人造地球卫星的最小周期

在地球表面沿水平方向以初速度υ0 射出一抛射体，则当υ0 不断增加时，抛射体的轨迹如图 1 所示（当然，进入地球内部的那一段不会实现）。当轨迹成为圆周轨道时，抛射体就成为环绕地球飞行的人造地球卫星。这种思想最初是牛顿提出来的，那时，人们就曾把人造卫星称为 “牛顿炮弹”。人造卫星在地球表面环绕地球的运行速度称为第一宇宙速度，在中学物理课程中我们计算过，它等于υ1 = Rg；这里R是

地球的平均半径，g 是地球表面的重力加速度。如果取 R=6370km， g=9.80m／s2，则得υ1＝7.9km／s，它是发射卫星的最小速度。这时卫星

的运行周期是

T = 2πR = 2π

υ 1

= 84.4 min (1)

式中，R=6370km，g=9.80m／s2，这就是人造地球卫星运行的最小周期。当然这只是理论结果。实际上，由于地面附近大气稠密，卫星是运行在 200 千米高度以外的空间，卫星运行周期都比 84．4 分大。例如我国早期发射的“东方红 1 号”及“实践 1 号”卫星，均采用近圆轨道，

其周期分别是 114 分及 106 分。后来发射的返回式卫星，轨道高度较低，

其周期大约是 90 分。而近年来发射的气象卫星，采用极地圆轨道，高度约 900 千米，周期是 102．88 分。