✔ 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