为什么太阳系天然行星及其卫星轨道非常稳定,而人造卫星却不然,需要定期修正轨道?

admin 科学 2020-10-16 17:26:32 995 人造卫星 行星 太阳系 轨道

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两者的稳定都是相对的,如果说人造卫星的稳定时间在五年左右,那行星的轨道稳定时间大约就在几十亿到几百亿年的量级——远远超过了我们能够观测的地步。

人造卫星之所以轨道会发生变化,是因为其所处的环境并不是全然的真空(事实上地球也不是),所以会受到一定的阻力,虽然很小,但是日积月累,时间久了,就需要发动机进行调整。

我们可以做一个假设,就是地球所遇到的气体密度与人造卫星所遇到的气体密度相似(实际上,地球所遇到气体的密度,远远小于人造卫星的,但通过这一种「缩放」的思想方法,可以简化计算。)

那么每一秒钟,地球与人造卫星都会损失能量。已有的动能正比于其质量,以及速度的平方。而损失的能量,则正比于横截面——这是两者巨大差异的根源。

因为横截面增长的时候,质量并不是正比于横截面积,而是会相对增加的,即:

这样,能量增加的速度要远远高于阻力增加的速度,而地球的截面积有远远高于卫星,它所受的相对阻力,便要远远小于卫星。大致算来,大约有:

再考虑地球速度的差异,这个阻力差异将会更大。

同时,不要忘了,这里给地球的阻力,是假设它们都处在相同密度的气体中,实际上,地球所处环境的气体密度,要远远小于卫星所处的环境,所以这个差异会更大。这也就是为什么没有观测到地球轨道发生变化的原因。

其实是错觉,简单来说就是太阳地球是1.5亿公里,地月是38万公里,这个尺度太大了,每年缩小即使是几百米(当然实际没那么多)也不显,需要很久才能产生明显变化。

而人造卫星一来半径小,最大的也就几百公里,变化量即使有10几米(当然也没那么夸张)每天就非常明显了,上海和夏威夷每年靠近2-3厘米,但是距离太远,变化率小,不容易感觉到。

都不稳定,只是时间级别不一样而已,月球也在远离地球呢,时间跨度亿万年,银河系据测算,几十亿年后和织女系相撞,远超人类存在时间,而人造卫星因为和空气摩擦,虽然外太空空气很少,但还是有的,日积月累导致轨道变动。时间跨度较短,按月按年计。

星星门的轨道并不稳定,你看到的只是时间尺度不同造成的幻觉。因为星星们巨大的质量,被恒星捕获也需要漫长的时间,轨道变化也是很缓慢的,所以你感觉不到而已。人造卫星因为质量小且有大气层阻力所以轨道变化比较快。

应该是相对的稳定,太阳系太阳有引力,各个行星也有引力,因为距离的问题,各行星所受到引力大小不一,各个行星自身的引力也大小不一样,所以引力平衡,应该是太阳系保持稳定原因之一!人造卫星没有引力,质量相对特别小,所以才会在引力作用下,逐渐下坠!

人造卫星并不是一定要调整轨道,而是要看人造卫星的轨道高度变化而决定的,需要调整的人造卫星一般都是受天体影响较大的近地轨道的人造天体,包括空间站。像同步轨道上的人造卫星一旦定位,就不需要调整。

并没有你想想中的那么稳定,当然了,大型天体确实相对更稳定一些,但误差肯定是有的,否则地球上的时针也不会隔几年就要调一下。而体积越小的天体就越不稳定,像小行星的轨道甚至就很难预测,比如我们经常看到新闻说在未来某某年,某颗小行星有x%的概率撞击地球,这就是因为小型天体的运行不稳定导致的难以预测

这个问题高中就计算过的,如果你拿10千克的东西撞地球,算算地球的位移。球的位移就明白了。并非是那些上面的人的回答。因为万有引力,地球质量很大,所以位移可以忽略不计。至于太阳与地球,还有未解之谜,虽然爱因斯坦的宇宙模型能解释大部分行星轨道,但是,通过近年来的天文观察,发现银河系中心黑洞质量不足以牵引数以万计的恒星做圆周或椭圆运动。于是引入了暗物质。到目前为止,暗物质有木有,机理是什么,还无定论。

我想行星的轨道也不是全然稳定的吧。比如有各种陨石和小行星会撞击太阳系的行星,然后太阳射出的带电离子也在不间断地轰击行星表面。虽然这些力的影响在人类可观测的尺度上可以忽略不计,但放到更长的尺度上看终究是有影响的。

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