【简介:】一、航天器返回地球大气层承受的最大加速度?对于上述问题,我们可以做一个简单的计算。已知自由落体的瞬时速度的计算公式为V=V0+gt,当初速度为零时V=gt,位移的计算公式为△s=1/2
一、航天器返回地球大气层承受的最大加速度?
对于上述问题,我们可以做一个简单的计算。
已知自由落体的瞬时速度的计算公式为V=V0+gt,当初速度为零时V=gt,位移的计算公式为△s=1/2gt,重力加速度g=9.8m/s,V为速度,t为时间,V0为物体初速度,在此设定嫦娥五号返回器降落初速为8640km/h(月球逃逸速度,实际会大于2.4km/h,小于7.9km/h),△s为位移距离,临近空间范围为距地表20至100千米的空域,平流层为距地表8-16千米至50千米的空域。
为了简化起见,我们忽略因与地心距离不同产生的重力加速度的变化、地球自转产生的离心力、地球大气阻力、月地转移轨道产生的加速作用等因素的影响,假设返回器从5000千米的高度返回到50千米的平流层上界高度,计算最后的瞬时速度。
由公式△s=1/2gt,可得出t≈1005s,代入V=V0+gt,可得出V≈44100km/h(约36马赫)。为了验证数据接近实际的程度,我们可以参考美国“猎户座”宇宙飞船第一次试验飞行的数据。
美国东部时间2014年12月5日7时5分,“猎户座”飞船搭乘“德尔塔”4重型运载火箭从佛罗里达州肯尼迪航天中心升空,进行持续约4个半小时的首次不载人试飞。
返回时,“猎户座”的轨道高度为5800千米,当降落到地球临近空间时飞船加速到了32000km/h(约24马赫),这一数据的得出是受到高层大气摩擦、地球离心力、返回入射角等因素的减速作用影响,对于推算嫦娥五号返回器落入临近空间上界时的速度具有较强的参考意义。
综合上述简化的计算过程和“猎户座”飞船相似的返回高度产生的实际瞬时速度,考虑到“猎户座”飞船横截面积更大,摩擦的减速作用将更明显,我们可以判定嫦娥五号返回器降落到对流层上界时速度会略大于32000km/h(约24马赫),表面将会产生高达2000摄氏度的高温(“猎户座”重返时表面温度2200摄氏度)。
为了应对高速对于航天器结构产生的强大冲击,也为了抑制过高的表面温度,嫦娥五号返回器采用了桑普森弹道方式重返地球。具体方式是嫦娥五号返回器以较大的入射角溅落到地球临近空间,然后弹起来向前跳跃,最后顺着跳跃的弧线重返大气层,降落在预定的着陆区域,这种方式类似于“打水漂”。
二、月球返回地球过程?
从月球返回地球的过程,就以阿波罗11号位例。
阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上停留了21个多小时,其中两个半小时是在月球舱外探索和进行科学实验的。7月21日下午1点53分,宇航员在太空舱的上升阶段从月球上升空,然后与柯林斯和在轨航天器会合。这三名探险家于7月22日从月球轨道发射升空,并于7月24日返回地球。
登月舱(LM)正在与CSM对接。宇航员迈克尔·柯林斯留在月球轨道上,而另外两名船员则探索月球表面。在对接后,宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林和柯林斯一起转移到哥伦比亚,LM上升阶段被抛弃,返回地球的旅程开始了。
这台发动机将登月舱的上升级(上部)提升到月球表面。上升阶段然后与轨道指挥和服务模块对接。上升引擎必须具有很高的可靠性;严重的故障可能会把宇航员困在月球上。
上升发动机提供1587公斤(3500磅)的推力。发动机燃烧液体推进剂:燃料为50%肼和50%不对称二甲基肼;氧化剂为四氧化氮。这些推进剂是自燃的,也就是说,当它们聚集在火箭燃烧室时,它们会自发地点燃。
在从月球返回的旅程之后,阿波罗11号指挥舱在其燃烧的保护烧蚀盖上脱落,因为它通过地球大气层飞溅下来,1969年7月24日。虽然这张照片给人的印象是对航天器的强烈破坏,但烧蚀材料的表现却如设计的那样。通过蒸发和燃烧,它保护飞船内部免受与大气摩擦引起的灼热。
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,美国女演员、导演、制片人、编剧,毕业于美国哈佛大学。
四、航天器为什么能返回地面?
