為什麼同步衛星軌道半徑是一特定值?
如果說同步衛星的公轉週期要和地球一樣,只要保持角速率與地球一致,讓衛星以較高速率以較大的軌道半徑運行也可以保持週期不變,不是嗎
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在圆周轨道上,旋转角速度一定的前提下,卫星所需的向心加速度和轨道半径成正比,地球的引力所能提供的向心加速度和轨道半径成反比
所以,在比同步轨道更高的圆周轨道上,引力提供的向心加速度是不足的,如果你要把这个轨道上的卫星加速到和地球自转同步,这个卫星会——挣脱束缚飞出去
更低轨道的例子更显然。假定地球是理想球体且没有大气,那么一个轨道高度距离地面1米的同步卫星就意味着这个卫星悬浮在1米高的地方,相对地面静止而且不掉下来。这显然不可能
题主问的问题是一个非常常见的问题。
首先您的题目里面表面您已经知道的一个事实,就是地球同步轨道(静止轨道)的运动周期与地面一天的时间相等,也就是角速率相同。
也就是下面这个公式中,轨道的运动周期有轨道的半径(半长轴)决定。
T=2π√(a^3/GM)
那对于GEO轨道就是36000公里了。
您的问题时如果轨道再高一点再快一点也能实现?这个推论看起来好像对的,但是在真实的世界中,轨道的半径 (r = a),决定了它的角速率,所以更高的轨道,角速率只会更低。
不知道这样的解答您是否满意,如果还有疑问,欢迎继续讨论。