
上海市七宝中学附属鑫都实验中学的校园里充满着“太空”元素。 图/受访者供图

我校是一所航天特色学校,连社团活动都和“太空”挂钩。正是因为这点,我加入了学生科学院“走进航天”特色课程。今天,就借着课上学到的知识,和大家聊聊“航天器为什么能在太空‘不掉下来’”这个有趣的航天小知识。
上海市七宝中学附属鑫都实验中学 七(12)班 康黄悦
首先,航天器能“悬浮”在太空,靠的是地球的引力和自身的速度形成的平衡。地球会对周围的物体产生引力,就像一根无形的“绳子”拉着航天器。但航天器发射时,会被火箭加速到每秒约7.9千米的“第一宇宙速度”——这个速度刚好能让航天器绕地球做圆周运动,此时它向前飞的“离心力”,和地球拉它的引力相互抵消,航天器就不会掉下来,也不会飞离地球,而是稳定地绕地球运行。
那为什么航天器不会停下呢?这是因为太空中几乎是真空环境,没有空气阻力阻碍航天器的运动。在地球上,我们扔出的球会慢慢停下,是因为空气和地面的摩擦力消耗了它的动力;但在太空里,航天器一旦获得足够的速度,就能靠着“惯性”一直绕地球转,不需要额外的动力维持;但当航天器调整轨道时,因始终都有地球引力的干扰,为避免向轨道中心坠落的风险以及实现轨道修正,航天器才需打开发动机。
不过,航天器的轨道也不是永远不变的。太空中还有极其稀薄的大气,长期运行会轻微减慢航天器的速度;太阳风、地球磁场的变化,也会影响它的轨道。所以地面的航天测控站会时刻监测航天器的位置,偶尔发出指令让它启动发动机“提速”,维持稳定的运行轨道。
这就是航天器能在太空“不掉下来”的秘密——既靠地球引力的“牵引”,也靠自身速度的“支撑”,是科学规律让这些“太空使者”能稳定地为我们服务。