航天器在轨道上的运动是在有心力场作用下基本上按天体力学规律的运动。改变运动速度可使航天器脱离原来的运行轨道转入另一条轨道。若速度的变化使航天器转入一条飞向地球并能进入大气层的轨道,便有可能实现返回。
航天器是应用变轨原理迈出返航第一步的。 航天器返回时重新进入地球大气层,称为再入。能够耐受再入飞行环境的航天器又称为再入航天器。再入航天器和再入弹头统称再入体。通常取80~120公里为开始再入的高度。
航天器在这一高度上的速度叫再入速度。速度方向与当地水平方向的夹角叫再入角。航天器从环地轨道返回的再入速度在8公里/秒左右(视轨道高度而定),从月球返回的再入速度接近11公里/秒,从行星返回的再入速度为13~21公里/秒(视具体行星而定)。
再入航天器进入大气层后受到空气阻力 (D)的作用,其方向与速度方向相反,大小与大气密度 (ρ)、飞行速度(V)的平方以及表示再入体形状特征的阻力面积(CDA)成正比, 。
地球大气虽然稀薄(尤其是高层大气),但如果再入体有较大的阻力面积,气动阻力所产生的减速仍足以将其速度大大减小。至今再入航天器都是利用地球大气层这一天然条件,应用气动减速原理实现地面安全着陆的。
五、地面发射航天器环绕地球的最小速度?
当某航天器以第一宇宙速度运行,则说明该航天器是沿着地球表面运行的。按照力学理论可以计算出v1=7.9 公里/秒。
实际上,地球表面存在稠密的大气层,航天器不可能贴近地球表面作圆周运动,必需在 150 千米的飞行高度上,才能绕地球作圆周运动。扩展资料:三大宇宙速度的相关内容:
1、当航天器超过第一宇宙速度v1达到一定值时,就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度为第二宇宙速度,亦称脱离速度,实际上其初始速度不小于10.848 km/s 即可。
2、从地球表面发射航天器,飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小发射速度,为第三宇宙速度,亦称逃逸速度,按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。
3、当v<v1时,被发射物体最终仍将落回地面;;当v1≤v<v2时,被发射物体将环绕地球运动,成为地球卫星;当v2≤v<v3时,被发射物体将脱离地球束缚,成为环绕太阳运动的“人造行星”
六、飞船从月球返回地球原理?
虽然月球也有引力,但是由于月球的质量比较小,所以月球的第一宇宙速度、第二宇宙速度(即逃逸速度)也比较小,逃逸速度大约为2.4公里每秒,相比之下,地球的逃逸速度就比较大,达到11.2公里每秒。再加上月球表面没有大气层,所以没有空气的阻力。因此,离开月球的难度比离开地球的难度小得多,小型运载火箭稍微加大推力,飞船就可以进入环绕月球的轨道,再加大推力就可以达到月球的逃逸速度。
宇航员怎么从月球返回地球
在当年阿波罗载人登月项目中,宇航员是这样返回地球的。来自地球的飞船在进入月球轨道后,轨道飞行器继续留在轨道上,只是释放着陆器将宇航员、着陆舱及上升段送上月球表面。当宇航员完成了月球表面的任务以后,会“抛弃”着陆舱等设备,乘坐上升段进入月球轨道。在这个过程中,由于没有大气阻力,再加上月球引力较小,也扔掉一些不必要的物质以减少飞船的质量,所以上升段的发动机只需要稍微加大推力,就可以将宇航员送上月球轨道,而轨道飞行器早已在轨道上等待宇航员的归来。当上升段与轨道飞行器对接以后,就加大推力获得更大的速度,最后飞回地球。
七、火箭返回地球全过程?
