如果有人跟你说,1部智能手机可以改造成微型私人卫星,一般都会感到不可思议,可能会认为这是不可能的,智能手机怎么可能会和微型私人卫星扯上关系呢? 智能手机 当然上面的这个说法并不是空穴来风,根据英国物理学家艾萨克牛顿的学说,如果我们可以将这部智能手机向上加速到地球的第一宇宙速度(发射航天器的最小速度),这部智能手机这时就无法从天空中掉下来,它这时就会围绕地球作匀速圆周运动,这部智能手机这时就已经变成了微型人造卫星。 艾萨克牛顿 相传艾萨克牛顿在被苹果树上掉下来的苹果砸中之后,通过自己的猜想和自己的计算得出了万有引力定律。虽然苹果可能并未砸到他的头上,但他确实做过此类猜想,他猜想:为什么物体会从天上掉下来呢?物体之间是否存在某种作用力呢?如果所有物体都存在某种特殊作用力的作用那月亮又为什么没有砸向地球呢? 苹果树下的艾萨克牛顿万有引力定律的发现: 艾萨克牛顿通过大量实验,证明了物体之间确实存在一种特殊的作用力,并还通过大量的计算和分析得出了决定这种作用力的大小的因素。这种作用力的大小与物体质量的乘积成正比,与物体距离的平方成反比。这也就是在物理学当中的万有引力定律。 天体之间的引力公式: FGMmr2。 F代表两个天体之间的引力,G代表万有引力常量,M代表中心天体的质量,m代表环绕天体的质量,r代表环绕天体围绕中心天体运动的半径。 万有引力定律 月亮围绕着地球运动和物体会从空中掉下来都是因为引力的作用,那为什么月亮不会砸向地球呢? 因为月亮围绕地球运动的速度刚刚好,所以月亮既不会掉下来,也不会脱离地球的轨道。那么让物体既不会掉下来,又不会脱离地球的轨道速度是多少呢? 当然大家并不知道地球的质量是多少,但是我们可以通过地球的重力加速度g结合牛顿第二定律(加速度定律)计算出来这个数值的大小。牛顿第二定律: 艾萨克牛顿通过大量实验得出了一个结论,物体的速度变化的快慢(加速度a)与物体质量m和物体所受的作用力F之间存在关系,加速度a与物体的质量m成反比,与物体所受的作用力F成正比。他并还通过大量计算得出了决定物体加速度的公式,既aFm。 aFm也就是现在物理学中的牛顿第二定律,也叫加速度定律。 牛顿第二定律 通过测量计算地球的重力加速度g10ms2。地球的第一宇宙速度: 地球的第一宇宙速度有两个别称,分别是在地球上发射航天器的最小速度和航天器环绕地球运行的最大速度。 天体之间的运动轨迹类似于匀速圆周运动 根据匀速圆周运动的规律: Fmv2r 结合牛顿第二定律: gv2r v2gr v(gr) 代入数值得出v7。9103ms,也就是7。9kms。 这里我们可以看出如果在地球上让某个物体向上加速达到7。9kms,这个物体就不会落下来变为人造卫星。 人造卫星如何将智能手机变为微型私人卫星: 让一部智能手机向上加速到7。9kms按照目前人类的科技水平已经可以实现这点,只是智能手机直接向上加速到7。9kms存在手机电量不足和手机产生的无线电信号传播范围不足的问题,这里需要先将这部智能手机进行改造,在手机上安装太阳能发电板和手机无线电信号增大装置。这样发射的智能手机才可以变为有应用价值的微型私人卫星。 人造卫星 目前影响微型私人卫星发展的阻力主要是发射成本较高,但是我相信随着人类未来的科技发展,未来普通人发射微型私人卫星将成为趋势。