从第一颗人造卫星的升空开始 世界上第一颗人造卫星是什么?

我们的母亲地球----从人造卫星的升空开始,我们对地球的认识越来越深刻
1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星进入环绕地球轨道,它的名字叫做斯普特尼克一号,也叫卫星一号,人类正式进入太空时代 。探索太空已经不再是科幻故事中的场景 。而实际上,卫星一号是一个很小的卫星,直径仅有58厘米,重量则为83千克;它绕地球一周需要97分17秒,在其近日点时距离地球228千米,远日点为947千米 。尽管貌不惊人,但是它作为第一颗进入太空的人造卫星,象征着人类的历史踏入了新纪元 。

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“orbit(轨道)”这个单词从那以后有了特定的意义 。轨道可以描述卫星或其他天体的在受到引力或其他作用力下,围绕着地球或其他天体运行的路径或轨迹 。尽管自然的力量在根本上决定了人造卫星轨道的形状及大小,但是人类的智慧与想象力将轨道的细节描绘得无比确切 。
地球的形状是决定人造卫星近地轨道的重要因素 。到了19世纪50年代,人们才知道两极与地心的距离比赤道大约要近21千米 。太空时代为我们带来了新精度、新观察 。1958年,一项对卫星绕地轨道的分析表明,两极的直径比赤道的直径短42.77千米 。两极较为扁平这一点得到了验证,但是原本的计算略有170米的夸大 。同年,科学家发现预计进入500千米圆形轨道的美国卫星先锋一号偏离了原定轨道 。
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天文学家约翰奥克菲解释了其中的差异,因为比之曾经的理论,实际上地球的顶端较为狭窄,而中部更为宽大 。同时这些发现还证明了,比之北极,南极离地心近40米 。这也让科学家们认为地球是预先成形的 。
英国皇家飞机研究院的德斯蒙德金海对这一观点进行了精修 。他和他的同时G.E.库克根据27个卫星轨迹对地球的形状进行了详尽研究 。得出的结论是,南极比原来的数据低25.8米,北极则略高18.9米 。换句话说,南极比北极离地心近44.7米 。这一不对称导致人造地球卫星的轨道有了10千米的偏移,大约是造成这一差异的地心到两极距离差异的数百倍 。这也表明,如果卫星轨道的精确度能达到200米,对地球的具体大小的计算精度能以米计算 。
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另一个关键的数值是地球的赤道长度 。赤道的半径是6378.14千米,两极半径为6356.79千米,两者相差约21千米 。这一差值也影响了卫星绕地轨道 。当卫星从南半球向北半球西行时,其轨道平面在赤道处的引力作用下向西摆动 。如果卫星从东到西的方向进入北半球,轨道平面就会向东摆动 。这种扰动称为“交点退行” 。“交点”是卫星穿过地球赤道平面的点 。
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除了交点的移动外,地面观察者发现轨道平面有另一个明显的旋转 。这是由于地球每天绕地轴自转造成的 。在低轨道卫星的时候完成一次完整的轨道(以一个半小时计算),地球会向东转动22.5 。观察者会发现轨道的平面向西移动22.5 。
卫星为大地测量学(测量和绘制地球表面的科学)增加了新的维度 。他们通过揭示地球引力的异常,帮助科学家勾勒出地球的真实形状 。此外,卫星已成为确定位置、距离和方向的精确工具,这些工具在导航、地球物理勘探、土木工程和洲际导弹部署等领域都大有作为 。
尽管根据地球是梨形的,可以推测赤道是一个正圆,但是事实上赤道也是一个椭圆 。

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