衛星變軌過程中幾個速度的比較

周楓

隨著我國“神舟”號宇宙飛船的多次發射和回收成功，宇宙飛船和人造地球衛星問題再度成為中學物理教學的一個亮點，更是高考物理命題的熱點。筆者在教學過程中發現，很多學生對衛星的變軌問題認識比較模糊，特別是對變軌時涉及到的幾個速度大小的比較理解困難，衛星變軌問題又成為物理教學中的一個重點和難點。本文以嫦娥一號在撞擊月球前進行的多次變軌為背景，就變軌過程中這幾個速度大小比較的問題作深入分析。

情景是這樣的：為了最大限度地利用嫦娥一號衛星在軌的寶貴資源，為后續任務開展有關驗證試驗積累數據和經驗，嫦娥一號在撞擊月球之前，進行了多次變軌，如圖1所示，先由200km圓軌道降到100km圓軌道，繼而降到遠月點100km、近月點15km的橢圓軌道。設衛星在200km圓軌道上運行的速度大小為V1，在100km 圓軌道上運行的速度大小為V2，在橢圓軌道遠月點處速度大小為V3，在橢圓軌道近月點處速度大小為V4。則V1、V2、V3、V4各個速度大小的關系如何？

只要掌握了以上嫦娥一號變軌過程中幾個速度比較的分析方法，并進行舉一反三，那么所有關于衛星變軌的問題不外乎是換一種情景，對不同考察點進行重新組合而已，用上述分析方法去分析，所有關于速度比較的問題都可以迎刃而解。