1. 国际空间站不会掉来需要动力吗
国际空间站在轨道运行,是需要动力的。
在国际空间站的高度,大气及其稀薄,但还是有大气。有大气就有阻力,所以动能就会转化为内能,就会慢慢往下掉,但是这个速度很缓慢。因此国际空间站在轨道运行,是需要动力的。
空间站除了供航天员进行各种实验外,还可作为太空驿站供航天飞机停靠以及为军事作战提供服务。人类并不满足在太空作匆匆的游客,其需要在太空中开辟更大的生活和工作的场所。传统的载人飞船空间狭窄,只能挤进几个人,也不能带很多的生活物资;
你会成为一颗人造地球卫星,等氧气用完后死亡,然后还会绕着地球旋转数年,再化作一颗流星烧毁在大气层中。
国际空间站处于失重状态,在上面观看地球绝对是非常壮观的,整个地球都能尽收眼底,如果站在国际空间站外,估计每个人的内心都有往下跳的冲动。
2. 空间站为什么不掉下来空间站为何不掉下来
1、空间站之所以不会掉下来是因为空间站所处的环境是失重状态,并配合燃料助推,因此空间站在太空中不会掉下来。
2、空间站是绕着地球转的,它有被往外甩的离心力,经过人为控制绕行速度,让它的离心力大小正好和重力平衡,所以它既不会离开地球也不会掉下来。
3. 为什么太空舱不会掉下来日记
在轨飞行时产生的离心力=地球引力,所以太空舱可以在固定的轨道不会掉下来!
绕地球飞行时:
离心力>地球引力时,会越飞离地球越远,飞走了;
离心力=地球引力时,会绕着地球的某个固定轨道飞;
离心力<地球引力时,会离地球越来越近,掉下来了!
4. 空间站受到地球引力,为什么没落到地面老师在地面做了什么实验你也模拟一下这个实验。
3月23日下午,“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲并直播,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行授课。王亚平和冰墩墩在中国空间站同框。 (视频截图)视觉中国供图
对地球上的孩子们来说,承载着无限梦想的星辰大海浩瀚无边,也很遥远。但翟志刚、王亚平、叶光富老师的声音和面孔,却格外清晰和亲切。从某种意义上说,三位“太空教师”的形象就是他们心中梦想的样子。
3月23日,“天宫课堂”在中国空间站再次开讲,太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验又一次唤醒大家对太空的奇思妙想。仿佛开启一扇门,“天宫课堂”再次将孩子的想象力和星辰大海之梦打通,太空探索继续远航。
冰墩墩在太空走了直线
忙完冬奥会之后,“顶流”冰墩墩又在空间站“加班”。太空抛物实验演示了天地之间抛物区别。王亚平手拿冰墩墩抛出,如果是在地面,冰墩墩一定会下坠,但在“天宫课堂”,正如王亚平所说:“冰墩墩并没有像在地面一样下坠,而是沿着直线近似匀速前进。这和牛顿第一定律描述的现象相同。”
太空授课地面主课堂老师、北京师范大学第二附属中学物理教师张健解释,牛顿第一定律,又叫惯性定律,就是任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
在地球上,人们被地心引力牢牢吸在地上,但空间站属于微重力环境,冰墩墩没有往下坠。张健解释说,平抛运动是中学物理知识中一个非常重要的运动规律,同学们日常生活中对于这种现象司空见惯,但是在完全失重的情况下,平抛运动到底遵循怎样的规律,运动轨迹如何,老师平常只能通过想象的方式让同学们去理解。他看到这次太空授课冰墩墩所演示的情况非常兴奋,“这样就能使学生清楚地认识到,在失重时物体平抛的规律”。
实际上,平抛运动的原理在现实生活中应用非常广泛。张健在黑板上画了个半径为R的球体,代表地球,地球上标出一座高山。他说:“如果我们在高山上做平抛实验的话,把物体抛出,它将落向地面,如果将物体抛出的速度变大,它将会落向更远的地方。如果抛出的速度足够大,它有没有可能不落回地面而成为环绕地球的一颗卫星呢。”
这个想法最早由牛顿提出,是一个思想实验,也被称为“牛顿的高山大炮实验”。所谓思想实验,又称为理想实验,指的是用一定的逻辑法则在头脑中进行物理问题研究的思维方式和研究方法。
