Question

我國首個目標飛行器“天宮一號”于北京時間2011年9月29日21時16分從甘肅酒泉衛星發射中心發射升空．9月30日16時09分，在北京航天飛行控制中心精確控制下，天宮一號成功實施第2次軌道控制，近地點高度由200公里抬升至約362公里，順利進入在軌測試軌道．這次軌道控制是在天宮一號飛行第13圈實施的．此前，在30日1時58分，天宮一號飛行至第4圈時，北京飛控中心對其成功實施了第一次軌道控制，使其遠地點高度由346公里抬升至355公里．經過兩次軌道控制，天宮一號已從入軌時的橢圓軌道進入近圓軌道，為后續進入交會對接軌道奠定了基礎．下列關于天宮一號的說法正確的是（　　）

A．發射天宮一號的速度至少要達到11.2km/s

B．兩次變軌后，天宮一號在近圓軌道上運行的速率大于7.9km/s

C．天宮一號兩次變軌后在近圓軌道上運行的速率仍小于同步衛星在軌運行的速率

D．在兩次變軌過程中都需要對天宮一號提供動力，從而使其速度增大才能成功變軌

Answer 1

分析：發射天宮一號的速度至少要達到7.9km/s．天宮一號在近圓軌道上，由地球的萬有引力提供向心力，得到速度表達式，分析兩次變軌后，天宮一號在近圓軌道上運行的速率與7.9km/s的關系．天宮一號的軌道半徑小于同步衛星的軌道半徑，可分析兩者速度大小關系．在兩次變軌過程中，天宮一號需要加速，做離心運動，實施第一次軌道控制．再對天宮一號提供動力，使其速度增大才能成功變軌．

解答：解：
A、發射天宮一號要繞地球做橢圓運動，其發射速度至少要達到7.9km/s．故A錯誤．
B、天宮一號在近圓軌道上，由地球的萬有引力提供向心力，得到天宮一號在近圓軌道上運行的速率為v=

GM r

，r越大，v越小，可見，天宮一號的速率小于近地衛星的速率，即小于7.9km/s．故B錯誤．
C、天宮一號的軌道半徑小于同步衛星的軌道半徑，由公式v=

GM r

分析知，天宮一號兩次變軌后在近圓軌道上運行的速率大于同步衛星在軌運行的速率．故C錯誤．
D、在第一次變軌過程中，天宮一號需要加速，做離心運動，實施第一次軌道控制．再對天宮一號提供動力，使其速度增大，使天宮一號從入軌時的橢圓軌道進入近圓軌道，才能成功變軌．故D正確．
故選D

點評：本題一方面要掌握宇宙速度及其意義，其次要掌握衛星的速率公式v=

GM r

．對于變軌，可根據向心力知識進行具體分析．