人造卫星会掉下来吗？

李会超

我们都知道，要想在天空中翱翔，就一定要有动力。比如，鸟儿要想持续飞翔，就要挥动自己的翅膀;飞机要想在天空中持续飞行，就要使用发动机持续输出动力。那么，太空中的卫星是否需要动力来维持自己不掉下来呢？

当我们从平地上跃起时，地球施加给我们的重力会将我们拉回地面。重力实际上是地球和我们之间产生的万有引力。但如果卫星能够以足够快的速度围绕地球旋转，那么重力就变成了维持卫星进行圆周运动的向心力。什么是向心力呢？想一想，当你用绳子系住一个物体，拉着它不停旋转时，绳子绷紧后就产生了拉住物体的向心力。

人造卫星要飞多快才能产生围绕地球运动的向心力呢？

科學家算出了“7.9千米/秒”这个数值。也就是说，当人造卫星在地球表面附近运动时，只要它的速度高于 7.9千米/秒，它就能围绕地球运动而不掉下来，这个速度也被称为第一宇宙速度。而如果人造卫星的速度高于 11.2千米/秒，它就可以挣脱地球引力，成为一颗可以在行星间穿梭的卫星，这个速度被称为第二宇宙速度。如果我们想让人造卫星飞出太阳系，那么人造卫星就需要达到第三宇宙速度——16.7千米/秒。

不过，实际上，太空并非完全真空的状态。在距离地球数百千米高度的近地轨道上，稀薄的高层大气仍然会对卫星的运动产生不可忽略的阻力。此时，如果卫星没有额外的动力抵消阻力，就会在阻力的作用下逐渐减速，轨道高度也会逐渐降低。随着轨道高度的降低，轨道上的大气密度越来越高，阻力就会进一步变大，人造卫星最终就会坠向地面。

为了避免这个问题的出现，人造卫星在近地轨道时，可以开启发动机输出动力，进行轨道维持，抵消大气的影响。轨道高度比较高的人造卫星，基本不用担心大气阻力的问题，一旦入轨就能持续在太空中运行。