这类思想实验在科学发展的历史中并不鲜见,张健举例,伽利略通过理想斜面对接实验,帮助人们认识了力与运动的关系;在广义相对论中,爱因斯坦用理想升降机提出了强等效原理;海森堡提出的测不准原理,也是利用了单电子衍射理想实验。
“基于逻辑法则和事实基础开展的思想实验,对科学进步起到了重要的作用。”张健说。
至于“牛顿的高山大炮实验”,则引出了第一宇宙速度等概念,成了发射人造卫星、空间站的重要依据。
张健解释,7.9千米/秒是第一宇宙速度,也是最小的火箭发射速度;如果抛出速度大到11.2千米每秒,就达到了第二宇宙速度,是脱离地球引力的最小发射速度,比如可以飞向火星;如果抛出速度大到16.7千米每秒,就达到了第三宇宙速度,这是飞出太阳系的最小发射速度。
其实,中国航天,就是这样越走越远的。
“冰球”实验为无容器柜出场打前站
此次太空授课中,晶莹的热“冰球”实验给不少人留下了深刻的印象。实际上,这是最让人捏把汗的一个实验。
过饱和乙酸钠溶液被王亚平从储存袋里挤出,形成球体悬浮在空间站中,她手中的毛杆一碰小球,球体随即开始结晶,变成了一个“冰球”的样子。只是结晶过程放热,王亚平拿手碰了碰小球,告诉大家,其实它是热的。
中国科技馆中国空间站科创体验基地辅导员吴彦旻告诉中青报·中青网记者,这个实验对这个过饱和溶液的状态要求比较高。
为啥容易失手还非要选这个实验呢?吴彦旻透露,这是为了引出叶光富展示的“宝物”——无容器材料实验柜。他幽默地说,授课专家打了一个非常形象的比方,把这个实验柜比作西游记里太上老君的炼丹炉。
吴彦旻介绍,通常熔炼物质都需要使用容器承载材料,就是坩埚,往往因此会引入杂质,在材料凝固过程中,会受容器影响,导致实验取得的数据不准确。
“无容器”就是不用容器承载,使物体在悬空的状态下实现熔炼的过程。再回头看亚平老师的实验,溶液球飘浮在空中,这次并没有使用固水环,和地面最大的不同是,材料在悬浮条件下完成了结晶变化。同样没有使用容器,“天宫课堂”还向大家展示了,无容器柜用激光加热合金小球到熔融状态以及再辉现象。
“容器对材料的生长影响还是挺大的,因为在材料生长的过程中容器的形状,它表面的结晶度,表面的粗糙度,对材料的晶格结构、缺陷、纯度都是有很大影响的。”中科院物理研究所研究员魏红祥进一步解释,特别是一些多元的合金,比方说两元或三元合金,由于它的浓度不一样,在地面上做的时候它会分层,在微重力环境下,它这方面的影响没有了,如果再把容器的影响去掉的话,就有可能长出纯度更高、结晶度更高、结晶更好的材料。
太空水油分离基本靠“甩”
在地面上,受重力影响,密度不同的水和油会出现分层现象。而在太空中,水和油分离的现象显然不同。王亚平老师将装有水和油的小瓶用力摇晃后,水油并没有分层,而是依然混合在一起,直到叶光富老师的“人工离心机”启动,才将水和油成功“甩”分层。
太空的微重力环境怎么来的?人们的第一感觉是去了太空当然就失重了,地球引力够不到了,真的是这样吗?
吴彦旻笑着回答:“咱可能小瞧地球大大的能力了。”他算了一下,空间站离地的高度大约400公里,这个是重力加速度的计算方法,分母就是地球半径的平方,计算得出,空间站轨道高度的重力水平并没比地面低太多,大约是地面重力水平的88.5%。
那到底是什么原因呢?吴彦旻解释,空间站微重力的成因和它的飞行速度有关,目前公布的天宫空间站的飞行速度是7.68公里每秒,差不多是步枪子弹速度的10倍。这么快的速度如果没有什么力量拉着,那妥妥地就飞向宇宙了。此时尚存的88.5%的重力正好提供了一个恰到好处的向心力,保证空间站既没有飞离也不会坠落,它老老实实地围绕地球做圆周运动。
那为啥都要说微重力,而不是零重力呢?吴彦旻说,首先,地球不是一个理想的均匀球体,本身形状就不是,各部分的密度也不一样。它拉扯空间站的力道就有波动。其次,受空间站机动能力和稀薄大气的影响,空间站也很难做到速度恒定。此外,空间站是个复杂的机器设备,上面有各种仪器在运动,航天员每天还有大量的运动处方任务要完成。他说:“把空间站的环境描述为微重力是非常准确的说法。”
“液桥”实验操作简单原理高深
相比其他实验,“液桥”实验操作起来比较简单,这个看似简单的实验是怎么被选上天的呢?
