国际空间站一直在围绕地球旋转吗?它是如何工作的呢?

国际空间站作为人类迄今为止发射到太空中质量最大的航天器,目前运行在距离地面大概400公里的近地轨道上,从1998年第一个舱段发射升空,到2010年全部发射升空组装完成,空间站的质

本文最后更新时间:  2023-03-03 14:18:42

国际空间站作为人类迄今为止发射到太空中质量最大的航天器,目前运行在距离地面大概400公里的近地轨道上,从1998年第一个舱段发射升空,到2010年全部发射升空组装完成,空间站的质量也在多次添加建设后达到了惊人的400余吨,可能大家会很好奇,质量这么大的航天器在太空运行了将近20年了,为什么没有掉下来呢?它又是如何工作的呢?国际空间站自发射升空以来,一直在近地轨道绕地球做圆周运动,绕地球转一圈的时间大概是90分钟,也就是一天最多可以绕地球转15圈。大部分的航天器都在太空中运行都遵照着宇宙三大定律来运行,比如绕地球转圈的航天器的飞行速度必须大于7.9km/s才能够持续绕地球转动。简单来说就是航天器在太空运行时受到地球引力的作用会迫使其掉落到地球上来,但是由于其很高的运行速度会产生较大的离心力,当离心力能够克服地球阻力后航天器就能绕着地球高速转动而不至于掉下来了。也就是说国际空间站如果每天绕着地球的速度低于15圈就意味着其运行高度在不断下降,最终会与大气层接触而烧毁。正常来说,只要国际空间站的运行速度略大于7.9km/s就可以长期在轨运行,但是国际空间站运行的近地轨道并不是完全的真空状态,还是略有空气存在的,而且其质量更大,所以受到的地心引力更大,其较大的体积也会产生较大的迎风阻力,所以随着时间的推移,其运行速度势必会不断降低。所以就需要定期启动推进发动机来提升国际空间站的运行速度,速度一上去,在离心力的作用下其运行高度也会上升,这样国际空间站又可以保持长期在轨运行了。但是由于国际空间站已经在轨运行十几年了,再加之其质量更大,所以其需要抬升运行轨道高度的周期相比普通的卫星更短,但是国际空间站上本身携带的燃料肯定有限而且还要留有一部分作为紧急变轨使用,刚开始的时候,国际空间站的轨道抬升任务主要由俄罗斯发射的第一个轨道舱来抬升运行轨道高度,但是随着国际空间站的不断壮大,原来的轨道舱已经成为了核心,置身在国际空间站中心了,没办法再为国际空间站加速了,所以现在国际空间站的运行轨道高度提升任务主要交由定期为国际空间站运送人员/物资的飞船来完成,飞船与国际空间站成功对接为一个整体后,就可以启动飞船上的发动机给国际空间站加速,所以国际空间站在其运行的十几年时间里,其飞行速度都在定期提升中,所以并不会随着时间的推移而掉下来。当然如果国际空间站运行到一定寿命的时候,可以不为其提升运行轨道高度,这样国际空间站的高度会慢慢降低,最终与大气层接触而烧毁在大气层中。

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