什么是同步卫星?(地球同步卫星一定在赤道上空吗?)

若兰向姐姐请教:“姐,什么是同步卫星?”

姐姐:“同步卫星是指绕地球的周期和地球的自转同步的人造卫星,它相对静止于地球赤道的上空?因为从地面上看,卫星保持不动,所以也叫做‘静止卫星’,从地球之外看,卫星与地球以相同的角速度转动,角速度与地球自转角速度相同,所以称为‘地球同步卫星’。”

若兰听后,不住摇头:“嗯!不懂!不懂!太深奥了!”

姐姐:“这?该如何说呢?”

爷爷:“若水,你讲得太复杂了,你妹妹才读五年级哪!”“小妹,我们打个比方吧!我们把地球仪比作地球,同时把一个兵兵球比作卫星,我们在垂直于地球仪画了赤道的直径的地方穿上一根铁丝,铁丝的另一端穿上兵兵球,然后我们模拟地球自转的方式转动地球仪,这时候,兵兵球就会围着地球转圈了,而在保持在固定的距离转,我们把兵兵球转圈看做是公转,这时候,兵兵球无论怎么公转,它的位置都只能相对保持在连接地球仪一端的的铁丝的这个点,也就是铁丝打穿地球仪的地方?也就是说,兵兵球公转时时候,它总是对着这个点的。假如我们把铁丝撤走,地球仪保持原来的速度自转,兵兵球依然沿着原来的轨道围着地球仪公转,但我们把它转圈跑路的速度减慢,或者加快,那么兵兵球的公转时候,它的位置还会对着地球仪上的那个原先穿铁丝的点吗?”(做这个模拟实验,前提是采用地球仪固定架不挡住兵兵球模拟公转的时候,串着地球仪和兵兵球之间的铁丝的那种地球仪,若设想,就得忽略地球仪固定架的遮挡,而实验之外,地球和月球之间,是没有这根铁丝的。)

若兰:“肯定不会了!”

爷爷:“对,简单地说,同步人造卫星,就是说人造卫星在围绕地球公转的时候,地球也在自转,但是人造卫星的位置总是对准着地球的一个点,不会跑到别的地方,这就是卫星绕地球的周期和地球的自转同步,卫星公转一周和地球自转一周的时间相同(23时56分4秒;卫星在轨道绕行速度约为3.1千米/秒),卫星的运行(公转)方向必须和地球自转方向保持一致,而且高度也必须维持在一定距离(36000公里左右),保持固定的圆形轨道。”

若兰:“那为什么是要在赤道上方呢?不能在其他地方吗?”

爷爷:“你观察一下地球仪!他在转(自转)的时候,赤道是不是很像一个总在一个平面上打转转的圆圈呢?”

若兰:“对呀,如果角度偏了,卫星公转的时候就不会总是对着这个地球的一个点了!但是我想如果在北回归线的上方,或者其他某条维度线上,卫星也可以总是对着一个点的!”

爷爷:“对的,但是人造卫星是要和地球保持电磁波信号往来传输的,电磁波不会转弯,只有在赤道的上方,电磁波覆盖的面积才会最广,因为地球是圆的,而赤道是地球自转方向直径的最大处!这样一来,只需要三颗等同距离的同步卫星,信号就可以覆盖整个地球了!”

若兰:“那为什么要把人造卫星弄成同步卫星呢?”

爷爷:“这是因为,同步卫星相对于地球是保持相对静止状态的,也就是从地球上看同步卫星,它看起来是不动的,这样一来地面上只要对准卫星,就可以直接互传信号了。如果不是同步卫星,那地球上与卫星通信的时候,科学家们还要追踪卫星的轨迹,简单的说,就是还要去追着它的运行轨迹找它在哪!而卫星与地球通信,电磁波的往来,是需要时间的!这样会省了麻烦,提高效率!”

若兰想了想:“哦,我明白了!谢谢爷爷!”“我还知道了卫星通信优点!”

爷爷:“说说看,这个有点是什么?”

若兰:“因为地球是圆的,电磁波不会转弯,这是爷爷说的,所以如果用地面基站传输信号,信号就会传不远,因为电磁波是不会根据地球的形状而转弯的,所以就得建很多很多的基站来接力,但卫星它在得高,克服了因为地球是圆的(地球曲率)而电磁波不能转弯而带来的局限,所以使用卫星通信,电磁波信号的覆盖面积就广,就会传输的很远,因为,卫星可以和它的信号覆盖面以内的任何地方进行信号传输往来!”

若水竖起了大拇指,爷爷高兴地说:“对头!聪明!小妹真能干!”

……

什么是同步卫星?(地球同步卫星一定在赤道上空吗?)

原创文章,作者:节气君,如若转载,请注明出处:https://www.tqzw.net.cn/24jieqi/dilizhishi/1251.html

(1)
上一篇 2022年11月11日 上午12:03
下一篇 2022年11月11日 上午12:07

相关推荐