为什么同步卫星一定要在赤道上空? 同步卫星为什么是在赤道上空而不是在赤道

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-15
首先,卫星能够停留在某一高度的原因是它在不停地环绕地球作高速的匀速圆周运动其向心力由引力提供——或者说离心力和引力持平(实际上卫星只受重力,并不存在什么向心力或离心力,后俩力不过是为了表达方便而加上去的)

那么,可见卫星必须时刻绕地球中心运动这样才能保持高度。——注意,一定是绕地球中心运动。并且这个匀速圆周运动的线速度必须保持恒定。

然后,地球是在自转的,卫星要想保持在同一个地区的上空,那么这个地区必须绕地球中心作圆周运动。而地球上只有赤道上的地方才是绕地球中心作圆周运动的。其他地方匀速圆周运动的中心是地轴上的一点而不是地球中心。

于是,为了让一个卫星保持高度,并且在一个地区上方,卫星就必须有恒定的线速度,并且这个线速度相应的角速度必须和这个地区的角速度一致。这个地区必须绕地球中心作匀速圆周运动。那就只有赤道上空了。

如果不在赤道上空,就无法和地球自转的角速度保持相同的方向。要知道,角速度也是矢量,方向用右手螺旋法则确定,因为同步卫星要和地球自转保持相同的角速度,所以其矢量方向已经被限制住了,所以必须在赤道上空。

选择发射场位置,除了考虑安全、气象等因素外,还有一个是如何经济的发射卫星。地球在不停的自西向东自转,但他的表面不同地点的线转速不同:赤道上最快,为465米/秒,纬度30度处为403米/秒,纬度60度处为233米/秒,极点为0米/秒。因此,发射自西向东转的卫星,特别是轨道与赤道倾角很小的卫星(例如赤道上空的静止卫星),发射场离赤道越近,获得地球自转的离心力也越大。这意味着可以节省运载火箭的燃料,或用同样的火箭发射较重的卫星。

因为不在赤道上会受到指向赤道方向的力而拉到赤道上……
同步卫星的向心力就是万有引力提供的,不在赤道上的卫星的向心力和万有引力不在同一直线上

只有在赤道上空约36700公里高度,卫星才能保证其公转轨道的周期与地球自转周期相同,且相对于地球表面任意点的距离不变。若偏离此轨道,则卫星即便保持同样的轨道高度和速度,从地面看仍然会有赤经方向的周期运动。
另外,卫星是绕地心运行的(地球的质心),因此不会存在与天球赤道平行的其它轨道(例如一直保持在天球上n40度的轨道)。

为什么地球同步卫星只能定位在赤道上空?~

地球同步卫星不是一定要定位在赤道上空的,只是卫星在地球赤道上空运行时称作静止卫星,可以保证卫星与地面的位置相对保持不变。
地球同步卫星分为同步轨道静止卫星、倾斜轨道同步卫星和极地轨道同步卫星。轨道倾角不等于零的地球同步卫星每天在同一时刻经过地面上同一地点的上方。如果同步卫星的轨道面与赤道面不重合, 它的星下点轨迹就是在赤道两侧的特定区域内对称分布的 8 字形螺旋运动。
同步卫星的轨道周期等于地球在惯性空间中的自转周期(23小时56分4秒),且方向亦与之一致,卫星在每天同一时间的星下点轨迹相同,当轨道与赤道平面重合时叫做地球静止轨道,即卫星与地面的位置相对保持不变。

扩展资料:
同步卫星的相关用途:
1、静止卫星上的天线所辐射的电波,对地球的覆盖区域基本是稳定的,在这个覆盖区内,任何地球站之间可以实现24小时不间断通信。因此,同步轨道静止卫星主要用于陆地固定通信,如电话通信、电视节目的转播等。
2、倾斜轨道和极地轨道同步卫星从地球上看是移动的,但却每天可以经过特定的地区,因此,通常用于科研、气象或军事情报的搜集,以及两极地区和高纬度地区的通信。
参考资料来源:百度百科-地球同步轨道
参考资料来源:百度百科-地球同步卫星

