大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于美国故障飞船回地球的问题，于是小编就整理了1个相关介绍美国故障飞船回地球的解答，让我们一起看看吧。
宇航器进入太空关闭发动机后其速度还大于7.9km/s吗？
发射卫星、飞船等在轨运行航天器时，火箭与航天器分离前的最小发射速度需大于7.9km/s，这是由第一宇宙速度决定的，否则航天器会被拉回地球大气层坠毁，我国火箭发射卫星的实际最大速度为8.5km/s～10km/s之间。
发射深空探测器（如“天问一号”火星探测器）时，火箭与探测器分离前的最大速度需大于11.2km/s，这是由第二宇宙速度决定的，否则探测器只能成为地球的卫星，而不能成为其他行星的探测器，如我国的长征五号遥四火箭发射“天问一号”时的最大速度突破11.2km/s，刷新了我国火箭的最大发射速度。
以上描述的均为火箭发射速度。而在轨运行速度是指卫星进入运行轨道后环绕地球做圆周运动或椭圆运动的线速度。
- 当卫星“贴着”地面（低轨卫星200公里到400公里内）飞行时，最大运行速度略大于第一宇宙速度7.9km/s；
- 随着卫星轨道高度的增加，卫星所需的运行速度会越来越小，比如我国的北斗导航GEO地球静止轨道卫星，轨道高度35786公里，此时卫星的运行速度为3.07km/s；
- 我国的“天问一号”火星探测器在分离时的速度大于11.2km/s，而现在地火转移轨道上运行速度为3.5km/s。
大家可能有个疑问，为什么发射速度那么大（7.9km/s），GEO高轨道速度却变小（3.07km/s)了呢，中间经历了怎样的过程？
这所有的一切都由卫星的变轨造成的。 卫星由低轨到高轨的过程，要克服万有引力做功，所以速度减小了。
- 当火箭带着卫星刚入轨时，进入的是近地圆形轨道，速度7.9km/s，如下图中轨道1的速度；
- 卫星运行到N点时，经过一个短暂加速进入椭圆轨道2，因此在椭圆轨道运行时，经过N点的速度大于1轨道的速度；
- 而椭圆轨道运行是一个变速运动，在近地点速度大，远地点速度小，当它运动到远地点M时，再经过一个短暂的加速进入高轨道3运行，因此，在3轨道运动行时的速度大于在2轨道运行时经过M点时的速度。
不难看出，在椭圆轨道运行时，经过N点的速度是最大的速度，经过M点的速度是一个最小的速度，即：V2N>V1>V3>V2M。
最后我们发现，虽然经过了两次加速，卫星由低轨道转入高轨道运行，其速度反而减小了。这正是由于卫星抬高轨道，克服地球引力做功，卫星运行速度变小。这也正解释了前面的疑问。
7.9千米每秒指的是地球表面的逃逸速度，意思是说如果从地球表面起飞的物体，需要达到这个速度才可以进入围绕地球运行的轨道，而不会掉下来。
就像是我们朝天上扔石头，如果劲小一些，石头很快就会以一个抛物线掉下来。如果劲大一些，石头就会飞的更高，会形成一个较大的抛物线。如果你能将石头的加速度达到7.9千米每秒，那么这个石头就不会掉下来了。
我们通过扔石头的试验就会发现，石头在上升的过程中，速度是在不断减小的。最后速度为0，达到最高点，然后向下坠落。
不过，当飞行器以第一宇宙速度进入环绕轨道之后，就不需要发动机再工作了，这时可以关闭发动机，飞行器依然可以在轨道上飞行。
至于这时飞行器的速度并不是确定的，是根据不同高度的轨道，速度也是不同的。在非圆形轨道中，近地点和远地点的速度也是不同的。
飞行器距离地面越近，其速度就越接近7.9千米/秒，反之就会小于这个数值。所以，在环绕轨道上飞行的航天器，其飞行速度是小于第一宇宙速度的。
7.9km/s是第一宇宙速度，是绕地球运行的最低速度，但却不是所有航天器的运行速度。火箭作用是将卫星导入预定地球轨道，星箭分离后航天器速度常大于第一宇宙速度。
物理学的发展中，曾应用“理想实验”，是由伽利略开始的，他在研究摩擦力的时候设想如果有完全光滑完全无阻力无摩擦的世界，一个物体可以沿着另一个物体的表面一直运动下去。第一宇宙速度的概念也是理想情况下的，由于引力的的影响，沿着地面切线的方向扔出一个物体，只要高度相当落地的时间是相同的，
排除大气阻力的干扰，如果初速度足够大，物体就会飞的就足够远，达到一定程度就可以沿着球体地球的表面划出一个类似圆形的运行轨迹，而圆形运动有所谓的“向心力”，速度大到一定程度，物体划出的圆形轨迹的向心力会等于或者大于地球的引力，此时物体就会一直沿着地面的切线方向飞行，不会掉落下来。
这就得出了地球的第一宇宙速度，地球的引力恰好提供了航天器的向心力，太空中几乎没有大气阻力只有地球引力，恰好满足“理想实验”的结论，经过计算这个速度最低就是7.9公里每秒。相似地，地球的引力毕竟是有限的，在轨道上运行时速度若过大，就会使得向心力大于地球引力，航天器在轨道上运行时会逐渐远离地球，也就是所谓的“脱离地球引力”，实际上是进入了太阳轨道，这是第二宇宙速度，最低是11.2km/s；接着往下算，整个太阳系的质量也是有限的，提供的引力也有限，若超过16.7km/s的第三宇宙速度，航天器就可以在无动力的情况下靠着惯性飞出太阳系。
那么探测器围绕地球运行的速度在7.9-11.2km/s之间，低于7.9km/s的速度则坠向地球，高于11.2km/s的速度则远离地球，航天器的速度一般也是大于7.9km/s的第一宇宙速度。然而这种情况是比较理想的，也就是地球的引力中心是固定不变且位于地球的几何中心，飞行器的轨道是规则的圆形，这时无论运动到何处地球对航天器的引力都是均衡的。
可惜的是，地球并不是完美的球体，物质元素分布的不均匀使得地球表面各处的引力也不均匀，因此航天器受到的引力也是不均匀的，因此航天器的轨道都不是完美的圆，通常是一个椭圆，在远地点时的最低速度是第一宇宙速度，近地点时却大于这个速度。实际情况中，航天器的轨道是椭圆，有近地点和远地点，近地点速度快动能大，远地点速度低动能小，相对的近地点重力势能低，远地点重力势能大，航天器靠重力势能和动能的转换维持在地球轨道上，太空几乎无大气阻力的特点使的航天器一直维持在轨道上。
主要是在发射的时候，运载火箭给航天器提供了绕地运行的初始动能。第一宇宙速度和第二宇宙速度的存在，使得航天器最低7.9km/s才能维持在轨道上，需要火箭至少将航天器加速到这个程度。航天的发射中火箭的作用只是给航天器提供初始的动能，按照火箭的设计，在分离最后一级火箭的时候星箭结合体的需要接近第一宇宙速度进入停泊轨道，
这时无动力运行，星箭结合体高度升高速度逐渐降低，靠着惯性滑行，到达指定的入轨点时星箭结合体分离，航天器启动推进器最后一次短暂调整速度参数，最终使探测器达到预定速度和轨道高度，此后探测器就靠惯性、势能动能的转换维持在轨道上。
到此，以上就是小编对于美国故障飞船回地球的问题就介绍到这了，希望介绍关于美国故障飞船回地球的1点解答对大家有用。
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