卫星是靠什么飞行的呢?有什么具体的科学原理?

   2022-10-26 06:46:36 网络2230
核心提示:我们知道,近些年中我国越来越重视宇宙科学技术发展,特别是卫星方面的研究,中国这几十年中一直在努力的研究。例如中国的长征5号运载火箭,还有近期发射天问1号,这些都可以代表中国目前最高科技的航天技术水平。关于卫星的具体飞行,我们现在很多科学家依

卫星是靠什么飞行的呢?有什么具体的科学原理?

我们知道,近些年中我国越来越重视宇宙科学技术发展,特别是卫星方面的研究,中国这几十年中一直在努力的研究。例如中国的长征5号运载火箭,还有近期发射天问1号,这些都可以代表中国目前最高科技的航天技术水平。关于卫星的具体飞行,我们现在很多科学家依旧还在努力的突破,想从其他方式来进行突破这种困难。话说回来,卫星究竟是靠什么飞行,有什么样的具体科学原理?其中的原因主要是以下几点。

一、卫星依靠太阳能的补充。

首先,第一点就是卫星的一个合理运行很大一部分是依靠太阳。因为在卫星的两侧有一个像翅膀一样的太阳能电池板,这样的电池板可以很好的吸收来自于太阳所发出的光芒,太阳能电池板可以把太阳光芒转化为电能,从而储存在卫星的电池,做卫星后续的操作提供电能。所以现如今很多的卫星都是依靠太阳能的能源,完成许多任务。

二、其中的飞行是利用宇宙的漂浮。

其次,另外一点就是卫星的飞行是利用宇宙的真空环境的漂浮动力,因为在真空的环境中,任何物体都不会受到其他动力的作用都是漂浮在真空的环境。在真空的环境中所受到的阻力是最小的,所以卫星能够更加的快速在真空中飞行。

三、利用人类对整个宇宙的了解。

最后一点就是人类还是利用我们对于整个宇宙的了解来探索宇宙。虽然说我们现如今的科学技术发展水平不足以探索整个宇宙,但是这样的方式却给我们贡献了很多的经验。也正是如此,例如中国的天问1号,这一次的派遣任务当中已经飞行了近一个月的时间,要么大概还有三个月左右就能成功抵达火星,开始这一次的任务。

利用太阳能电池板给人造卫星供电是什么意思

在空间运行的每一颗卫星都有它的寿命,有的1~2年,有的10来年,那么决定卫星寿命的主要因素是什么呢?

其实,卫星上有许多电子设备,因此电源对卫星来讲是必不可少的,优质的电源对卫星的寿命有至关重要的影响。早期由于我们的技术水平有限,卫星多采用一次性的化学电池,电池能量耗尽后,卫星也就停止了工作,所以卫星的工作时长相对较短。不过,随着航天技术的发展,卫星的电源种类早已丰富起来,目前采用的电源类型主要有太阳能电池电源、化学电源和核电源等几种。

太阳能是一种可再生、无污染、便于采集的清洁能源,在人类生产生活中早已得到了广泛地使用。在卫星的设计过程中,为了给卫星提供可持续的电源,太阳能也成为了广受卫星设计者青睐的一种能源类型。

看过有关卫星的图片或者视频的小伙伴们,应该会注意到在卫星的两侧有一对可以展开的“大翅膀”,那就是为卫星收集能量的太阳能帆板。在帆板上贴有数以万计的太阳能电池片,这些电池片的多少可以根据卫星所需电能的多少控制数量,为卫星提供最合适的电量供给。此外,卫星上一般还会装有驱动机构和太阳敏感器等装置,它们能够帮助太阳能帆板找到对准太阳的最佳角度,让太阳能帆板受到较长时间和较大照射面积的阳光照射,从而获得更多的能量。

卫星采用太阳能电源固然是好,但不知小伙伴们有没有想过,当卫星飞入阳光照射不到地方的时候又该怎么办呢?是不是卫星就不能正常工作了呢?

小伙伴们不用担心,科研人员早已想到了万全之策,就是将太阳能电池与蓄电池一起组成太阳能电池阵。当卫星飞到日照区时,太阳能电池一方面给卫星上的仪器供电,同时还向蓄电池组充电,把多余的电能储存起来。当卫星飞到阴影区时,就由蓄电池给卫星供电,保证卫星连续正常工作。

化学电源在我们的日常生活中也很常见,如 汽车 用的铅酸蓄电池、手机用的锂电池、手电筒用的干电池等都属于化学电源。不过卫星上使用的化学电源与我们日常生活中使用的并不相同,卫星上使用的化学电源要求转换效率高、质量小。目前,卫星上采用的化学电源类型主要有一次性电池、蓄电池和燃料电池等几种。

早期的卫星多采用一次性的化学电池,如锌汞电池、锌银电池等。这种电池作为电源工作简单、可靠,但这种电池是一次性的消耗电池,质量和体积较大,卫星带不多。也就是说,卫星如果采用这种电源,一般寿命都不会太长,只有几个星期到一个月左右。

