【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(gè)簡單的計(jì)算。已知自由落體的瞬時(shí)速度的計(jì)算公式為V=V0+gt,當(dāng)初速度為零時(shí)V=gt,位移的計(jì)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(gè)簡單的計(jì)算。
已知自由落體的瞬時(shí)速度的計(jì)算公式為V=V0+gt,當(dāng)初速度為零時(shí)V=gt,位移的計(jì)算公式為△s=1/2gt,重力加速度g=9.8m/s,V為速度,t為時(shí)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(shí)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(jì)算最后的瞬時(shí)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(yàn)證數(shù)據(jù)接近實(shí)際的程度,我們可以參考美國“獵戶座”宇宙飛船第一次試驗(yàn)飛行的數(shù)據(jù)。
美國東部時(shí)間2014年12月5日7時(shí)5分,“獵戶座”飛船搭乘“德爾塔”4重型運(yùn)載火箭從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心升空,進(jìn)行持續(xù)約4個(gè)半小時(shí)的首次不載人試飛。
返回時(shí),“獵戶座”的軌道高度為5800千米,當(dāng)降落到地球臨近空間時(shí)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(shí)的速度具有較強(qiáng)的參考意義。
綜合上述簡化的計(jì)算過程和“獵戶座”飛船相似的返回高度產(chǎn)生的實(shí)際瞬時(shí)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(shí)速度會略大于32000km/h(約24馬赫),表面將會產(chǎn)生高達(dá)2000攝氏度的高溫(“獵戶座”重返時(shí)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(qiáng)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(gè)多小時(shí),其中兩個(gè)半小時(shí)是在月球艙外探索和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的。7月21日下午1點(diǎn)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(xiǎn)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(jī)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(yán)重的故障可能會把宇航員困在月球上。
上升發(fā)動機(jī)提供1587公斤(3500磅)的推力。發(fā)動機(jī)燃燒液體推進(jìn)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(jìn)劑是自燃的,也就是說,當(dāng)它們聚集在火箭燃燒室時(shí),它們會自發(fā)地點(diǎn)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(hù)燒蝕蓋上脫落,因?yàn)樗ㄟ^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(qiáng)烈破壞,但燒蝕材料的表現(xiàn)卻如設(shè)計(jì)的那樣。通過蒸發(fā)和燃燒,它保護(hù)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(dǎo)演、制片人、編劇,畢業(yè)于美國哈佛大學(xué)。
四、航天器為什么能返回地面?
航天器在軌道上的運(yùn)動是在有心力場作用下基本上按天體力學(xué)規(guī)律的運(yùn)動。改變運(yùn)動速度可使航天器脫離原來的運(yùn)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(jìn)入大氣層的軌道,便有可能實(shí)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(shí)重新進(jìn)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(dāng)?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(jìn)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?。ㄓ绕涫歉邔哟髿猓?,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(shí)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(dāng)某航天器以第一宇宙速度運(yùn)行,則說明該航天器是沿著地球表面運(yùn)行的。按照力學(xué)理論可以計(jì)算出v1=7.9 公里/秒。
實(shí)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(yùn)動,必需在 150 千米的飛行高度上,才能繞地球作圓周運(yùn)動。擴(kuò)展資料:三大宇宙速度的相關(guān)內(nèi)容:
1、當(dāng)航天器超過第一宇宙速度v1達(dá)到一定值時(shí),就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運(yùn)行的人造行星,這個(gè)速度為第二宇宙速度,亦稱脫離速度,實(shí)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(xué)理論可以計(jì)算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。
3、當(dāng)v<v1時(shí),被發(fā)射物體最終仍將落回地面;;當(dāng)v1≤v<v2時(shí),被發(fā)射物體將環(huán)繞地球運(yùn)動,成為地球衛(wèi)星;當(dāng)v2≤v<v3時(shí),被發(fā)射物體將脫離地球束縛,成為環(huán)繞太陽運(yùn)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(dá)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(yùn)載火箭稍微加大推力,飛船就可以進(jìn)入環(huán)繞月球的軌道,再加大推力就可以達(dá)到月球的逃逸速度。
宇航員怎么從月球返回地球
在當(dāng)年阿波羅載人登月項(xiàng)目中,宇航員是這樣返回地球的。來自地球的飛船在進(jìn)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(dāng)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(jìn)入月球軌道。在這個(gè)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(jī)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(dāng)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(jìn)行調(diào)姿。打一個(gè)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(jī)開機(jī),制動開始,推進(jìn)艙與返回艙分離。
然后“神十二”返回艙進(jìn)入返回軌道,專業(yè)詞叫調(diào)整配平攻角,就是整個(gè)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(jìn)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(jìn)入"黑障"區(qū),大概距離地表80到100公里左右。返回艙這段時(shí)間要和地面失去聯(lián)系。但是地面可以通過比如電掃雷達(dá)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(shí)間。另外,返回艙與大氣層摩擦?xí)a(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(dá)距地面10公里高度的地方,之后依次打開引導(dǎo)傘、減速傘,之后是主傘。返回艙乘傘減速下降,這個(gè)過程中,返回艙會拋掉防熱大底,為最后的落地反推火箭點(diǎn)火做準(zhǔn)備。
當(dāng)返回艙距離地表1米左右的時(shí)候,反推發(fā)動機(jī)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(fēng)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(shí)施月地轉(zhuǎn)移入射機(jī)動后,進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道。為了確保返回器精準(zhǔn)降落至位于內(nèi)蒙古的指定降落場內(nèi),飛行幾天還要進(jìn)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(dǎo)導(dǎo)航提供基準(zhǔn)。當(dāng)達(dá)到一定飛行高度時(shí),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(shí)飛船的速度高達(dá)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(yuǎn)院士說:“我們之前做過空間試驗(yàn),就是它一砸進(jìn)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(yuǎn)院士形容,這一過程就像小孩用一塊石頭在水上打了一個(gè)水漂,石頭高速砸進(jìn)水面后又彈起來,再落下時(shí)石頭的速度會明顯下降?!拔覀兙褪欠抡者@種辦法,讓返回器在大氣層打了一個(gè)水漂,然后再讓它落下來,”歐陽自遠(yuǎn)院士說。在返回器距離地面比較近的時(shí)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(yuǎn)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(jìn)行封裝,在容器中充滿氮?dú)?,封存后再進(jìn)行運(yùn)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(xué)探測與技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星、導(dǎo)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(rèn)為航天器值得是在太空飛行的器具。包括航天飛機(jī),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(jī)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(gè)左右。因?yàn)橛械囊呀?jīng)失效,有的還在飛行。