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发射场为什么离赤道越近越好

时间: 2022-06-19 23:59:37 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 107次

发射场为什么离赤道越近越好

火箭为什么要在靠近赤道的地方向东发射?

地球自西向东

几乎所有的火箭发射都是自西向东发射,原因不难理解,因为地球是自西向东转的。毫无疑问,地球表面的所有物体均沿着纬线的方向随着地球自西向东转动,由于这个原因,火箭在地面未发射之前,火箭就已经具有了一个和地球自转速度相同的并且是向东的速度。如果火箭的发射方向是向东,那么它就可以利用这个本来就有的速度使自身迅速加速。这就是为什么,几乎所有火箭都是向东发射的原因。

SpaceX公司的猎鹰9号火箭在2021年9月7日发射卫星到地球同步转移轨道时,使用慢速摄影拍摄的发射轨迹

然而,我们知道,地球表面各处的线速度是不同的,南北极点的线速度最小,维度越低线速度越大,赤道的纬度等于零,所以赤道的线速度最大。这就类似于一把转动的雨伞,伞的顶部相当于北极,转动时,线速度最小,而伞尖就相当于地球的赤道。雨伞转动时,雨滴会先从伞尖而不是伞的顶部飞出去,因为伞尖的线速度最大。对于地球来说,赤道上的线速度最大,为每秒456米,如果在赤道发射火箭,则是最节省燃料的。那么,能节省到什么程度呢?咱们可以通过一组数据来对比一下:

库鲁航天发射场是法国目前唯一的航天发射场,也是欧空局开展航天活动的主要场所,位于南美东北部,为法国海外最大的省份法属圭亚那

法国的库鲁航天发射场纬度只有5.23度,如果一枚火箭是在法国的库鲁航天发射场发射,它的地球同步转移轨道运载能力要比在哈萨克斯坦的 Baikonur发射基地发射要高出 20%,因为哈萨克斯坦的这个发射基地的纬度是北纬46度。假如发射基地是纬度更高的地方,比如说北纬70度,那它的运载能力比起在库鲁航天发射场发射时要减少一半。

海南文昌卫星发射中心位于北纬19度36分,虽然它还不算很靠近赤道,但是目前来说它是我国最靠近赤道的发射场

减少调轨燃料

地球同步轨道卫星的特点是,它们位于地球赤道的正上空,所以,低纬度发射场的另一个好处是,如果发射的是地球同步轨道卫星,那么在赤道发射将会使得卫星一开始就具有正确的轨道倾角,直接就进入正确的轨道平面。相反,如果是在高纬度地区发射这样的地球同步卫星,那就要求卫星携带额外的推进剂,以便在太空实施空间机动,从而改变轨道平面使最终的轨道面与赤道面重合。

地球同步轨道卫星的轨道平面与赤道平面重合

文昌卫星发射中心有海运便捷优势

北京大学地空学院教授焦维新曾说过:“大推力火箭是建造空间站的首要前提,也是人类重返月球、登陆火星的必要条件。”然而,大推力火箭的直径都很大,对于内陆的3个发射场来说,运送大型火箭一直是个老大难的问题,当直径超过3.5米时,火箭就难以通过火车运输。而长征五号系列运载火箭的直径为5米,运抵内陆3个发射场比较困难。而文昌卫星发射中心位于海南靠近海岸的地方,且有良好的港口,可以停泊运送大型火箭的船只。可以预见,未来的中国人登月还有火星探测器发射等,都将从文昌卫星发射中心发射。

长征5号火箭,其近地轨道运载能力大约为25吨,同步转移轨道运载能力大约为14吨

无须担心火箭残骸

内陆发射场一个难以避免的安全隐患是,发射火箭时,残骸一般坠落在发射点以东1000公里内,容易掉落到有人地区带来伤亡或者财产上的损失。而文昌卫星发射中心的另一个好处是,它的东面是茫茫大海,即使有残骸坠落,也大可不必担心安全问题,它砸中船只的可能性是微乎其微的。

2021年08月,火箭发射时,火箭残骸坠落农户家中,直接把房子砸穿

既然低纬度的发射场有那么多好处,为什么我国一开始不把发射基地建在海南岛呢?这主要是跟历史原因有关系,上世纪冷战时期,国际形势复杂,而我国那时实力有限,面临着美国、台湾等地区的危险,把重要的发射基地建在海南显然是一件十分不妥的事,因此,只好把发射基地建在内陆深山老林里。而现在,国际安全形式大为好转,最主要的是,我国已经不怕任何威胁了。

火箭发射场为什么建得离赤道越近越好??

我们知道地球在自转,地球上不同地点的自转速度大小一般不同,其中赤道上的物体自转速度最大(它随地球做匀速圆周运动的半径最大,等于地球半径)
所以离赤道越近,自转速度越大,这样发射卫星时就更加有效地能利用地球的自转速度,从而节约燃料,降低风险.
当然要发射同步卫星时在赤道上最好,因为同步卫星的轨道正好在赤道上空.
楼上的说法颇偏,发射卫星并不一定是同步卫星.
又一个不问是不是先问为什么的。
对于极轨和高倾角轨道发射任务,赤道发射场是最糟糕的选项。
怎么都是想当然的答案?因为同步卫星都是在赤道上空运行,所以发射同步卫星的话越靠近赤道越好,节省变轨的能量和风险。
那是因为地球自转产生地转偏向力,北半球向有偏,南半球向左偏,而距赤道越近,地转偏向力越小,赤道上没有地转偏向力,所以发射火箭离赤道越近越好.
赤道处离地心距离较远,在赤道上发射火箭能使火箭获得较大的初速度,降低发射成本.

为什么靠近赤道的地方适合发射卫星

联想地球极点 把旋转的地球和旋转的轮盘比较
当发射点在赤道时初速度最大,达465米/秒,随着发射点纬度增加初速度逐步减小。粗看起来这初速度比第一宇宙速度小很多,但是对运载能力的影响却很大。发射场选择低纬度地区对发射地球静止轨道卫星还有一个好处,就是卫星需要消除的轨道倾角小,它节省了卫星变轨能量消耗。
这就是为什么总是尽量将航天发射场选择在低纬地区的道理。
如果用楼主说的这几样比较就是,在地球的表面上由于自转,使地表的物体本身就有了动力,而这种在赤道附近最明显。
纬度低,自转速度快,可以充分利用自转的惯性。
这只是一个因素而已。
其他的因素比如安全、天气、海拔高度、地势空旷等
相比较而言,地球上赤道处的线速度最大,所以在赤道处有利于卫星的发射,卫星发射后的线速度也比较大,因此卫星发射基地最好尽量建在离赤道较近的地方,此外还要考虑气候等诸多因素。。。
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