每天都有超过一千颗人造卫星绕着地球转。这些卫星在许多领域里扮演着重要的角色,像全球数字通讯系统,天气预报,无线电和电视信号的传送,军事行动还有其他各种各样深远影响着人类生活方式和文明的关键领域。
然而,当你看洋基队棒球比赛直播或者跟你远在千里的朋友视频的时候,你好奇过这一过程都是怎么完成的吗?人造卫星是如何被发射到绕地球的轨道的,好让它能够在那停留数年甚至数十年?
人造卫星是怎么发射的呢?
每颗人造卫星都有非常明确的目的。一些卫星是为了观察某地区中的各种地理事件,一些是被用作为间谍卫星的,但是仍然有很多卫星是由私人组织发射来广播全球通讯信号的。不管这些人造卫星的类型和目的是什么,每一颗卫星都必须到达特定的轨道,即到达一条绕地(球)轨道。绕地轨道的类型(基于高度来讲)
根据这些卫星各自距离地球表面的高度来分,有四种主要的绕地轨道,近地轨道(简称LEO,国际空间站就在这个轨道上)、中地球轨道(简称MEO, 是GPS卫星所在轨道)、地球静止轨道和高地球轨道(简称HEO,其中只包含少量卫星,如NASA的星际边界探测器)。
一颗人造卫星需要很高的水平速度以达到其轨道。
一颗人造卫星仅凭它自身并没有足够的加速动力去上升,去穿过厚厚大气层到达太空中。为了帮助它实现这一目标,它被附在运载火箭上——运载火箭能够在它最终分离并落回地球之前使人造卫星迅速加速。
火箭发射到太空的图解
由于一个有趣的物理现象,艾萨克·牛顿爵士第一次提出假设,火箭不是沿着直线上升,而是应该沿着弯曲的路线(轨道)进入轨道。
牛顿大炮
假设你有一个大炮可以发射你想发射的炮弹。为了让发射出去的炮弹速度尽可能的快,你显然需要在一处高地(这样炮弹在它的路径上才能没有障碍物)发射。现在,你发射炮弹的火力越强,即炮弹的水平速度越快,它在落地之前飞的距离越远。