航天器

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December 4, 2021

航天器是一种用于在外层空间执行各种任务以及在各种天体表面进行研究和其他工作的技术装置。将航天器送入轨道的工具是运载火箭或飞机。航天器,其主要任务之一是在地球上层大气层——即所谓的近太空,也称为“航天器”(KLA)中运送人员或设备。航天器的应用领域决定了它们分为以下几类:亚轨道;近地轨道,即在地球人造卫星的地心轨道上运行的轨道;行星际(远征);习惯上还区分自动和载人航天器。对于载人航天器,尤其包括所有类型的载人航天器和轨道空间站。尽管现代轨道站在近太空运行,可以正式称为“航天器”,但根据既定的传统,它们被称为“航天器”。 “航天器”这个名称有时也用来表示地球的有源(即机动)人造卫星,以强调它们与无源卫星的区别。在大多数情况下,术语“航天器”和“航天器”的含义是同义词和可互换的。近年来正在积极开发的制造高超音速飞机的项目中,经常使用另一个类似的名称“航空航天器”(PKA),从而表示设计用于在无空气空间和地球稠密大气中进行受控飞行。 2005年发射了55次航天器(航天器比较多,因为一次发射可以显示几次发射)。

航天器的分类

有以下几类航天器: 地球人造卫星: - 在地心轨道上绕地球运行的所有航天器的通用名称;用于研究深空的空间探测器;用于将货物和人员运送到地球轨道(以及未来 - 到其他行星的轨道)并返回的自动或载人航天器;轨道站: - 为人类在地球或其他行星的轨道上长期停留和工作而设计的载人航天器;登陆艇——旨在通过软着陆将人员和/或设备从轨道或行星际轨道运送到地球表面;航天器 - 设计用于移动行星和其他天体表面的自动实验室综合体或车辆。航天器旨在执行最广泛的科学、经济、军事和其他任务,其中包括: 地球探索: - 用于地球遥感的卫星;气象: - 气象卫星;导航: - 导航卫星;行星和行星际研究——自动行星际站、航天器;电信和通信: - 电信卫星;确保外层空间的人类生命——载人航天器和轨道站;太空旅游——载人航天器和轨道站;侦察和军事实验——侦察卫星、军用卫星、载人航天器和轨道站;由于任务的特殊性,航天器可以配备各种基于火箭发动机的动力装置,包括传统的喷气发动机和先进的(利用太阳光和所谓“太阳风”压力的太阳帆;离子发动机、核发动机、热核等)。

航天器的质量特性

飞行特点

在一般情况下,航天器的飞行可分为退出阶段、轨道飞行阶段和着陆阶段。在撤退阶段,航天器必须在给定方向获得所需的空间速度。根据天体力学定律,轨道级的特点是装置的惯性运动。着陆阶段从进入大气层开始,旨在将返回车辆的速度恢复到允许的着陆速度。为了延长在轨航天器的寿命和进行深空飞行的可能性,正在考虑在太空加油的可能性。

吸引力场非中心性的影响

地球的引力势 U {\ displaystyle U} 由公式 U f M r [1 - ∑ n 2 ∞ I n (r 0 r) n P n (sin ⁡ φ) + ∑给出n 2 ∞ ∑ k 1 ∞ (r 0 r) n P n k (sin ⁡ φ) ⋅ (C n k cos ⁡ k λ + S n k sin ⁡ k λ)], {\ displaystyle U {\ frac {fM} {r}} [1- \ sum _ {n2} ^ {\ infty} I_ {n} ({\ frac {r_ {0}} {r}}) ^ {n} P_ {n} (\ sin \ varphi) + \ sum _ {n2} ^ {\ infty} \ sum _ {k1} ^ {\ infty} ({\ frac {r_ {0}} {r} }) ^ {n} P_ {nk} (\ sin \ varphi) \ cdot (C_ {nk} \ cos k \ lambda + S_ {nk} \ sin k \ lambda)],} 其中f {\ displaystyle f} -恒定的重力; M, r 0 {\ displaystyle M, r_ {0}} - 分别是地球的质量和平均赤道半径; r, φ, λ {\ displaystyle r, \ varphi, \ lambda} - 航天器的地心半径矢量、地心纬度和长度;P n (⋅) {\ displaystyle P_ {n} (\ cdot)} - 勒让德多项式,I n, C nk, S nk {\ displaystyle I_ {n}, C_ {nk}, S_ {nk}} -无量纲常数,表征地球的形状。S n k {\ displaystyle I_ {n}, C_ {nk}, S_ {nk}} 是表征地球形状的无量纲常数。S n k {\ displaystyle I_ {n}, C_ {nk}, S_ {nk}} 是表征地球形状的无量纲常数。

车载系统

在太空长期运行和执行目标任务的需要导致了航天器以下主要系统的发展:电源系统、温度调节系统、辐射防护系统、空间通信系统、运动控制系统等。载人航天器的另一个特点是存在发达的生命支持系统。当航天器返回地球或降落在其他天体表面时,会出现一组单独的问题。特别是,这导致了复杂系统的发展,以确保下降和着陆。航天器开发人员面临的另一类挑战是确保他们与其他人造物体连接。执行这些任务涉及会聚和对接系统的存在。

推进力

允许您更改航天器的速度和运动方向 (RSK)。通常使用化学火箭发动机,但也可以是电动、核或其他发动机,也可以使用太阳帆。

科幻小说中的宇宙飞船

探索外太空是科幻小说的主要情节之一。一些作者行星学家称之为在恒星系统内移动的设备,特别是在行星之间移动的设备。通常,它们的作用原理是(如在现代航天器中)喷气推进。有时,此类舰艇简称为导弹。星舰用于在星际距离内移动。现代技术不允许制造具有适当速度并能够进入超空间的星际运动设备。

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笔记

关联

年鉴中航天器的描述 TSB (1957-1990) 航天器的光电子设备 (1972) 第三个千年的空间发动机 外国航天器(英文) Robotic Space Exploration - 机器人航天器太空探索的新闻。