【簡介:】一、航天器返回地球大氣層承受的最大加速度?對于上述問題,我們可以做一個簡單的計算。已知自由落體的瞬時速度的計算公式為V=V0+gt,當初速度為零時V=gt,位移的計算公式為△s=1/2
一、航天器返回地球大氣層承受的最大加速度?
對于上述問題,我們可以做一個簡單的計算。
已知自由落體的瞬時速度的計算公式為V=V0+gt,當初速度為零時V=gt,位移的計算公式為△s=1/2gt,重力加速度g=9.8m/s,V為速度,t為時間,V0為物體初速度,在此設(shè)定嫦娥五號返回器降落初速為8640km/h(月球逃逸速度,實際會大于2.4km/h,小于7.9km/h),△s為位移距離,臨近空間范圍為距地表20至100千米的空域,平流層為距地表8-16千米至50千米的空域。
為了簡化起見,我們忽略因與地心距離不同產(chǎn)生的重力加速度的變化、地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力、地球大氣阻力、月地轉(zhuǎn)移軌道產(chǎn)生的加速作用等因素的影響,假設(shè)返回器從5000千米的高度返回到50千米的平流層上界高度,計算最后的瞬時速度。
由公式△s=1/2gt,可得出t≈1005s,代入V=V0+gt,可得出V≈44100km/h(約36馬赫)。為了驗證數(shù)據(jù)接近實際的程度,我們可以參考美國“獵戶座”宇宙飛船第一次試驗飛行的數(shù)據(jù)。
美國東部時間2014年12月5日7時5分,“獵戶座”飛船搭乘“德爾塔”4重型運載火箭從佛羅里達州肯尼迪航天中心升空,進行持續(xù)約4個半小時的首次不載人試飛。
返回時,“獵戶座”的軌道高度為5800千米,當降落到地球臨近空間時飛船加速到了32000km/h(約24馬赫),這一數(shù)據(jù)的得出是受到高層大氣摩擦、地球離心力、返回入射角等因素的減速作用影響,對于推算嫦娥五號返回器落入臨近空間上界時的速度具有較強的參考意義。
綜合上述簡化的計算過程和“獵戶座”飛船相似的返回高度產(chǎn)生的實際瞬時速度,考慮到“獵戶座”飛船橫截面積更大,摩擦的減速作用將更明顯,我們可以判定嫦娥五號返回器降落到對流層上界時速度會略大于32000km/h(約24馬赫),表面將會產(chǎn)生高達2000攝氏度的高溫(“獵戶座”重返時表面溫度2200攝氏度)。
為了應(yīng)對高速對于航天器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的強大沖擊,也為了抑制過高的表面溫度,嫦娥五號返回器采用了桑普森彈道方式重返地球。具體方式是嫦娥五號返回器以較大的入射角濺落到地球臨近空間,然后彈起來向前跳躍,最后順著跳躍的弧線重返大氣層,降落在預(yù)定的著陸區(qū)域,這種方式類似于“打水漂”。
二、月球返回地球過程?
從月球返回地球的過程,就以阿波羅11號位例。
阿姆斯特朗和奧爾德林在月球上停留了21個多小時,其中兩個半小時是在月球艙外探索和進行科學實驗的。7月21日下午1點53分,宇航員在太空艙的上升階段從月球上升空,然后與柯林斯和在軌航天器會合。這三名探險家于7月22日從月球軌道發(fā)射升空,并于7月24日返回地球。
登月艙(LM)正在與CSM對接。宇航員邁克爾·柯林斯留在月球軌道上,而另外兩名船員則探索月球表面。在對接后,宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林和柯林斯一起轉(zhuǎn)移到哥倫比亞,LM上升階段被拋棄,返回地球的旅程開始了。
這臺發(fā)動機將登月艙的上升級(上部)提升到月球表面。上升階段然后與軌道指揮和服務(wù)模塊對接。上升引擎必須具有很高的可靠性;嚴重的故障可能會把宇航員困在月球上。
上升發(fā)動機提供1587公斤(3500磅)的推力。發(fā)動機燃燒液體推進劑:燃料為50%肼和50%不對稱二甲基肼;氧化劑為四氧化氮。這些推進劑是自燃的,也就是說,當它們聚集在火箭燃燒室時,它們會自發(fā)地點燃。
在從月球返回的旅程之后,阿波羅11號指揮艙在其燃燒的保護燒蝕蓋上脫落,因為它通過地球大氣層飛濺下來,1969年7月24日。雖然這張照片給人的印象是對航天器的強烈破壞,但燒蝕材料的表現(xiàn)卻如設(shè)計的那樣。通過蒸發(fā)和燃燒,它保護飛船內(nèi)部免受與大氣摩擦引起的灼熱。
三、返回地球,女主角?
