卫星是如何变轨的
卫星变轨是指卫星在轨运行期间通过地面控制自主改变运行轨道的过程。这种轨道变化一般较小,不会进行较大范围的调整。现在发射的很多卫星都带有调整火箭及一定量的燃料。由于受到地球引力影响,人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)运行轨道会一定的速度下降。为避免人造卫星、宇宙飞船(包括空间站)高度降低而影响正常工作,它们,常常需要变轨,保证其工作状态和运行寿命。卫星变轨还有一个好处就是可以节省火箭燃料,即在卫星发射时先把卫星发射到大椭圆轨道,在适当的时候通过变轨最终进入预定轨道。月球探测器就是如此,先把月球探测器发射到地球轨道,并用探测器自带调整火箭分步将轨道调高,最后将探测器推入地月转移轨道,再进入月球轨道。
此外,目前地球卫星轨道漂浮着大量太空垃圾,为了规避“太空垃圾”对其的伤害,同样需要对卫星等进行密切监视,必要时启动调整火箭避开太空垃圾。
卫星经由火箭发射进入预定轨道之后,便会围绕地球自主运行或在太空中漫游,不需要消耗燃料。只有在极其偶尔的情况下,为调整轨道才需要消耗一些,达到既定的目的,这就是你想问的变轨。人类已经有了很多种变轨方案,目前基本以工质不同来分来,下面我们就来细数下彼此的异同。
1.化学燃烧推进
这是最常见也被人类最为掌握的技术,通过氧化剂和还原剂燃烧释放大量热量,燃烧的产物高速离开发动机,产生反推力。由于这个燃烧过程比较剧烈,且需要很重的发动机存在,一般不适合小型卫星而适用于大型航天器。
工质:化学燃料燃烧后的产物
应用:航天飞机的轨道转移系统,国际空间站推进系统,天宫二号推进系统
2.物理变化推进
这个过程中不会发生化学反应,通过工质的物理变化,例如液态变成气态的过程,加速离开卫星产生反推力。它的好处在于不需要发动机燃烧室,质量和体积都很小,可以提供较小且容易控制的推力。这种技术适用于任何一个卫星,也是目前应用最广的卫星推进方式。而且它不仅可以用来改变轨道,还可以通过小型推力装置控制姿态。生活中水烧开后蒸汽将水壶盖顶起,利用的就是水的物理变化。
工质:高压液态气体,常态液体
应用:几乎所有卫星
例如2006年发射的新视野号(New Horizons)就携带了几十公斤液氦进行轨道和姿态控制。利用微小喷管的精细控制,新视野号的轨道机动精度极高。
其中几个最典型的操作为:
a. 2006年3月9日,76秒内速度变化1.16m/s;
b. 2007年9月25日,937秒内速度变化2.37m/s;
c. 2010年6月30日,35.6秒内速度变化0.44m/s;
要知道新视野号的速度在15000-45000 m/s的区间,实现如此小的速度变化是其他推进系统无法实现的。
3.电推进
电推进就是将工质电离后送入磁场,在磁场作用下离子以极高速度离开卫星,从而产生反推力。由于电离效率很高且工质离开的速度轻易达到几万米每秒,远远超过化学燃料工质最高几千米每秒的速度,电推进也是目前效率最高的推进方式,消耗工质少而推进效果好。
工质:可被电离粒子(例如氙)
应用:新一代各国卫星
虽然电推进的推力很小,目前连一牛顿都是个巨大的障碍(一牛顿仅仅能拿起一个鸡蛋而已)。但电推进是未来人类太空旅行的必备法宝,几乎可以一直工作的电推发动机可以持续给航天器加速,聚沙成塔,到最后反而成为最有效的推进方式。
(采用了电推进的GOCE卫星,甚至可以飞在距离地面仅250千米的轨道,电推可以持续克服空气阻力©European Space Agency)
我国在实践十七号卫星就应用了电推进技术,目前我国在此领域也处于国际领先水平。
4.光能推进
前文也提到了太阳光照在卫星表面上被反弹时会产生压力,而如果合理利用这部分压力就会变成推力了。目前国际上关于它的研究也是航天领域的热点。
