近地卫星可以是同步卫星吗?为什么?


1.近地轨道卫星:通常把运行高度在500千米以下轨道的卫星称为低轨道卫星,500~2000千米高的轨道卫星称为中轨道卫星。中、低轨道卫星合称为近地轨道卫星。

2.同步卫星:指运行周期与行星自转周期相同或轨道平面旋转角速度与行星的公转角速度大致相等的卫星。同步卫星一般分为地球同步卫星和太阳同步卫星。卫星公转周期与地球自转周期相同的称地球同步卫星;卫星轨道平面的转动角速度与地球绕太阳公转的角速度几乎相等的,称太阳同步卫星

结论:太阳同步卫星就是通过地球南北极的卫星轨道平面,每天向东移动0.9856度,这个角度正好是地球绕太阳公转每天东移的角度。轨道高度在600~1500千米之间,运行于此轨道的卫星。所以近地轨道卫星可以是太阳同步卫星。


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那就要看对“同步卫星”这个词怎么理解了?

地球同步卫星是指在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星。它的轨道周期与地球的自转周期相同,为1个恒星日,即23小时56分4秒;距离地面大约35,786 km,距离地心大约 42,164km。地球同步卫星常用于通信、气象、导航以及军事情报搜集等。

近地卫星可以是太阳同步轨道卫星

太阳同步卫星是在太阳同步轨道上运行的卫星。运行轨道为太阳同步轨道的人造地球卫星,这类卫星每天在相同的地方时经过世界各地,每天在大致相同的太阳对地光照条件下观测地面。可用作低轨道气象卫星、照相侦察卫星和地球资源卫星等。


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不可以。

可以用万有引力定律求解地球同步轨道高度一定恒为35786km。或许题主尚未掌握万有引力定律、圆周运动、惯性参考系等运动学原理,以下就只做定性分析:

  1. 卫星的在太空中受地球的万有引力影响,但之所以维持失重状态是因为其所受的万有引力完全充当了向心力。就如同甩链球时,链球有向外飞的驱使,而手中的铁链上的拉力充当了向心力,保持链球既不会飞出也不会砸到自己。这里万有引力就好比手中的铁链,牵着铁球(卫星)环绕运动。
  2. 由于万有引力离地面越近就越大,意味着轨道越低其所需的向心力就必须越大,因为(1)中结论告诉我们向心力应当完全跟万有引力一致。那么如何提高向心力呢?只能增大速度。所以轨道越低,速度越快,周期越短。
  3. 由(1)(2)推知,轨道高度相同,运行周期必然一致
    。而轨道高度不同,运行周期必然不一致。轨道高度越低,运行周期越短。近地轨道高度远低于同步轨道,所以可知,所有近地轨道的卫星运行周期必然大于同步卫星周期,即大于一天的时间,那么他就不可能跟地球同步。
  4. 是否有办法通过消耗额外的燃料来在近地轨道维持较低的速度呢?答案是不可行,原因是消耗燃料要么使卫星加速,但这样会使得卫星离心运动,脱离近地轨道;要么使卫星减速,卫星就会向心运动,坠入地球;要么消耗燃料抵消万有引力从(例如飞机和火箭),但是这样会使得卫星不再处于失重状态,这便不是一颗卫星了,没有任何意义发射这样的一个消耗大量燃料、成本过于昂贵的飞行器来充当卫星的作用。


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