衛(wèi)星一些較大的衛(wèi)星和使命壽命較長的衛(wèi)星都裝有發(fā)動機 。但衛(wèi)星的發(fā)動機并不是和火箭一樣 ， 通過噴出氣體或燃料來達到飛行的目的 ， 而是為了變軌或姿態(tài)調(diào)整 。也就是只能小范圍地進行移動或者加速 ， 遠不會像一些科幻電影所描述的那樣 ， 能夠任意活動進行定點殺傷 。第一個問題：人造地球衛(wèi)星有沒有擺脫地球的引力？關于這個問題我們可以參考一下月球 ， 月球是地球的天然衛(wèi)星 ， 距離地球約有1光秒（36萬—40萬千米）的距離 ， 但月球即使距離地球這么遠 ， 仍然被地球潮汐鎖定 ， 何況是人造地球衛(wèi)星？人造地球衛(wèi)星按照高度分類 ， 一般可分為低軌衛(wèi)星和高軌 。
低軌道衛(wèi)星距離地球只有幾百千米 ， 一些特殊的間諜衛(wèi)星甚至能低到100多千米 ， 高軌道衛(wèi)星距離地面能達到幾萬千米 ， 在這個距離上當然不可能擺脫地球的引力 。當然從理論上來說 ， 引力只會衰減而不可能完全消失 。所以 ， 地球自形成開始 ， 引力便以光速向宇宙四周傳播 。但由于引力衰減得非常劇烈 ， 和距離的平方成反比 ， 所以在一定距離范圍之外 ， 我們就可以理解為天體不再受地球引力的影響 。
牛頓大炮第二個問題：人造地球衛(wèi)星靠什么動力在太空中飛行？想要理解這個問題就首先要理解什么是“第一宇宙速度” 。第一宇宙速度也叫環(huán)繞速度 ， 是指物體在環(huán)繞地球作勻速圓周運動所需要達到的最低速度 ， 大約為每秒7.9千米 。關于第一宇宙速度 ， 牛頓有一個形象的比喻：不考慮空氣的影響 ， 假設一門大炮在高山上對前方進行平射 ， 那么這發(fā)炮彈在飛行至一段距離之后就會落地 。
但是 ， 如果這門大炮威力足夠大 ， 能夠?qū)⑴趶椉铀俚矫棵?.9千米的速度 ， 那么這枚炮彈將永不落地 。理解牛頓大炮的關鍵在于 ， 并不是這發(fā)炮彈擺脫了地球引力 ， 而僅僅是因為地球是一個球形 。這枚炮彈在飛行過程中 ， 每一秒飛行7.9千米的距離 ， 就被地球的引力向地心拉低4.9米 。但這被拉低的4.9米距離 ， 剛好被地球表面的曲度所抵消 。
所以這枚炮彈在發(fā)射之后 ， 在飛行過程中垂直距離地面的高度 ， 永遠和發(fā)射時保持一致 。當然如果地球不是一個球形 ， 而是一個較為規(guī)則的四方體 ， 那么第一宇宙速度就根本不存在 ， 人類也不可能借此發(fā)射人造地球衛(wèi)星 。人造地球衛(wèi)星也是這個原理 ， 衛(wèi)星在被火箭加速至第一宇宙速度之后 ， 一直在向地面跌落 。但因為自身的慣性太高 ， 跌落地面的速度太慢 ， 所以永遠不會掉到地面 。
衛(wèi)星第三個問題：人造地球衛(wèi)星有時候為什么要加速？在理論上 ， 人造地球衛(wèi)星在發(fā)射升空之后并不需要加速 ， 依靠慣性就可以持續(xù)不斷地飛行 。動力裝置也僅僅是為了進行變軌和姿態(tài)調(diào)整 。但是因為有的衛(wèi)星高度較低 ， 在衛(wèi)星飛行的高度還有薄薄的大氣層 ， 空氣會不斷降低衛(wèi)星的速度 ， 所以在一段時間以后 ， 有的衛(wèi)星仍然要進行二次加速 ， 這也是一些衛(wèi)星需要攜帶動力裝置的重要原因 。
哪種作用力讓星球都懸浮在太空中？
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