作业帮人造卫星在返回地球表面时为什么容易被烧毁从传热学角度分析
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/03 10:15:06
人造卫星在返回地球表面时为什么容易被烧毁从传热学角度分析
人造卫星在返回地球表面时为什么容易被烧毁
从传热学角度分析
人造卫星在返回地球表面时为什么容易被烧毁从传热学角度分析
目前世界上只有苏联、美国和中国掌握了卫星回收技术.我国从1975年至1988年末,已连续成功地发射和回收了11颗返回式卫星.这些卫星分别在轨道上运行了三至五天后,全部按预定计划返回大地,于我国腹地的预定区域内安全着陆回收.
宇宙飞行器,包括人造卫星、飞船和各种宇宙探测器等.视其在空间完成预定的飞行任务以后是否还需要安全返回地面,可以分为“不返回的”和“可返回的”（或可回收的）两大类.例如通信卫星、气象卫星和导航卫星等,在轨道上长年累月地运行,无需再返回地面,就属于前者.而载人飞船和照相侦察卫星与某些实验卫星等,在轨道上工作结束后要再返回地面,并以一定的安全速度在预定的回收地区着陆,就属于后者.
所谓卫星的回收,实际上是指卫星上的回收舱的回收.回收舱里有宇航员、试验动物、拍摄过的胶卷、科学探测的结果等等.
可返回飞行器从绕地球轨道返回地面,大致要经历如下四个阶段：
1．制动飞行段 飞行器在制动火箭作用下,脱离原来的运行轨道,转入一条能进入大气层的过渡轨道（图0－3中A点）.
2．大气层外自由下降段 飞行器离开原来的运行轨道后,在重力的作用下,沿着过渡轨道自由下降.在100千米左右的高度开始进入大气层（AB段）.
3．再入大气层段 飞行器在进入大气层后急剧地减速,这时由于空气摩擦使飞行器外壳温度剧烈升高（B点以下）.
4．着陆阶段 在15千米以下的高度,由降落伞将飞行器的速度从亚音速进一步减低到安全着陆速度（15千米高度以下到C点）.
飞行器的返回是一项复杂的技术.在飞行器的设备舱上设有调整姿态的装置（即姿态控制系统）,在制动火箭开始工作时,姿态控制系统能否正确地将飞行器的姿态调整到所需的方向,并保持这种姿态直到制动火箭工作结束,是飞行器能否正常返回的关键问题之一.1959年8月13日,美国“发现者5号”卫星在返回时,在制动火箭点火后,卫星不知去向.第二年2月,美国防部宣布发现了一颗新的人造卫星,并认为是某国的秘密卫星.可是后来查明,它就是在半年前失踪的那个“发现者5号”.原来在调整卫星的返回姿态时,把方向调错了.结果制动火箭变成了一个加速火箭,把卫星推到了更高的轨道.同样,制动火箭的工作必须十分可靠.1966年12月14日,美国“生物卫星1号”,由于制动火箭不能启动而在天上回不来.
飞行器在着陆阶段,为了确保飞行器以一定的安全速度着陆,在着陆前还需进一步减速.国外现有的可退回的宇宙飞行器都是采用降落伞作为着陆减速的手段.一般要求载人飞船着陆时的速度（垂直分量）,在陆地上不得大于6米／秒,在海面上不大于10米／秒,对于无人的飞行器,着陆速度允许到15米／秒.降落伞系统在15千米以下的高度开始工作,一般是采用两级减速：先在12至7千米的高度打开一个面积很小的减速伞,将返回舱初步减速,然后在7至3千米的高度打开面积较大的主伞,保证返回舱以安全速度着陆.降落伞系统的工作应该很可靠,否则有可能使整个飞行任务前功尽弃.1967年4月24日,苏联“联盟三号”飞船在着陆前,由于主伞伞绳缠绕没有打开,飞船坠毁,航天员柯玛洛夫丧命.
卫星回收技术是一项复杂的工程系统.回收技术现在只有少数几个国家能够掌握.要使卫星按预定时间、路线顺利返回地面,必须准确地控制卫星返回大气层的角度及制动火箭的点火时刻,这就需要地面和卫星上的程序控制做到准确无误.我国能够多次而且能够选择在人烟稠密地区准确收回,说明我国在轨道控制技术、制动火箭、防热技术、回收技术等方面都有了新的突破.我国创造了世界航天史上人造卫星回收成功率达百分之百的罕见纪录.
因为，卫星在返回的途中经过地理表面的大气层，由于速度非常的快，和大气发生了很严重的摩擦，摩擦生热，起火，很容易被烧毁的。
最新理论认为：卫星陨落时，高速运动会造成它前面的空气被强烈压缩。温度急剧升高到几千摄氏度，这样的高温迅速传递给卫星，使卫星熔解氧化，也就是烧毁。以前说的和空气摩擦产生热是不准确的。