我國空間站正處於建造階段,目前天和號核心艙、神舟十三號載人飛船、天舟二號、天舟三號組合體正在地球外太空執行,很少有人會關注它的執行軌道,實際上它的執行軌道相當圓。
據來自中國載人航天工程辦公室的10月29日的訊息稱,當天上午8點,“天和”核心艙組合體軌道引數為:遠地點高度約394.7千米、近地點高度約394.2千米、平均高度約394.5千米、另外其傾角為41.5°,速度約7.68千米/秒。
我們看它的軌道高度,其起伏差別簡直太小了,只有區區500米,如果不看地球公轉前進的距離,那麼天和核心艙組合體執行的軌道幾乎就是一個極致圓潤的圓圈,這個圓圈的直徑相當於地球的直徑12756加上394.5×2公里,為13545公里,這麼大的一個圓圈,其整個外圓軌道到圓心的距離只有500米的起伏,這個長度只相當於其軌道直徑的十萬分之3.7,或者說0.003.7%,可以說實在是太圓了,圓到超乎想像。
我們知道地球就是一個非常標準的球體,雖然珠穆朗瑪峰和馬裡亞納海溝的垂直高度差達到了近20公里,但是地球的直徑為12,756公里,將地球按比例縮小100萬倍,使之成為一個直徑12.756米的球體,那麼珠穆朗瑪峰和馬裡亞納海溝的垂直高度差將不到2釐米,即便以地球南北極和赤道的起伏高度來看,這個球體的直徑高度差也不過2.1釐米,所以地球其實是非常圓潤的,它幾乎比我們所見過的任何的球體都更圓潤。
我們不妨再將它與月球圍繞地球執行的軌道和地球圍繞太陽的軌道相比較一下,月球離地球近地點距離為 35.7萬千米 ,距離地球最遠的遠地點距離為40.6萬千米,遠近相差了近5萬公里,相當於平均距離(38.4萬公里)的13.2%了,這個軌道遠近差遠大於地球周長起伏度,也遠大於空間站圍繞地球執行時的軌道起伏度。
地球圍繞太陽執行時,地球的近日點和太陽的距離為1.471億千米,遠日點與太陽的距離為1.521億千米,相差了500萬公里,為平均距離(1.49億公里)的3.4%左右。
所以我國空間站圍繞地球執行的軌道圓潤度,要比月球圍繞地球執行的圓周軌道以及地球圍繞太陽的圓周軌道圓得多,簡直是圓得不可思議。
那麼我國空間站的執行軌道為什麼那麼圓呢?這還是得益於在軌姿態調控,我們知道我國空間站組合體的天和號核心艙,天舟號貨運飛船,神舟號載人飛船上都有姿態調控發動機,都能對空間站的執行姿態進行調整,這麼圓的軌道也是在其執行過程中進行多次姿態調控促成它越來越圓的。
之所以把軌道調整得這麼圓,主要目的還是為了空間站內部航天員們的在軌體驗更好,以及需要微重力環境的科研裝置能夠更好地操作,因為越是圓潤的執行軌道,航天員在空間站中的甩動幅度就越小。假如空間站執行軌道是一個偏心率很大的橢圓形,那麼這空間站靠近地球時,其內部的航天員乃至一些漂浮的物體就會在加速度狀態下貼向遠離地球方向的一側艙壁上,而當空間站執行到距離地球的遠地點時,內部的航天員和物體又會貼一下靠近地球的一側艙壁上,而在遠離的過程中,內部浮動的物體還會飄向空間站內部的尾部,靠近地球的時刻又會。飄向空間站內部的頭部,這樣空間站內部的漂浮物體就處於一種不穩定的狀態,對航天員和一些科研裝置的運作是不利的,所以空間站執行的軌道是越圓越好。
參考資料:
《中國航天報》10月29日文章《中國空間站軌道終於圓了!》