王亚平在太空用水搭起一座“桥”,相比于地面主课堂上同学们手里微小的液桥,她在空间站中的液桥可谓巨大。“天宫课堂”授课专家组成员、中国科技馆科普讲师团副团长、北京交通大学副教授陈征揭秘,“天宫课堂”实验设计有三条基本原则。
陈征说:“第一是安全,不能危及空间站的运行,不能有任何的安全隐患。第二,实验现象要和地面有明显的差异,地面上完全不可能随便拿一杯水就能做出一个液桥的。第三是方便航天员的操作,不要给航天员太多额外的负担。这几方面液桥实验都很符合,所以就把它作为太空授课中的一个内容了。”
此外,看似简单的液桥实验其实并不简单。陈征解释,在大学教师看来,关于液桥已经不再仅讨论表面张力,而是需要让同学们关心物质的流动和能量的交换。
物理学界流传着一个故事,着名理论物理学家沃纳·海森堡临终前曾说:“当我见到上帝后,我一定要问他两个问题——什么是相对论,什么是湍流。我相信他只对第一个问题应该有了答案。”着名科学家理乍得·费曼称湍流为“经典物理学中最后一个尚未解决的重要问题”。
陈征说:“空间站可以最大限度摆脱地面重力影响研究流体,给今天的物理学家创造了最好的探索条件。”
在太空授课过程中,“天宫课堂”地面主课堂授课教师、北京市第十三中学物理教师李晓彤和学生们同步做了液桥实验,她说:“同学们特别喜欢,觉得很神奇。”
事实上,正如陈征所想,小小的液桥一头拉住了正在勤奋读书的孩子,一头拉住了星辰大海的梦想。
设计:中青报·中青网记者 张茜 实习生 李相宜
中青报·中青网记者 张茜 邱晨辉 来源:中国青年报
来源:中国青年报
5. 国际空间站将近400吨,为何不会掉下来
因为国际空间站与地球之间存在两种力,一种是空间站的离心力,一种是地球的吸引力,当这两种力平衡时,就可以保证空间站不被坠落,这和行星与它自己卫星之间的力的关系是一样的。国际空间站运行在距离地球约400公里的轨道上,总质量超过400吨,面积相当于一个标准足球场大小。1998年开始建造,2010年完成建造任务并正式投入使用。目前已安全载轨飞行22年之久。
我们知道太空虽然是真空环境,但也会存在少量的空气分子,也就是会有比较小的阻力存在。空间站的飞行速度应阻力的作用是在持续衰减的速度衰减将直接导致空间站的运行高度每日下降约两公里。如果不进行人为干预,那么空间站最终也会掉落。一般情况下,地面指挥中心会定期的通过不计火箭或空间站自身携带的推进装置进行轨道台升。每次轨道台声大致需要三个小时,而为了维持国际空间站的运行高度,每年则需要耗费7.5吨化学燃料,花费约2.1美元。
6. 宇宙空间站为何掉不下来
因此空间站所处环境是失重状态,并配合燃料助推,因此能够在太空中长期保持。
空间站绕行轨道时的向心加速度由重力加速度提供,因此圆周运动的太空船所受合力提供了太空船做圆周运动的向心力。而每个时间点的瞬时加速度,都将指向地球中心。在外太空,空间站受到地心引力,都以同样的速度绕地球运动,所以在太空中会呈现失重状态。
失重并非指物体不受重力,而是指物体对支持物的压力小于物体所受重力的现象 。
失重现象主要发生在轨道上或太空内,当物体失去了重力场则会发生失重。
(6)空间站为什么不掉下来扩展阅读
在地月系统中,只考虑地球与月球的引力,在地球与月球之间的某些点上,地球与月球的引力相互抵消,重力为零。
在失重状态下,人体和其他物体受到很小的力就能飘浮起来。失重为在太空组装结构庞大的航天器提供了有利条件。
空间站主要负责在近地球轨道长时间运行、供多名航天员巡访、长期工作和生活,在空间站中要有人能够生活的一切设施,空间站不具备返回地球的能力。
空间站的特点之一是经济性。例如,所有的空间站都不具有返回地面的功能而是在太空接纳航天员进行实验,可以使载人飞船成为只运送航天员的工具,从而简化了空间站的结构。
另外,只要航天员启动并调试后它可照常进行工作,定时检查,到时就能取得成果。空间站能长期(数个月或数年)的飞行,保证了太空科研工作的连续性和深入性,这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。
参考资料来源:网络-失重
参考资料来源:网络-空间站
7. 我们往宇宙发射空间站,它们长期在那里,为什么不会掉下来
中国天宫空间站距离地球地面为400公里。此时的天宫空间站还是处于“稀薄”的大气之中。空间站受万有引力影响,的确会缓慢的的向地球“靠拢”每天大约也就是一百多米,也就是大家所理解的“下坠”。这时候就要依靠空间站自身的“力量”,如果空间站不进行“抬升”轨道,空间站的确会慢慢的掉下来,这个时间段大约需要几年,大家可以参考和平号空间站。,就是缺少维护以及提升轨道而坠入地球太平洋。大家也不用担心我们的空间站掉下来,因为时不时的空间站也会进行制动,也就是“点火”抬升轨道,定期调整空间站的轨道所需,这也就是空间站为什么不会掉下来的原因,和平号空间站是因为得不到补给才坠入地球的。
8. 国际空间站为什么不会掉下来
国际空间站所在的轨道高度的大气已经极为稀薄到可以忽略不计了。国际空间站上并没有推进动力装置,在国际空间站中提供设备电力的装置是在空间站外部安装的太阳能电池板,国际空间站在轨道上运行的速度足以让它获得基本抵消地球重力束缚的力,所以它不会掉下来