娜塔莉·波特曼,1981年6月9日出生于耶路撒冷,美國女演員、導演、制片人、編劇,畢業(yè)于美國哈佛大學。
四、航天器為什么能返回地面?
航天器在軌道上的運動是在有心力場作用下基本上按天體力學規(guī)律的運動。改變運動速度可使航天器脫離原來的運行軌道轉(zhuǎn)入另一條軌道。若速度的變化使航天器轉(zhuǎn)入一條飛向地球并能進入大氣層的軌道,便有可能實現(xiàn)返回。
航天器是應(yīng)用變軌原理邁出返航第一步的。 航天器返回時重新進入地球大氣層,稱為再入。能夠耐受再入飛行環(huán)境的航天器又稱為再入航天器。再入航天器和再入彈頭統(tǒng)稱再入體。通常取80~120公里為開始再入的高度。
航天器在這一高度上的速度叫再入速度。速度方向與當?shù)厮椒较虻膴A角叫再入角。航天器從環(huán)地軌道返回的再入速度在8公里/秒左右(視軌道高度而定),從月球返回的再入速度接近11公里/秒,從行星返回的再入速度為13~21公里/秒(視具體行星而定)。
再入航天器進入大氣層后受到空氣阻力 (D)的作用,其方向與速度方向相反,大小與大氣密度 (ρ)、飛行速度(V)的平方以及表示再入體形狀特征的阻力面積(CDA)成正比, 。
地球大氣雖然稀薄(尤其是高層大氣),但如果再入體有較大的阻力面積,氣動阻力所產(chǎn)生的減速仍足以將其速度大大減小。至今再入航天器都是利用地球大氣層這一天然條件,應(yīng)用氣動減速原理實現(xiàn)地面安全著陸的。
五、地面發(fā)射航天器環(huán)繞地球的最小速度?
當某航天器以第一宇宙速度運行,則說明該航天器是沿著地球表面運行的。按照力學理論可以計算出v1=7.9 公里/秒。
實際上,地球表面存在稠密的大氣層,航天器不可能貼近地球表面作圓周運動,必需在 150 千米的飛行高度上,才能繞地球作圓周運動。擴展資料:三大宇宙速度的相關(guān)內(nèi)容:
1、當航天器超過第一宇宙速度v1達到一定值時,就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星,這個速度為第二宇宙速度,亦稱脫離速度,實際上其初始速度不小于10.848 km/s 即可。
2、從地球表面發(fā)射航天器,飛出太陽系,到浩瀚的銀河系中漫游所需要的最小發(fā)射速度,為第三宇宙速度,亦稱逃逸速度,按照力學理論可以計算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。
3、當v<v1時,被發(fā)射物體最終仍將落回地面;;當v1≤v<v2時,被發(fā)射物體將環(huán)繞地球運動,成為地球衛(wèi)星;當v2≤v<v3時,被發(fā)射物體將脫離地球束縛,成為環(huán)繞太陽運動的“人造行星”
六、飛船從月球返回地球原理?
雖然月球也有引力,但是由于月球的質(zhì)量比較小,所以月球的第一宇宙速度、第二宇宙速度(即逃逸速度)也比較小,逃逸速度大約為2.4公里每秒,相比之下,地球的逃逸速度就比較大,達到11.2公里每秒。再加上月球表面沒有大氣層,所以沒有空氣的阻力。因此,離開月球的難度比離開地球的難度小得多,小型運載火箭稍微加大推力,飛船就可以進入環(huán)繞月球的軌道,再加大推力就可以達到月球的逃逸速度。
宇航員怎么從月球返回地球
在當年阿波羅載人登月項目中,宇航員是這樣返回地球的。來自地球的飛船在進入月球軌道后,軌道飛行器繼續(xù)留在軌道上,只是釋放著陸器將宇航員、著陸艙及上升段送上月球表面。當宇航員完成了月球表面的任務(wù)以后,會“拋棄”著陸艙等設(shè)備,乘坐上升段進入月球軌道。在這個過程中,由于沒有大氣阻力,再加上月球引力較小,也扔掉一些不必要的物質(zhì)以減少飛船的質(zhì)量,所以上升段的發(fā)動機只需要稍微加大推力,就可以將宇航員送上月球軌道,而軌道飛行器早已在軌道上等待宇航員的歸來。當上升段與軌道飛行器對接以后,就加大推力獲得更大的速度,最后飛回地球。
七、火箭返回地球全過程?
