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人造卫星与航天

小学 · 地球与宇宙 · 模拟器 · 5–6 年级

在实验室中打开

这是模拟,不是实验。下面的画面用来帮你想明白原理;真正学科学要动手做 —— 本页附有「真实实验怎么做」,照着做一遍才算学会。

知识点 · 要点

  • 人造卫星按轨道高度大致分三类:近地轨道(几百千米)、中圆轨道(约 2 万千米)、地球同步轨道(约 3.6 万千米)。
  • 轨道越高,绕地球一圈用的时间越长:近地轨道约 90 分钟,地球同步轨道正好约 24 小时。
  • 同步轨道上的卫星,绕一圈的时间和地球自转一样,所以从地面看它好像钉在天上不动 —— 通信和气象卫星常用它。
  • 自检:把高度拖到约 35786 千米时,周期正好接近 24 小时;高度越低,周期越短(近地轨道只要约 90 分钟)。

真实实验怎么做

安全提示:甩绳子时周围要留出足够空间,别打到同学;模拟卫星不要朝天用力抛,避免砸到人或掉到窗外。
  1. 器材:一根 1 米长的绳子、一个小球(或用纸团代替)、秒表。
  2. 抓住绳子一端,让小球绕圈 —— 绳子越长,转一圈用的时间越长(这就是"轨道越高越慢")。
  3. 试着让小球每秒正好转一圈,体会"节奏稳住"的感觉。
  4. 查一查:中国空间站在多高的轨道上?绕一圈要多久?北斗卫星呢?

拓展延伸

  • 中国空间站在约 400 千米的近地轨道上,约 90 分钟绕地球一圈,所以航天员一天能看到 16 次日出。
  • 同步轨道只有赤道正上方那一圈是"相对静止"的;如果把卫星放在别的高度或倾角上,它就会在天空中画 8 字。
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