人造衛星會否自轉?

2008-09-26 12:54 am
人造衛星除左會繞地球公轉, 會否自轉?

回答 (3)

2008-10-02 10:12 am
✔ 最佳答案
並不是所有人造衛星會自轉,但某幾類人造衛星是會自轉的。人造衛星在空間的運動可以分為兩部分:軌道運動和姿態運動。軌道運動是衛星作為一個質點環繞地球的運動。姿態運動則是衛星圍繞自身某個點的轉動運動。姿態運動的方式和快慢是由衛星的任務決定的。類似於圓柱形或球形的星體,在繞著對稱軸旋轉起來後,如果不受外力矩作用,其對稱軸方向在空間將保持不變。衛星的這種運動稱為自旋運動。

* * *為什麼人造衛星需要“自旋”?這主要是因為考慮到人造衛星在飛行當中不能允許它隨便翻滾,而要求它保持一定的姿態,要麼挺直站著,要麼躺倒,要麼始終朝著某一方向。衛星在太空中採取什麼樣的姿態,要根據它擔負的任務而定:1. 偵察衛星,它的照相機鏡頭要對準正下方的地面;2. 通信衛星,要使它的天線始終對準地面的通信區域,比方說,在離地面35800千米處的靜止通信衛星,如果偏差一度的話,在地面就會造成600多千米的偏差。天線原本目標對準北京也會變得移到遼寧省丹東市;3. 返回式衛星,在返回的時候也要求保持固定的方向;4. 氣象衛星,要求星體快速旋轉,使得衛星上的氣象觀測儀器不停地對地球掃描,獲取雲圖;5. 天文衛星,要求姿態保持高度穩定,以便能夠對選定的星球拍攝高質量的照片,同時又能夠改變姿態,可以對多個目標進行觀測。怎樣才能做到使衛星在太空中始終保持著固定的方向呢?一種最簡單的方法就是使它們不停地旋轉,做到“自旋穩定”。* * *

為什麼衛星“自旋”可帶來穩定?在拋飛碟和抽陀螺的遊戲中,飛碟必須將它旋轉著拋出去,它才能平穩地飛到對方的手中。陀螺也必須把它抽得飛快旋轉起來,它才能站著不倒下,轉得越快,站得越穩。這些,都是“自旋”造成的“穩定”現象。所以,當人們需要人造衛星在太空中保持一種穩定姿態的時候,就讓它不停地旋轉。我國早期發射的“東方紅2號”和“東方紅2號甲”通信廣播衛星都是採用這種自旋穩定的方法,來保持它的旋轉軸總是與地球赤道平面垂直。

* * *如何調節衛星的轉速人造衛星離地面這麼高,它的旋轉速度不可能靠人去控制,那它的旋轉的快慢又靠什麼來調節呢?原來在物理學上有一個重要的原理︰在不受外界力矩的作用下,一個轉動著的物體,如果它的直徑變大,它轉動的速度就會減小;如果它的直徑變小,它轉動的速度就會增大。比如說芭蕾舞蹈表演的例子。冰上芭蕾舞的女演員張開雙臂,隨著音樂在冰上轉圈子。當她突然把兩臂收攏在胸前,雙腳並攏時,人就飛快地旋轉起來。只要雙臂一張開,她旋轉的速度就馬上減慢下來。人造衛星也可以利用這種方法來自動調整旋轉的速度。當需要人造衛星減慢旋轉速度的時候,從正在旋轉著的衛星的兩側,對稱地伸出天線,或者張開貼著太陽能電池的帆板,使衛星的直徑加大,速度就減慢下來。當然,在衛星上,我們也可以在它上面安裝微型火箭,利用噴氣反作用的原理,來提高和降低衛星的旋轉速度。

* * *雙自旋穩定衛星我們觀察陀螺旋轉時,會發覺其自轉軸不是垂直而固定的,而是作圓周運動,我們稱之為章動.繞對稱軸旋轉的細長型近似圓柱體美國衛星“探險者1號”,整體呈杆狀是為了適應運載火箭的較小直徑,因此衛星是繞最小慣量軸自旋,按照理論也應穩定。在1958年發射入軌後,對稱軸的晃動不斷加大,衛星終於翻倒,變成繞某一赤道軸的永久轉動。


圖片參考:http://218.7.49.85/eol/homepage/qqhru/courseware/071101/U/81/contents_img/zitai/16_2.gif
為避免這種失穩的情況出現,科學家就研究出雙自旋穩定衛星。這類衛星由自旋體和消旋體兩部分組成。自旋部分實現整星的陀螺穩定,對稱軸在空間 定向;消旋部分通過電機的反向轉動達到消旋,並在空間定向。以便安裝儀器。


圖片參考:http://218.7.49.85/eol/homepage/qqhru/courseware/071101/U/81/contents_img/zitai/10_2.gif
我國1997年發射的"風雲二號"氣象衛星採用雙自旋穩定,衛星直徑1.6m,高3.1m, 定點於東徑105赤道上空,可以俯瞰三分之一地球表面。另外還有更複雜的三軸穩定衛星,不過這個答案已經夠長了,有興趣可往參考網頁瞭解瞭解。參考資料:http://www.skylook.org/info/info-tw/info_1013.htmlhttp://218.7.49.85/eol/homepage/qqhru/courseware/071101/U/81/zitai/zitai_indexframe4.htm


參考: 成日話無字,真係無佢乎.
2008-09-26 6:49 am
人造衛星是不會自轉的,也不須要自轉.因為它的作用是把資信收集和發放,所以它不可能亦無須自轉;但多數的人造衛星是安裝了小型噴射器的,紿當有須要改變軌道時改變方向使用的
參考: myself
2008-09-26 4:06 am
一般的衛星為了姿態穩定,以利于星上設備保持良好的工作狀態,都有自轉,專業名詞叫"自旋",例如我國第一顆人造地球衛星它的自旋率為120轉/分鐘.至于大型航天器,因為自旋會消耗掉太多的用于軌道机動的燃料,另外載人航天器如果快速自旋會危及航天員的安全,所以它們一般不自旋,只是在某些特殊情況下:比如飛船需要讓太陽以最佳角度照射太陽電池板時,才允許航天員用手動或電腦自動控制的方試讓飛船或其他航天器緩慢地轉動一個角度.


收錄日期: 2021-04-18 14:14:00
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080925000051KK01005

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