在太空中用火箭推力可以使航天器自由地到处飞来飞去吗?

大型航天器都是上了太空之后就只是呆在轨道上而已,谈不上飞来飞去,但航天员可以用自带的喷射器在不远的范围内到处飞。
那么航天器也可以通过调整姿态和推力方向来实现一定范围内的自由移动吗?还是圆周运动影响更大,速度的改变只会改变轨道,而无法实现一定范围内的自由移动呢?
之所以可以在太空,是因为已经具有了一定速度,并且处在某个轨道上吧。那么如果飞来飞去的时候必然有与轨道方向相反的时候,那样会由于减速而出现轨道下降吗?还是在那种轨道由于已经是非常高的速度,航天器在那个参考系里面飞来飞去的速度根本够不上数量级?
其实我就是想知道机战片里面那种人形萝卜到处乱窜打来打去是不是真的可以实现。
比较常见的是,萝卜们在较高的轨道上都是到处乱飞,但是在接近大气层时候都会强调必须加倍小心被重力拉下去。也就是说,较高轨道上由于引力已经较小,可以乱窜的范围就较大。

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3个答案
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ProtossProbe工程力学专业,果壳SpaceX小组组长

2014-01-07 08:17

在小范围内来说应该是是可以的。
就拿高达00来说吧,假设MS在轨道升降机的高轨道站,也就是36000km的地球同步轨道发生了战斗。只考虑小范围的情况,而不考虑MS的速度增量对其轨道的改变的话,可以将问题简化为在一个旋转参考系内的运动情况,该参考系的角速度等于地球自转的角速度,

根据我看萝卜片的经验,MS在此参考系内运动的速度应该小于1000m/s吧(如果不是这个数据请告诉我......),科氏加速度最大也就:。这个加速度相比MS本身能够产生的加速度而言微乎其微了。。。再说了,pilot可是在实时调整自己的位置。不过科氏加速度对于动能武器来说还是有一定影响的,可能不会出现指哪打哪的情况了(洛克昂的超远距离狙击不就需要哈罗帮他修正么)

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支持者: 鲁班门前耍大刀_

根据LZ的问题,我大概可以理解为,为什么现实中的太空任务往往是发射入一个轨道后就基本不移动了,而不是四处转转。原因很简单:航天器的燃料非常宝贵。 由于地球引力+大气层空气阻力 再加上目前火箭技术的局限性(即单位质量的燃料能放出的能量的限制) 导致每增加1单位有效载荷(即被送上轨道的航天器),就需要火箭上增加10单位甚至更多的燃料,使整个工程变得更加昂贵。而飞行器在入轨以后,如果随意机动,就很容易提前把燃料耗完,那样飞行器也就基本失去了作用(特别是低地球轨道的飞行器,由于高层大气对其的阻力,它们经常需要进行轨道维持的点火,以维持轨道高度,防止其坠入大气层,国际空间站之类表面积比较大的航天器尤其如此)。

在行星际航行中,如下图中的美国卡西尼号土星探测器,就多次采用了引力助推的方式,借用了太阳系里其它行星的动能来使探测器加速,进而飞往最终目标 土星。如果没有燃料限制,卡西你号完全可以直接进行地球-土星轨道的转移而不用如此大费周章了。


当然,如果不考虑燃料,并且航天器的推重比足以克服对该航天器有影响的天体的引力的话,按理说该航天器是可以在宇宙中以任意的路径飞来飞去,不受轨道限制的。

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flyingsnail航空宇航科学与技术专业硕士研究生

2014-01-07 23:29

其实个人认为对于这个问题最基本的回答是这样的。物体若想改变其运动方式一定是受到力的作用,只要合力一定当然想做何种运动就做何种运动,在太空中也是如此。如果有足够的燃料产生足够大于足够持久的推力,当然可以做到,只不过这个要求很难达到罢了

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