神舟十二号返回过程中首先要进行调姿。打一个比方,调姿就像我们开车回家,先要把车头调到回家的方向。之后发动机开机,制动开始,推进舱与返回舱分离。
然后“神十二”返回舱进入返回轨道,专业词叫调整配平攻角,就是整个返回舱钟形的大头朝前,这样可以增加气动效应,发挥空气的阻力作用。
返回舱进入大气层,航天员会承受巨大的过载。通俗来讲,就是要承受超出体重很多倍的力量压迫。
之后返回舱进入"黑障"区,大概距离地表80到100公里左右。返回舱这段时间要和地面失去联系。但是地面可以通过比如电扫雷达或者其他的方式知道它走到哪了。
黑障区大概会有4到6分钟时间。另外,返回舱与大气层摩擦会产生高温,但由于使用了一些特殊的材料,航天员在舱内感觉不出明显的温度变化。
出“黑障",返回舱到达距地面10公里高度的地方,之后依次打开引导伞、减速伞,之后是主伞。返回舱乘伞减速下降,这个过程中,返回舱会抛掉防热大底,为最后的落地反推火箭点火做准备。
当返回舱距离地表1米左右的时候,反推发动机启动,返回舱下降速度降到每秒2米以下。
返回舱落地成功之后,航天员通常会迅速把伞绳切断,防止风刮伞,带走返回舱。
八、返回地球,用英语怎么读?
返回地球的英文:
Return to Earth
参考例句:
Mission control ordered the spacecraft to return to earth.
指挥部命令宇宙飞船返回地球.
九、探测器如何返回地球?
轨返组合体与上升器分离后,在环月轨道停留几天,等待月地转移窗口。在实施月地转移入射机动后,进入月地转移轨道。为了确保返回器精准降落至位于内蒙古的指定降落场内,飞行几天还要进行几次中途修正,测控与回收系统精确确定返回轨道,并将高精度参数注入轨道器,为后续轨-返分离和再入制导导航提供基准。当达到一定飞行高度时,轨道器在降落场上空释放出携带月球样品的返回器。
而这时飞船的速度高达每秒10至12公里(接近第二宇宙速度),如果让返回器直接砸入大气层中,过快的速度会让返回器烧毁。欧阳自远院士说:“我们之前做过空间试验,就是它一砸进来,我们能不能让它再跳出大气层,然后再自己落下来,这些都要算得很精确。”
欧阳自远院士形容,这一过程就像小孩用一块石头在水上打了一个水漂,石头高速砸进水面后又弹起来,再落下时石头的速度会明显下降。“我们就是仿照这种办法,让返回器在大气层打了一个水漂,然后再让它落下来,”欧阳自远院士说。在返回器距离地面比较近的时候,再打开降落伞缓慢着陆。
对于返回器着陆后月球土壤岩石样品如何提取,欧阳自远院士说:“假如月球样品暴露在地球空气中,就会受到各种污染,所以在回收交接后,需要在现场进行封装,在容器中充满氮气,封存后再进行运载。”
十、中国的绕地球飞行的航天器有哪些?
中国航天器有通信广播卫星、返回式遥感卫星、地球资源卫星、气象卫星、科学探测与技术试验卫星、导航卫星、载人航天器七大系列航天器和嫦娥1号月球探测卫星等几大类。——常识航天篇。应该先定义一下航天器的定义。我认为航天器值得是在太空飞行的器具。包括航天飞机,各种卫星,以及在轨道飞行的太空舱。具体的数字是肯定国家机密,谁也无法回答你。但是通过国外披露的信息来推断来说,现在在轨的大约是230个左右。因为有的已经失效,有的还在飞行。