论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理 摘要:本文根据“嫦娥一号”探月过程中的升空变轨等活动,分析其中的物理过程,使读者详细了解这一过程。 关键词:“嫦娥一号”、万有引力、伽利略运动定律、圆周运动 1.引言:我国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究 。 1996年完成了探月卫星的技术方案研究, 1998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化论证工作。 经过10年的酝酿,最终确定我国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。2007年10月24日18:05:04,经过科学家们十年的努力,我国的首颗绕月人造卫星“嫦娥一号”发射升空,神话变成了现实!科技的发展离不开物理的发展,无力的基本定律今天依旧是物理学的基础。打好基础才能更好的发展。 2.探月过程: 2.1环地飞行 (1)第一次变轨:2007年10月25日17时55分完成第一次变轨指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨圆满成功。这次变轨表明,嫦娥一号卫星推进系统工作正常,也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。这次变轨是嫦娥一号卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的。 (2)第二次变轨:北京时间10月26日17时44分,远望三号测量船消息,嫦娥一号卫星成功实施第二次变轨。这是卫星的第一次近地点变轨。嫦娥一号卫星第二次变轨后,将进入24小时周期轨道。远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。 (3)第三次变轨:北京时间10月29日18时01分39秒,远望三号测量船消息,卫星成功实施第三次变轨。10月29日第二次近地点变轨,卫星远地点高度由7万余公里提高到12万余公里,开创了我国最远航天测控的新纪录。进入绕地飞行48小时周期轨道。 2.2地月转移 北京时间10月31日17时28分,嫦娥一号卫星成功实施变轨,顺利进入地月转移轨道,开始飞向月球。卫星远地点高度由12万余公里提高到37万余公里,进入114小时地月转移轨道。这也是卫星入轨后的第三次近地点变轨。由绕地飞行轨道顺利进入地月转移轨道。11月2日上午10时33分,嫦娥一号卫星成功实施了首次轨道中途修正。10时25分,嫦娥一号卫星按照指令要求,星上装载的两个小推力发动机点火成功,对卫星飞行航向实施修正。 2.3脱离地球 “嫦娥一号”卫星在发射升空后要先围绕地球用5天的时间转5圈,第一个阶段是绕3圈,每圈16小时,第二阶段是用24小时绕一圈,第3个阶段是用48小时绕一圈。火箭把卫星送入轨道后,地面注入指令,卫星主发动机点火实施变轨,将近地点抬高到约600公里,让卫星经过测控站上方时速度相对减少,便于后续控制。第二、三、四次点火实施变轨,让卫星不断加速:这3次变轨目的都是加速,每变轨一次,卫星的速度就增加一点,通过3次累积,卫星加速到10.916公里/秒以上的进入地月转移轨道的最低速度,向月球飞去。 2.3近月制动 (1)第一次制动:11月5日11月5日11时15分,嫦娥一号卫星主发动机点火,第一次近月制动开始,嫦娥近月制动将持续22分钟。11时37分,嫦娥一号卫星主发动机关机,第一次近月制动结束。到达距离月球420公里,第一次近月制动进入12小时月球轨道。 (2)第二次制动:11月6日第二次近月制动进入近月点200公里,远月点1700公里,周期为3.5小时的轨道,运行3圈。 (3)11月7日8时24分,第三次近月制动开始,这次近月制动将持续10分钟。8时34分成功完成第三次近月制动,卫星进入周期为127分钟,环绕月球南、北极的,高度200公里的极月圆形环月工作轨道。 3.“嫦娥一号”飞行过程中主要涉及的物理学原理 3.1升空过程:在长征三号甲运载火箭在将“嫦娥一号”送入太空过程中,其速度至少要达到第一宇宙速度(7.9km/m)。根据万有引力定律和圆周运动规律有 GmMR2=mR (1) GMRv2所以 v= (2) 另外火箭升空过程中近似动量守恒,火箭通过向后喷出气体获得推力。火箭速度大小与其质量的关系 v=v0+ulnm0m (3) 本文来源:https://www.wddqw.com/doc/ad763f007e21af45b307a89c.html