天体的椭圆轨道,最早应该是开普勒依据第谷的观测数据通过计算得出的,后来的牛顿也得到了相同的结果。开普勒并没有给出椭圆轨道的成因,牛顿则认为天体的椭圆轨道就是万有引力引起的。
因为天体环绕运动的向心力是由引力提供的,这样的说法似乎顺理成章,实则并未触及到问题的根本,因为引力是环绕运动的原因,并不能就此说是椭圆轨道的成因。那么椭圆轨道究竟又是如何形成的呢?
先来明确2点:1,现实中,天体的运动速度都是在变化着的,绝对的匀速运动并不存在;2,没有绝对的正圆轨道,所有的环绕运动都不会是一个正圆。以上都遵循熵增原理
所有做环绕运动的天体,其速度在方向上都是沿着切线的,这样就会让天体的环绕运动始终存在着一个脱离原初路径的趋势,此时只要环绕运动在速率上出现任何变化(无论变化多少),天体就会脱离原初轨迹,生成一个椭圆。
以地球人造卫星为例,椭圆轨道形成的方式如下:
速率增加,轨道提升时,每过去1秒,速度就减少大约9.8米;轨道下降时,每过去1秒,速度就增加大约9.8米,这个加速或减速的过程就是椭圆轨道的成因。同时,这样的变化与卫星距离地球的远近无关。人类所有类型的航天器,无论距离地球远近,都在遵循着这一加速、减速效应,并不是如万有引力之平方反比律所讲的那样,距离地球越远加速起来就会越轻松,这就是深空探索困难的原因。
或许有人要问:那旅行者1、2号又该咋讲?这是因为旅行者1、2号经过多次变轨,早已经成为2颗人造行星,在一个偏心率极大的椭圆轨道上环绕太阳运行,它们并没有脱离太阳的掌控
--
修改:md2006 FROM 112.9.186.*
FROM 112.9.186.*