神舟十二號返回過程中首先要進行調(diào)姿。打一個比方,調(diào)姿就像我們開車回家,先要把車頭調(diào)到回家的方向。之后發(fā)動機開機,制動開始,推進艙與返回艙分離。
然后“神十二”返回艙進入返回軌道,專業(yè)詞叫調(diào)整配平攻角,就是整個返回艙鐘形的大頭朝前,這樣可以增加氣動效應(yīng),發(fā)揮空氣的阻力作用。
返回艙進入大氣層,航天員會承受巨大的過載。通俗來講,就是要承受超出體重很多倍的力量壓迫。
之后返回艙進入"黑障"區(qū),大概距離地表80到100公里左右。返回艙這段時間要和地面失去聯(lián)系。但是地面可以通過比如電掃雷達或者其他的方式知道它走到哪了。
黑障區(qū)大概會有4到6分鐘時間。另外,返回艙與大氣層摩擦會產(chǎn)生高溫,但由于使用了一些特殊的材料,航天員在艙內(nèi)感覺不出明顯的溫度變化。
出“黑障",返回艙到達距地面10公里高度的地方,之后依次打開引導傘、減速傘,之后是主傘。返回艙乘傘減速下降,這個過程中,返回艙會拋掉防熱大底,為最后的落地反推火箭點火做準備。
當返回艙距離地表1米左右的時候,反推發(fā)動機啟動,返回艙下降速度降到每秒2米以下。
返回艙落地成功之后,航天員通常會迅速把傘繩切斷,防止風刮傘,帶走返回艙。
八、返回地球,用英語怎么讀?
返回地球的英文:
Return to Earth
參考例句:
Mission control ordered the spacecraft to return to earth.
指揮部命令宇宙飛船返回地球.
九、探測器如何返回地球?
軌返組合體與上升器分離后,在環(huán)月軌道停留幾天,等待月地轉(zhuǎn)移窗口。在實施月地轉(zhuǎn)移入射機動后,進入月地轉(zhuǎn)移軌道。為了確保返回器精準降落至位于內(nèi)蒙古的指定降落場內(nèi),飛行幾天還要進行幾次中途修正,測控與回收系統(tǒng)精確確定返回軌道,并將高精度參數(shù)注入軌道器,為后續(xù)軌-返分離和再入制導導航提供基準。當達到一定飛行高度時,軌道器在降落場上空釋放出攜帶月球樣品的返回器。
而這時飛船的速度高達每秒10至12公里(接近第二宇宙速度),如果讓返回器直接砸入大氣層中,過快的速度會讓返回器燒毀。歐陽自遠院士說:“我們之前做過空間試驗,就是它一砸進來,我們能不能讓它再跳出大氣層,然后再自己落下來,這些都要算得很精確。”
歐陽自遠院士形容,這一過程就像小孩用一塊石頭在水上打了一個水漂,石頭高速砸進水面后又彈起來,再落下時石頭的速度會明顯下降。“我們就是仿照這種辦法,讓返回器在大氣層打了一個水漂,然后再讓它落下來,”歐陽自遠院士說。在返回器距離地面比較近的時候,再打開降落傘緩慢著陸。
對于返回器著陸后月球土壤巖石樣品如何提取,歐陽自遠院士說:“假如月球樣品暴露在地球空氣中,就會受到各種污染,所以在回收交接后,需要在現(xiàn)場進行封裝,在容器中充滿氮氣,封存后再進行運載。”
十、中國的繞地球飛行的航天器有哪些?
中國航天器有通信廣播衛(wèi)星、返回式遙感衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、科學探測與技術(shù)試驗衛(wèi)星、導航衛(wèi)星、載人航天器七大系列航天器和嫦娥1號月球探測衛(wèi)星等幾大類?!WR航天篇。應(yīng)該先定義一下航天器的定義。我認為航天器值得是在太空飛行的器具。包括航天飛機,各種衛(wèi)星,以及在軌道飛行的太空艙。具體的數(shù)字是肯定國家機密,誰也無法回答你。但是通過國外披露的信息來推斷來說,現(xiàn)在在軌的大約是230個左右。因為有的已經(jīng)失效,有的還在飛行。