模拟宇宙速度 · 环绕与逃逸
初速度决定发射的起点条件。随后只受朝向地心的引力,卫星的速度方向与大小持续改变。足够合适的横向速度让轨迹绕过地球;环绕与逃逸时,引力都没有消失。
本页固定在距地表 4,000 km 的位置发射,地球半径取 6,371 km。圆轨道速率 v=√(μ/r),逃逸速率 v=√(2μ/r),本高度分别约为 6.20 和 8.77 km/s。7.9 和 11.2 km/s 对应近地表的理想值。低于圆轨道速率也可能形成安全的椭圆轨道;方向朝向地面时,即使速率超过逃逸值,也可能先撞击地球。
采用球对称地球、质量可忽略的卫星的二体模型,μ=398,600.4418 km³/s²;无大气阻力、无持续推力,忽略地球自转、非球形、月球和太阳引力。以通用变量求解开普勒运动,预览、飞行和快进使用同一方程;到达地表就停止。每次从相同高度发射。
黄色箭头表示速度;青色箭头只表示引力加速度的方向,其大小见下方读数。两种箭头不能直接比较长度。两条轨迹在同一视野中按同一空间比例绘制。虚线预览至一圈、地表碰撞或六小时;六小时不是运动终点。切换完整视野可查看远处的卫星,时间仍继续推进。仅讨论地球环绕与逃逸,不模拟第三宇宙速度与太阳系逃逸。
深圳科学技术馆「模拟宇宙速度」,T2-03-4,资料库位置 F5 太空探索。本页为依据原理独立制作的体验,非官方出品。