地球同步卫星绕地轴做圆周运动所需的向心力只能由万有引力提供。如果该卫星不在赤道平面上,万有引力和赤道平面产生一个夹角,从而产生一个分力,使该卫星离开运行平面向赤道运动。所以卫星若发射在赤道平面的上方(或下方)某处,则卫星在绕地轴做圆周运动的同时,也向赤道平面运动,它的运动轨道就会不稳定,从而使卫星不能与地球同步。
所以要使卫星与地球同步运行,必须要求卫星的轨道与地球赤道共面。地球对卫星的万有引力全部用来提供卫星绕地轴做圆周运动所需要的向心力,此时卫星在该轨道上就能够以与地球相同的角速度绕地轴旋转,实现与地球的自转同步。


#詹空怖# 同步卫星,为什么只能在赤道上空,还有,为什么是3颗..我问的是为什么要在赤道上空.要有理论有分析的回答.不要给我一个不严谨的理所当然式的答案.至于... - 作业帮
(18451757982):[答案] 如果不在赤道上空,就无法和地球自转的角速度保持相同的方向.要知道,角速度也是矢量,方向用右手螺旋法则确定,因为同步卫星要和地球自转保持相同的角速度,所以其矢量方向已经被限制住了,所以必须在赤道上空.不知道这么说你明不明白.

#詹空怖# 同步卫星轨道为什么一定在赤道上空 -
(18451757982): 因为它相对于地球表面是静止的,而且其轨道半径是一定的,约为地球半径的5倍 对于卫星来说,轨道平面要经过主星,这就限制了卫星的轨道;在这些轨道平面之中,只有一个平面是垂直于地球自转轴的,恰巧也重合于赤道平面;在这个轨道平面上,只有一条轨道的自西向东方向上的卫星可以与地球同步旋转;这个轨道就位于赤道面上,距地球表面约36万公里处.

#詹空怖# 为什么同步卫星要在赤道上空,并且限定高度??? -
(18451757982): 定轨道:同步卫星是说和地球自转的角速度相同,而且向心力要指向地球的球心,想象地球是怎么自转的呀.就知道应该在赤道的上空. 定高度:f=Mrω2=GMm/r2→r3=GM/ω2,当ω不变时,则r就不能变化,所以要定高度.

#詹空怖# 卫星的轨道为什么只能在赤道的上空? -
(18451757982): 应该是地球同步卫星的轨道才是都在赤道上空 为了和地球同步``所以只能在赤道平面内和地球保持相对静止

#詹空怖# 为什么地球同步卫星必须在赤道上方 -
(18451757982): 因为卫星轨道的中心一定是经过地心的,如果卫星不在赤道上空,那么它就肯定某个时候在北半球,某个时候在南半球.

#詹空怖# 为什么地球同步卫星一定要在赤道上?别的地方为什么不行?我觉得不是赤道也可以做到同步啊, - 作业帮
(18451757982):[答案] 首先:所有的卫星必须都要饶过地球核心球,因为地球引力的原因,所以,我们的正上方肯定是没有卫星的. 其次:同步卫星顾名思义,与我们同步,地球饶赤道自西向东运转,这就给同步一个定义,这个定义就要求卫星一定要沿赤道运行.

#詹空怖# 同步卫星,为什么只能在赤道上空,还有,为什么是3颗..?? -
(18451757982): 如果不在赤道上空,就无法和地球自转的角速度保持相同的方向.要知道,角速度也是矢量,方向用右手螺旋法则确定,因为同步卫星要和地球自转保持相同的角速度,所以其矢量方向已经被限制住了,所以必须在赤道上空.不知道这么说你明不明白.

#詹空怖# 同步卫星为什么只能在赤道上空才能和地球自转保持相同的角速度 -
(18451757982): 同步卫星是指与地球相对静止的卫星,这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角速度相同,做匀速圆周运动的圆心就是地心.因此,它的轨道平面必须与赤道平面重合,并且它必须位于赤道上空一定的高度上.

#詹空怖# 同步卫星为什么只能在赤道上空运动?普通的卫星只是跟同步卫星周期不同,为什么就可以在非赤道的地方运动呢?难道是周期影响了运动时的位置? - 作业帮
(18451757982):[答案] 应为地球是以地轴为轴心转的,同步卫星要相对地球静止,自然也要围着地轴转,而卫星也要围着地心转,符合这两个条件的就只有赤道平面了,所以同步卫星要在赤道上空.有公式可以推出一定高度下卫星的周期是由高度决定的,同步卫星既然要和...

#詹空怖# 为什么地球同步卫星轨道平面与赤道平面重合,它又一定在赤道上空? - 作业帮
(18451757982):[答案] 因为有地心引力作用,即使它原来不在赤道平面,但由于地心引力也会被吸到赤道平面的