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火箭发射地球同步卫星是一个复杂的过程。火箭从地面起飞,速度从零开始,需要穿过大气层,最终到达距离地面约三万六千公里的地球同步轨道。在这个过程中,火箭的速度会随着高度的增加而显著变化。
在起飞阶段,火箭从地面开始,速度为零。当火箭穿过稠密的大气层,也就是零到二十公里的高度范围时,速度逐渐增加到三百到六百米每秒。在这个阶段,火箭需要克服强大的地球引力和空气阻力,消耗大量燃料来获得初始动能。
随着火箭继续上升,在五十公里的大气层稀薄区域,速度增加到一点五到二点五公里每秒。当火箭接近一百公里的太空边缘时,速度达到三到四公里每秒。在二百到三百公里的低地球轨道高度,火箭速度接近六到七公里每秒,这时空气阻力已经很小,火箭主要克服地球引力。
在转移轨道阶段,火箭进入地球同步转移轨道,这是一个椭圆轨道。在近地点,火箭速度达到九到十公里每秒,这是整个发射过程中的最高速度。随着火箭沿椭圆轨道运行到远地点,速度逐渐降低。这个椭圆轨道的近地点在几百公里高度,而远地点则接近三万六千公里的地球同步轨道高度。
最终,卫星到达地球同步轨道,高度为三万五千七百八十六公里。在这个轨道上,卫星的运行速度为三点零七公里每秒,轨道周期恰好是二十四小时,与地球自转周期相同。这样,卫星就能相对于地面保持静止,完成整个发射任务。从起飞时的零速度到最终轨道的稳定运行,火箭经历了复杂的加速和变轨过程。