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第6章 地球同步静止轨道（第2页）

“很早以前，科学家们就在想，有没有一种一劳永逸的办法，可以彻底解决地球的能源危机？”

“事实上，现在地球的资源，无论煤炭、石油、天然气等化石能源，还是水、风、太阳能等清洁能源，都与太阳有关。”

“化石能源会污染大气层并且迟早消耗殆尽，风、光和水能并不稳定，实际发电量仅占24左右。”

孙连城说：“能源危机确实迫在眉睫，据说西方不少加油站都开始遭遇‘油荒’，电价也一年比一年高，甚至能引起社会动荡！”

秦宇接着道：

“大刘的小说里提出过‘太空电梯’的概念，而太空三峡也是基于这个想法建立的，就类似于在太空造一座超级发电站！”

“大家都知道，地球一直在自转，所以看起来很不稳定。可假如在太空中飞行的发电站，其速度与自转相等的话，是不是意味着相对静止？”

邵天童虽然学的是经济，但对这样的基本物理常识还是能听懂的，他回答道：

“这种静止轨道，应该就叫地球同步轨道吧？我来之前找朋友了解过，不知道说的对不对……”

秦宇笑说：

“你说的很对，只要运行周期与地球一样都是24小时，那么这条轨道就是地球同步轨道！”

“这种轨道只有在离地36万公里处才有，它可以有无数种轨迹，但有一条是最特殊的。这条轨道在赤道上方，因为发射到上面的卫星，永远都在头顶不动，叫地球同步静止轨道。”

“太空三峡计划的超级电站，就要发射到这条轨道上，相当于固定在地球上空，未来的太空电梯也可以在这条轨道建设。由于地球同步静止轨道的特殊性，我们必须先到先得、抢占最好的位置！”

邵天童小心翼翼的问道：“我想请教一下，为什么只能在36万公里的地球高度，才能和地球同步飞行？那360公里的太空中，无法做到吗？”

见状，秦宇骨子里那股好为人师的血脉又被触动了，他也没嫌这小子笨，毕竟术业有专攻，请邵天童又不是来搞科研的。

他起身在黑板擦出一块空白区域，津津有味的科普道：

“高中物理学过吧？卫星为什么能在天上飞应该清楚吧？”

邵天童点头，“真空环境中，卫星在没有受到外力的情况下，会保持匀速直线运动。其只受万有引力和向心力的作用，当这两个力保持平衡时，就会稳定环绕地球飞行。也因此，卫星的轨道面必须切过地心……”

秦宇敲敲黑板，“那么问题来了，根据向心力公式f=v2r、万有引力f=gr2，得到v=√gr。这里能看懂吧？”

对方点头。

“在地表0公里处，r就是地球半径6371千米，由此得到卫星环绕地表做匀速圆周运动的第一宇宙速度v?，是79千米秒。”

“那么地表360公里处，r就是（6371+360）千米，由此得到该轨道卫星绕地球匀速圆周运动的v?，是77千米秒。”

“而在地表36万公里处，r就是（6371+36万），v可以降至307千米秒！”

秦宇不假思索的口算出来，又继续写，

“地面360公里的轨道周长，c=2πr，如果按24小时飞完一圈，那么卫星速度得到49千米秒。这个速度远低于77千米秒，因此无法成立。懂了吗？”

邵天童一点就透，立即明白过来，类推道：

“随着轨道越来越高，周长增加，意味着卫星绕行24小时的速度加快；而同时，卫星的‘第一宇宙速度’随着轨道升高而降低……”

“一个增加、一个降低，于是当抵达某个高度时，刚好卫星绕行24小时的速度、与‘第一宇宙速度’持平，就成了地球同步轨道！”

秦宇鼓掌，“孺子可教，而只有地球36万公里这条轨道，刚好满足条件。

既能让卫星飞得和地球一样慢、还不至于掉出轨道。而赤道上的地球同步静止轨道，就是特例中的特例，它相当于一块永久的太空殖民地！”

邵天童说：“既然地球同步静止轨道这么重要，这条资源应该很珍贵吧，咱们有捷足先登的可能吗？”

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