“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理

“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理

“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理

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摘 要 本文通过对“嫦娥一号”奔月主要过程的介绍,说明一些与其相关的物

理学原理 。

关键词 圆周运动;开普勒第二定律;第一宇宙速度;动量守恒定律

1 引言

2007年10月24日18时05分,长征三号甲运载火箭搭载“嫦娥一号”探

月卫星直冲云霄,奔向遥远的月球,成功地进入环绕地球的预定轨道。探月工程是一项很高端的前沿科技问题,尤其是“嫦娥一号”奔月过程尤为复杂,但其中所涉及的物理原理并不太深奥, 其中的一些力学原理以及天体运动的知识在中学物理中就已经学过。

2“嫦娥一号”奔月的主要过程

1.升空

2007年10月24日18时05分,“嫦娥一号”探月卫星在长征三号甲运载火箭搭载下升空,成功地进入环绕地球的预定轨道(即16小时轨道)。

2.环绕地球运行

(1)第一次变轨。 25日17时55分,北京航天飞行控制中心向在太空飞行的“嫦娥一号”卫星发出变轨指令,指令发出130秒后,卫星近地点高度由约200公里抬高到约600公里,变轨圆满成功。这次变轨是“嫦娥一号”卫星在约16小时周期的大椭圆轨道上运行一圈半后,在第二个远地点时实施的。

(2)第二次变轨。26日17时33分,开始实施第二次变轨,这是卫星的第一次近地点变轨。北京飞控中心向在太空飞行了3圈处于近地点的“嫦娥一号”卫星发送了高精度控制指令,卫星主发动机准时点火,使卫星进入24小时周期椭圆轨道,远地点高度由5万多公里提高到7万多公里。这次变轨为卫星在预定时间到达设计的地月转移入口点创造了条件。

(3)第三次变轨。29日18时01分,“嫦娥一号”卫星成功实施第三次变轨,这也是卫星入轨后的第二次近地点变轨。“嫦娥一号”卫星在24小时轨道飞行第3圈时,远望三号测量船在近地点顺利发现目标,把相关数据传送到北京航天飞行控制中心,同时把有关指令发至“嫦娥一号”卫星。实行这次近地点变轨后,卫星由24小时周期轨道进入48小时周期椭圆轨道,远地点高度将由7万多公里提高到12万多公里。

3.实现绕地、月转移

31日17时15分,“嫦娥一号”卫星接到指令,发动机工作784秒后,正常关机。17时28分“嫦娥一号”在48小时周期轨道上运行1圈后,成功实施第三次近地点变轨,顺利进入地、月转移轨道,开始飞向月球。这也是卫星入轨后的第四次变轨。进入地、月转移轨道后,“嫦娥一号”卫星在地月转移轨道只进行了一次中途修正,就直飞月球捕获点。

4.环绕月球运行

(1)第一次制动。11月5日11时37分,北京航天飞行控制中心对“嫦娥

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