蓄电池相对一次性的化学电池来说就进步很多了,它最显著的优点就是可以多次的充放电,还可以与太阳能电池联合使用。不过蓄电池也有它的不足之处,就是比能量较低,通俗点说就是单位质量或体积的蓄电池能够产生的电能相对较低。

最后要说的是燃料电池,燃料电池能把储存在燃料中的化学能经过化学反应转变成电能。它的优点是单位质量或体积的燃料电池能够产生的电能相对较高。缺点是结构比较复杂、具有一定的危险性。

核电源具有环保、低耗、结构简单等优点,它是一种对人类非常具有诱惑力的能源类型。由于它具有的不容忽视的优点,在卫星的设计过程中,核电源自然也就成为了卫星的备选电源类型之一。

卫星上采用的核电源类型主要有放射性同位素温差发电器、核反应堆温差发电器和热离子发电器,它们都是利用原子核的突变所释放的能量来发电的。

卫星上采用核电源的优点是工作可靠、功率大、寿命长,而且较少会受到外界条件的限制。缺点是它的价格相对昂贵,而且需要对卫星上的仪器设备采用辐射屏蔽措施,这样就增加了卫星的质量。但最让人担心的还是它不够安全,采用核电源的卫星或航天器一旦出现故障陨落在地球上,会因为辐射给人类带来巨大的灾难。例如1978年1月24日,苏联宇宙-954核动力航天器发生故障而自然陨落,结果未燃尽的带有放射性的航天器碎片散落在加拿大境内,造成严重的污染和巨大的恐慌。所以决定采用这种电源一定要慎之又慎。

总的来说,上面提到的三种电源类型各有各的优缺点,具体要采用哪种电源,还要根据任务需求等各方面的情况综合考虑。不过可以肯定的是,随着新材料、新技术的不断涌现,卫星的电源种类必然会愈加丰富,卫星的工作寿命也会不断延长,就让我们怀着期待,等待见证更多可能吧!

参考文献/

[1] 罗格.叩开太空之门——航天 科技 知识问答[M].北京:中国宇航出版社,2000.

[2]东方星.航天器主要采用什么电源[[J].国际太空2014,(11):78-81.

编辑/贾冰玉

审校/杨洁

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太阳能卫星的概况

就是说太阳能是为卫星提供能量的源泉。

卫星上的电源有化学电源和核电源、太阳能电池电源等多种。取之不尽、用之不竭的能源就是太阳能了,因此,绝大多数卫星目前都采用太阳能电池。这种电池利用半导体材料的光电效应,可以工作几年甚至几十年。

早期的卫星由于把太阳能电池,贴在卫星星体的表面,面积较小,发电功率不高。现在数以万计的太阳能,电池片贴在面积很大的板上,整块太阳能电池板安装在卫星星体外面,发电功率大大提高了。

太空中没有空气,卫星和航天器主要靠太阳能,它们的飞行原理是怎样的?

太阳能卫星装备了太阳能电池,是构造简单的轨道卫星,它会把搜集到的能量传回到星球的地表上。这些能量使用特殊的雷射光来传输。太阳能卫星的效率取决于太阳光线的强弱。它的价格低廉,安装简单,这些卫星因为提供了地面建筑所需的电力而广为人知。不幸的是,这些卫星在战斗时极易被摧毁。

太空中没有大气并不正确,严格地说地球大气层1000公里厚,很多卫星都处于大气层内。宇宙中没有绝对的真空,飞船会受到阻力缓慢减速,也可以由于地球引力的影响轨道变化。

地球大气层厚度有1000公里,但是地球大气层绝大部分质量都集中在距地面100公里的范围内。最外层的散逸层虽然十分稀薄,但对于长期在太空运行的飞行器来说,却是不可以忽视的存在,所以飞行器都会保留一定的燃料,为的就是调整飞船的飞行轨道。国际空间站位于距离地面400公里左右的太空,因为稀薄大气和地球不均衡引力的影响,需要不定期地调整轨道,避免轨道高度降低太多,最后不自主地坠落地球,也需要不定期地补充燃料,用于调整轨道。

而距离地球比较远的卫星等人造设备,由于地球质量分布并不是均匀的,引力也就不是很均衡,轨道参数在长期运行过程中也会缓慢变化。而卫星由于体积的关系,携带的燃料是比较少的,只能用于紧急情况下的轨道调整,并不能作为特别长期的准备。卫星调整轨道还是利用燃料,依靠推进器产生的推力,使卫星加速,将卫星推到更高的轨道。太空中物质分布虽然十分稀薄,但是飞船向后喷射燃烧的气体,依然可以获得足够的推力。

卫星等人造地球轨道飞行器主要看推进器改变运行模式,当然也可以利用行星的引力弹弓效应,不过那说到底还需要推进器的遮住,在近行星的轨道点或者远行星的轨道点,启动推进器,使飞行器获得额外的推力,使飞行速度超过绕行星球的第二宇宙速度,它就能拜托星球引力的束缚了。

以上就是关于卫星是靠什么飞行的呢?有什么具体的科学原理?全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
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