论述“嫦娥一号”奔月的过程及其其中的原理.doc

论述“嫦娥一号”奔月的过程及其其中的原理摘要： 2007年10月24日中国首颗探月卫星“嫦娥一号”成功发射 ，本文通过引用准确的数据和详细的资料对“嫦娥一号”卫星奔月的过程进行了阐述。并运用万有引力定律、开普勒第二定律、牛顿定律等物理学原理对卫星奔月过程进行了分析。 古往今来，勤劳勇敢的中国人对浩瀚无垠的太空总是充满了无尽的好奇和无穷的想象，随着中国经济的发展、科学技术的不断进步，随着“嫦娥一号”卫星的成功发射，月球这个被我们在神话中赋予了美好想象的地方 ，它的神秘面纱将被我们慢慢揭开，这将标志着我国的航天事业向前迈出了一大步，我国的深空探测向前迈进了一大步。 “嫦娥一号”卫星奔月的主要过程1. 发射过程 2007年10月24日18时05分，长征三号甲运载火箭搭载“嫦娥一号”探月卫星发射升空，18时29分卫星成功地进入环绕地球的预定轨道，也就是16小时轨道，18时36分卫星指控转入北京航天飞行控制中心，19时15分确定卫星发射成功。2 绕地运行及变轨过程（1）.第一次变轨。 10月25日17时55分，卫星近地点高度由约200公里抬高到600公里，变轨圆满成功，这次变轨表明“嫦娥一号”卫星推进系统工作正常，也为随后进行的3次近地点变轨奠定了基础。（2）.第二次变轨 10月26日17时44分，“嫦娥一号”卫星成功实施第二次变轨，使得卫星进入24小时周期轨道，远地点由5万公里提高到7万公里。（3）.第三次变轨 10月29日18时01分，卫星成功实施第三次变轨，并进入48小时周期椭圆轨道，远地点由7万公里提高到12万余公里，开创了我国 最远探测的新纪录。卫星先后开启风离子探测器和太阳能离子探测器，进行数据采集和环境探测。（4）.第四次变轨 10月31日17时28分，“嫦娥一号”卫星成功实施第四次变轨，顺利进入地月转移轨道，开始飞向月球。卫星远地点高度由12万公里提高到37万公里，进入了长达114小时的地月转移轨道。11月2日10时33分，“嫦娥一号”卫星成功实施首次轨道中途修正 ，直飞月球捕获点。3. 环绕月球运行（1）.第一次近月制动 11月5日11时15分，“嫦娥一号”卫星主发动机点火，第一次近月制动开始，持续约22分钟后结束，月球捕获卫星使卫星到达距离月球420公里处，并进入12小时轨道。此时卫星的飞行速度降低以防止逃逸月球。（2）.第二次近月制动 11月6日第二次近月制动使卫星进入近月点200公里，远月点1700公里，周期为3.5小时的预定轨道。进一步降低“嫦娥一号”的飞行速度，进入“过度轨道”为卫星最终进入工作轨道做好准备。（3）.第三次近月制动 11月7日8时24分第三次近月制动开始，这次近月制动持续十分钟。“嫦娥一号”卫星成功调整进入周期127分钟、高度200公里的极月圆形环月工作轨道，从而正式进入科学探测的工作轨道。4. 返回地球的过程（1）.飞离月球的过程 “嫦娥一号”完成绕月计划后，再次点燃发动机，给“嫦娥一号”加速，提高其环绕月球的速度，直到脱离月球对它的吸引力奔向地球。（2）.飞向地球的过程 调整其飞行速度，改变其航向直至被地球俘获，继而成为地球的“人造卫星”。（3）.回到地球过程 环绕地球运行过程中继续实施变轨 ，降低卫星的绕行速度，选择适当的位置撞击地球，完成这一次探月之旅。 “嫦娥一号”卫星奔月过程中的主要物理学原理1. 要想把“嫦娥一号”卫星送入太空 ，那么其发射速度必须大于等于第一宇宙速度，不妨设卫星的质量为m，地球的质量为M，由万有引力定律和圆周运动规律： G*M*m/(R*R)=7.9km/s由于卫星在飞离地球时有一定的高度，要想使卫星摆脱地球引力，那么其初速度一定要大于7.9km/s，这样在卫星脱离火箭时卫星才不会被“抛”回地面。2. 运载火箭在升空的瞬间会放出大量的热，这样在其周围会产生大量的白雾，那是大量的热使周围的水迅速汽化的结果，这里是利用水的比热容大的特点可以吸收一定的热量，避免高温对周围的设施造成毁坏。3. 运载火箭携带卫星升空的过程中遵从动量守恒定理。即火箭燃烧氢气后向下喷出火焰所施加的持续反冲作用下加速上升。“长三甲”运载捆绑分级火箭，每当抛出一级火箭后，由牛顿第二定理和动量守恒定律可知，卫星的飞行速度会大大增加，这样就可以把“嫦娥一号”卫星的速度提高到发射速度。4. 火箭在大气层中运动的过程中，会与大气产生很大的摩擦力 ，摩擦力通过做功使大量的机械能转化为热能，导致火箭表面的温度很高，为了保护卫星不受高温的损坏，它的外表面要用耐高温的材料制成的保护罩对其进行保护。5. 卫星在绕地球、月球过程中所遵从的物理学原理。卫星在绕地球、月球运动是一个椭圆，开普勒第二定律表明卫星在相等的时间内扫过的面积相等，从而可知卫星在近地点、近月点处的速度会比较大 ，在远地点、远月点时速度会比较小。6. 卫星在变轨过程中遵从的物理学原理。自然界中能量是守恒的，卫星在脱离地球所经历的几次变轨实质上是卫星增大其自身动能来克服地球对其引力的过程。最终达到脱离地球引力作用被月球俘获的结果。进入绕月轨道以后，卫星要通过减速降低动能来使其靠近月球表面完成对月球的勘测。7. 卫星着陆地球过程中遵从的物理学原理。要实现卫星着陆地球，就要使其运动速度小于环绕地球的最小速度（即第一宇宙速度），所以在卫星装备着陆时需要进一步降低其运动速度。在其下落的过程中受地球引力的作用其运动速度会不断增大，若不采取措施落地速度会很大。因此在其下落的过程中通过制动及降伞为返回的卫星减速，以便安全着陆。参考文献：1.自