之一宇宙的速度是多少(第二宇宙的速度是多少)
“天宫”空站的“天河”核心舱在发射入轨后,在距地表约400公里的环形轨道上运行,每90分钟绕地球一周。很多人感兴趣的是天河核心舱的飞行速度是多少?跑道周长有多长?这两个问题高度相关,可以一起回答。
地面拍摄的天河、天舟、神舟组合
要计算速度,首先要知道距离和时间。目前已知的时间是绕地90分钟(1.5小时),所以我们需要计算赛道的周长。根据周长公式C=πd=2πr (d为直径,R为半径,常数π为3.14),我们需要计算轨道的半径或直径。我们知道地球的平均直径为12756公里,“天河”轨道的高度约为400公里,轨道直径D = 12756+2×400 = 13556(公里),因此可以计算出周长C =πD = 3.14×13556 = 42565.84(公里),比地球周长多2512公里。
“神舟十二号”和“天地”
计算周长后,求解出“天河”核心舱的飞行速度。根据速度公式v=s/t(s为距离,T为时间),v=s/t=42565.84/1.5=28377 (km/h),换算成第二速度约为7.9 km/s,这是之一宇宙速度。可以看出,我国空各站运行在圆周约为42565.84公里的圆形轨道上,飞行速度约为每小时28377公里(即每秒7.9公里)。
以目前7.9 km/s的跑步速度计算,再快一点或慢一点会怎么样?
之一宇宙速度也叫航天器最小发射速度。只有达到这个速度,才能成为绕地球飞行的人造地球卫星。如果天河核心舱运行速度明显低于7.9 km/s,其轨道高度会在轨道上逐渐降低,飞船最终会坠入大气层。另一方面,如果天河的核心舱运行速度明显高于7.9 km/s,那么天河的运行轨道将被拉长为椭圆轨道。当天河的运行速度达到第二宇宙速度(11.2 km/s)时,它将逐渐脱离地球,成为绕太阳运行的人造行星。
“天河”全景相机B图像
事实上,由于地球引力的衰减,距离地球表面400公里的天河核心舱更低运行速度可以略低于每秒7.9公里。
“天河”舱外定向相机三维成像图
如果把“天河”的核心舱比作一辆汽车,那么它绕地运行的轨道就可以比作一条高速公路。如果车速太慢无法保持高速,就会冲出车道。只有保持合适的速度,才能在高速上平稳行驶,轿车约120km/h,“天河”约28377km/h。“天河”的速度是一串天文数字,让人觉得很大却没有确切的概念。这么说吧,28377km/h相当于23倍音速,半小时内就能从新加坡飞到华盛顿。这就是中国的速度空。
作者:大白高果