激光加热Ｃｕ靶发射的１．２ｋｅＶ能区Ｘ射线转换效率和强度的测量方法和实验结果。结果表明，Ｃｕ等离子体是一种在１．２ｋｅＶ能区的ｘ射线强脉冲光源。     

46．7MeV／u~（12）C轰击~（197）Au、~（115）In、~（58）

用气体电离室－半导体位置灵敏探测器望远镜测量了４６．７ＭｅＶ／ｕ（１２）Ｃ离子轰击（１９７）Ａｕ，（１１５）Ｉｎ，（５８）Ｎｉ靶时，在大角区发射的从Ｌｉ到Ｍｇ的复杂碎片能谱；由各碎片的能谱提取了蒸发源的温度和碎片发射的最可几动能Ｅｐ，并与＝Ｖｃｏｕｌ＋２Ｔ计算的平均动能进行了比较，发现实验上提取的最可几动能Ｅｐ总是低于计算的．用Ａ．Ｆｒｉｅｄｍａｎ简单的统计公式对复杂碎片的产额进行粗糙拟合，拟合结果令人满意．     

地球静止轨道卫星的数值模拟

在理论力学框架下,考虑科里奥利力和惯性离心力,对地球静止轨道卫星的漂移、调整和同步的过程进行了详细的数值模拟,并借此领略发射地球静止轨道卫星的精湛技术.     

用于等离子体电位测量的电容探针和发射探针

本文给出了发射探针和电容探针测量等离子体电位的实验和方法。发射探针采用直流功率加热，并在较强电子发射条件下运行（Ｉ_（ｅ０）／Ｉ_（ｅ０）＞１）。电容探针表面二次电子发射系数δ≥１。本文对发射探针的电子发射性能、工作电流、电容探针的输入、输出电压关系进行了标定实验。得到了电容探针的校准系数分别为３×１０（－３）、５×１０（－４）。实验给出了ＭＭ－４会切中心等离子体电位Ｖ_（ｐ４）＝－８２±９－１２２±１２Ｖ；ＭＭ－４Ｕ东、西会切中心等离子体电位分别为Ｖ_（Ｐ４ｕ１）＝－５２．９±３．２Ｖ，Ｖ_（Ｐ４ｕ２）＝－６２±３．２Ｖ。     

行星面积定理与宇宙速度的初等数学推导

质量为m的卫星(或行星)在质量为M的天体引力作用下运动,若忽略其它作用,则M应处于卫星轨道的焦点,如图1所示,m在P点连续两秒内的位移,即该相邻两点的瞬时速度v_1及v_2,由于m所受引力方向沿着矢径指向M,与矢径MP垂直的方向上m不受力,故速度的垂直分量相等,即v_1=v_2;显然m的矢径在连续两秒内扫过的面积△P′MP=△PMW″。这就是我们熟知的开普勒第二定律,亦称行星面积定理。 设卫星m在椭圆轨道上运动,如图2,轨道的半长轴为a,焦距为2f,在轨道上运动的每一时刻卫星的总机械能守恒,则有 mv~2/2+mgr=mv_t~2/2+mg_t(a+f)式中v为卫星在轨道上任一点的速度,r为该点与M的距离,g为卫星在该点的引力加速度,v_t表示卫星在远地点l处的速度,g_t为该点的引力加速度。由万有引力公式:     

电磁感应地球轨道发射器

美国Sandia国家实验室目前正在研究一种用于发射小型地球轨道卫星的新技术.该技术利用电滋感应原理,因此在发射体和发射管之间无滑动摩擦,纯属电磁力的作用.它能取代火箭,发射 1000 磅重的卫星,具有潜在的军事和通信应用价值. 由电磁学知道,一个通电流的线圈,如同永久磁棒一样,对铁等磁性材料物体具有吸引力.在这个力作用下,物体朝线圈方向作加速运动.如果给多组同轴线圈依次通以电流,则物体沿线圈轴向不断加速,最终速度也就越大,新的电磁发射器正是利用这一原理.发射管由多组同轴环形线圈构成,发射体由此管发射出去.发射前,由一气动元件使…