這是一個(gè)比較有趣的話(huà)題,因為這里所說(shuō)的同步軌道其實(shí)有好幾種同步軌道,但無(wú)論在哪種同步軌道的空間站內都是失重的,因為能在這個(gè)軌道上運行的話(huà),它所受到的“離心力”和引力是平衡的,因此是一種平衡狀態(tài),下面我們就這兩個(gè)來(lái)做個(gè)簡(jiǎn)單的討論:
一、同步軌道的種類(lèi)
1.太陽(yáng)同步軌道:并不是與太陽(yáng)同升同落,而是與太陽(yáng)保持固定的角度,這種軌道傾角一般都在90°附近,星下點(diǎn)通過(guò)兩極,因此又稱(chēng)極地太陽(yáng)同步衛星軌道;

2.傾斜同步軌道:與靜止軌道高度一致,但存在傾角的的軌道,需要定位在高緯度提供服務(wù)的一般采用這種軌道,因為靜止軌道在高緯度角度不合適,軌道的星下點(diǎn)就是一個(gè)8字

3.靜止軌道:靜止衛星軌道大家應該最熟悉不過(guò)了,即衛星繞地球的速度與地球自轉角速度一致,這個(gè)位置大約在赤道上方3.6萬(wàn)千米的位置!一般我們所說(shuō)的同步軌道大都指的是靜止軌道。

二、同步靜止軌道位置的衛星“離心力”和其所受到的地球引力一樣大?
很明顯是一樣的,如果“離心力”大于引力,那么其肯定還會(huì )上升軌道,直到新一個(gè)平衡點(diǎn),反之則下墜,也會(huì )達到一個(gè)新的平衡點(diǎn),只有兩者大小相等,方向相反才會(huì )在這個(gè)軌道上長(cháng)久的運行下去!

三、如何建立一個(gè)一G的重力環(huán)境的空間站?
換靜止軌道建立一個(gè)環(huán)的難度有點(diǎn)大,不過(guò)好處是可以讓這個(gè)換超過(guò)靜止衛星的公轉速度運轉,一直達到“離心力”為一G的狀態(tài),但事實(shí)上這樣似乎有些勞民傷財,比如下圖:

比如參考傳說(shuō)中的戴森文明的做法,但這樣的工程似乎太大了,如果要在太空生活,而又要1個(gè)G的重力的話(huà),不妨用環(huán)形空間站這樣會(huì )比較省事!當然如果是建環(huán)形空間站的話(huà),在哪就問(wèn)題不大了,甚至可以環(huán)繞太陽(yáng)軌道也行

上圖是《極樂(lè )空間》中的巨型空間站

這幅圖是20世紀70年代美國宇航局設計的巨型環(huán)形空間站!
我們可以來(lái)計算下,比如直徑10KM的環(huán)形空間站,大約需要多大的轉速才能達到1個(gè)G的模擬重力要求!

V=221M/S即可達到1個(gè)G的模擬重力需求,那么大約是2.37分鐘轉一圈即可達到1個(gè)G的需求,其實(shí)一般日常的話(huà)并不需要達到1G,比如0.5-0.8G就很舒適了,當然回到地面可以要適應一下,但1G無(wú)疑不需要適應,或者可以設置兩個(gè)區域,一個(gè)舒適區域生活,一個(gè)逐漸正常區域在回地球前過(guò)度!
四、環(huán)靜止軌道的空間站或者大型環(huán)形會(huì )穩定嗎?
很多人認為可能不太會(huì )穩定,畢竟這個(gè)質(zhì)量太大,容易受到月球以及太陽(yáng)甚至是其他行星的引力攝動(dòng),這當然必須考慮,需要在空間站上安裝發(fā)動(dòng)機,需要經(jīng)常調整,即使靜止軌道上的衛星也同樣需要調整!

但問(wèn)題是現在的靜止衛星軌道已經(jīng)擠滿(mǎn)了衛星,大家都為爭搶一顆衛星的位置都快大打出手了!當然不會(huì )如您想想的密密麻麻,因為衛星之間還需要有一個(gè)軌道距離,避免信號角度過(guò)小而干擾,還需要留出安全距離,因此靜止衛星的軌道衛星數量是受到限制的,而這個(gè)區間范圍又不大,所以星滿(mǎn)為患啦!
聯(lián)系客服