人造地球卫星最终会不会掉到地球上?为什么?

魔鬼恋人结局2022-07-07  32

这个问题首先看正常的人造卫星是如何变轨返回地球的。一般采用反推力来降低轨道。如果近地点足够低,它将与地球相交,卫星将返回地球。举个例子:

假设卫星处于高度为3000km,速度为6.5km/s的圆形轨道上,如果在某一点P施加一个反推力使其减速到0,轨道半径变为0,V为6.5km/s,那么卫星在理想情况下会直线下落,19分钟后与地球相撞。

如果V为2.0km/s,轨道半径变为6200km,26分钟后穿越地球。

如果速度变为0.65km/s,轨道半径变为20000km,轨道的近地点将进一步低于原来的P点,下降到地球需要60分钟。

实际上,卫星返回地球要复杂得多。一个原因是卫星进入大气层后姿态变得不可控,不可知。此外,与大地的交点要选择得当,避开人群密集的区域,以免误伤。下面南太平洋的位置是目前人类飞船最喜欢坠毁的地方,因为这里足够偏僻,包括俄罗斯的Mir 空站,都是在这个地方成就了它最后的辉煌。

所以回到正题,如果不考虑坠毁点,有足够的燃料,可以直接把卫星的线速度降到0,在地球引力的作用下,直接到地球大气层。而如果我们沿半径施力,由于线速度依然存在,卫星的轨道也会存在,与地球相交的地方会远离正下方的O点。

当然,追求速度是最不负责任的行为,因为地球外层空间不只是你的人造卫星,而是载有大量人类的宇宙飞船。下图来自NASA,飞船已经密布地球。虽然有些夸张,但是很直观的说出了一个事实,不受控制的卫星很可能会撞上别人的卫星。

另外,不考虑坠机点,也有可能造成地面人员伤亡。天空 1和Mir 空站坠毁时,国际社会普遍关注,即担心落到自己头上。所以卫星返回地球一般是基于安全,而不是速度。

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