工质:光子
应用:实验阶段
(2010年发射的日本星际风筝是目前唯一依靠太阳能作为推进系统的航天器©日本航空宇航开发局)
霍金和一些疯狂的科学家甚至提出了采用人造激光推进航天器进行星际旅行的想法。他们通过地面激光发射站组网,可以将无数个指甲大小的小型航天器加速到四分之一光速,从而拜访距离太阳最近的恒星,4.2光年外的比邻星。
(霍金提出的推进系统想象图,但目前仅仅是想法©https://www.theverge.com/)
目前主流的就是这4种。
乌鲁木齐疫情哪来的
7月15日,乌鲁木齐出现了疫情。乌鲁木齐也迅速行动了起来,到现在为止,已经初步发现本轮疫情主要于一起聚集性活动相关联,而现在乌鲁木齐全市也进入疫情防控“战时状态”。
乌鲁木齐疫情的情况
这次疫情是从7月15日开始的,首例确诊病例是中泉广场三楼营业厅工作人员,常住地为乌鲁木齐天山区,7月15日确诊。7月15日当天经过排查密切接触者,发现了无症状感染者3例,均与确诊病例有接触史。
根据乌鲁木齐7月18日下午5时召开新闻发布会的消息,从7月15日0时至7月18日12时,乌鲁木齐市现有确诊病例17例、无症状感染者23例。
乌鲁木齐市疾控中心主任芮宝玲在新闻发布会上介绍,综合流行病学调查和实验室检测结果,本轮疫情主要与一起聚集性活动关联。这次疫情发展较快,病例及无症状感染者主要集中在天山区,这些人员现在都在接受集中医学观察。目前为止,此次新冠肺炎感染病例均为普通型和轻型。
乌鲁木齐目前已经采取严格措施
目前,乌鲁木齐由于疫情的影响,全市已进入疫情防控“战时状态”,停办各类聚集性活动,对社区实行封闭式管理。
现在乌鲁木齐已经启动应急预案,开展了多项工作,严格落实各项防控措施。首先是包括开展流行病学调查。第二是全力救治病患。三是坚定不移防扩散,全市进入疫情防控“战时状态”。四是坚持不懈外防输入。五是全面开展核算检测。
不仅乌鲁木齐启动了应急预案。国家卫建委为了提高乌鲁木齐市核酸检测能力,已经组织10省市10支核酸检测医疗队200余人,赴乌鲁木齐市帮助开展核酸检测工作。此外,四川大学华西医院重症医学科主任康焰教授也已前往新疆,指导重症救治工作。7月18日中午,湖北省核酸检测医疗队21人首先抵乌。
乌鲁木齐疫情从哪来的?
现在来说,乌鲁木齐疫情到底是从哪里来的,到现在为止还没有查清楚。但是从现在的情况来看,可能是从外部输入的。因为乌鲁木齐距离哈萨克斯坦等国家紧挨着,而近日哈萨克斯坦疫情比较严重。
截止到7月19日11:00,哈萨克斯坦累计确诊新冠肺炎病例已经达到了70339例,昨天一天又新增了1636例,其中无症状感染者728例,累计死亡375例。可以看出来,哈萨克斯坦疫情还是比较严重的。
新疆在救治患者的同时,已报请国家卫健委协调对确诊病例新冠病毒基因进行测序分析,这样等到基因测序下来,那么可能就能够查清楚病毒来源了。
因此,整体上来看,现在乌鲁木齐还没有确定疫情的来源,只是有可能是从外部输入的,等到将来基因测序结果出来以后,可能就能够确定疫情来源了。
继北京6月11日新发地市场疫情之后,7月16日,新疆乌鲁木齐也出现了疫情,当前乌市地铁停运、航班大面积取消,小区被封控,代价很大。
目前,专家正在对乌市中山路中泉广场地疫情源头进行溯源,对营业员患者感染的原因正在调查当中,相信有进展政府会第一时间公布。
依我看,这一次乌鲁木齐疫情很大可能性与进口国外的冷冻食品(牛羊肉)有关,而且可能来自中亚,因为新疆与哈萨克斯坦有很长的国境线。前些日子,中国驻哈萨克大使馆还发文称哈萨克斯坦出现比新冠死亡率更高的不明肺炎。
当然关于新疆乌鲁木齐疫情的突然暴发,感染原因仍在调查中,我们不要作无端猜测,静候政府相关部调查的消息,别给政府添乱。