土星光环上的战舰真假里的东西为什么不会因引力而坠落到土星表面

卡西尼号探测器开始最后任务 1个月后将坠入土星_国内新闻_大众网
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  央广网北京8月15日消息(记者张奥 实习记者于洋)据经济之声《天下公司》报道,“卡西尼开始了在土星周边最后5圈的探测”,BBC报道称,由欧洲宇航局和美国宇航局联合发射的“卡西尼”号无人探测器即将在9月燃料耗尽,坠入土星。  卡西尼号开始了它土星探测的最后一个阶段任务,它将飞过土星的大光环拍摄照片,并将在光环和土星大气层之间穿过,距离土星大气表面仅有1600公里,距离前所未有的靠近,它将传回珍贵的影像资料。  土星的质量约是地球的95倍,直径约是地球的9.5倍,如果把土星比作一个橄榄球大小,那么地球大约就相当于1元钱硬币。为了探测土星及其周边的卫星,重六吨的卡西尼号在日离开地球,并在日进入环绕土星运行的轨道。  已经在土星周边飞行了10多年,卡西尼最后一阶段的任务会有哪些不同?中科院国家天文台星云计划研究员李然介绍:“最后的任务是借着落入土星的过程去探索土星的土星环和大体结构。在之前的10多年里,因为还有其他任务,如果想进入到土星的大气中或者探索土星环对探测器会有一定的危险性。因此在过去不能做这样的任务,以免在完成其它任务之前坠毁。现在其它任务已经接近尾声,所以可以用最后落入的时间做一些危险性比较大,同时对科学也很重要的事。”  卡西尼还有一个多月时间就将坠毁土星,它搭载的是什么燃料能够支持这么多年?李然说,“它搭载的其实是很普通的燃料,是很多飞行器都使用的燃料。之所以能运行这么长时间主要是因为它并不是每时每刻都在使用燃料,正常在轨道运行不需要消耗燃料,只有在维持轨道或者改变轨道的时候才需要使用。  飞船上面,仪器的运行也不需要消耗燃料,而是用一个放射性电池进行供电。这些都是电磁信号,只需要一个电池供电,像这样升空的飞船,一般会有一个放射性元素来作为能源的电池。在飞行过程中也不是全程需要燃料,因为它已经挣脱了地球的引力。它在前往土星的过程中需要借助其它行星的引力、弹弓效应时才需要开启发动机。发动机主要是进行轨道的调整,而不是进行飞行器的推进。这个过程中已经设计好了路线,期间会有一些其它大的行星经过它的路线,会带着它前进,相当于给它一些助力,这时偶尔也需要燃料,但它是一种微调,不是至始至终都开着推行器。”  旅行者号1977年离开地球,已经要飞到太阳系的边缘,就算电池耗尽之后,它们也还会继续在银河系中前进。为什么这些飞行器最终孤独的留在太空中?对此,李然解释称,主要是投入产出比的问题。任务是利用有限的资金尽可能地进行科学产出。对于卡西尼号和旅行者号来说,其任务不包括带着土星或者带着其它星球的东西回到地球,它主要的科学目标在于拍摄一些照片,如果回来就会得不偿失,因为还需要有更多燃料的携带和更精细的设计。想象如果一个飞船飞出去几十年,现在飞回地球,假如突然坏了,就相当于造了一个炸弹自己撞毁地球。因此从这些考虑来说,让它不要回来可能是更好的选择。  李然介绍,旅行者号的目的之一是去探索外太阳系的科学,卡西尼号主要是探索土星科学。换句话说,旅行者号最后的一个任务就是不断地向前走,去探索太阳系的边界,卡西尼号是为了土星任务而制造的,最后会掉入到土星中进一步理解土星。旅行者号一直在向外飞,但它的电池依然可以使用几年,所以可以传回东西。
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原标题:15个副省级城市上半年经济竞争力扫描:深圳增速最高,沈阳增速为负  副省级城市是我国仅次于直辖市的城市,目前全国有15个:广州、深圳、南京、武汉、沈阳、西安、成都、济南、杭州、哈尔滨、长春、大连、青岛、厦门、宁波。
08-15 09-08环球网
新华网北京8月15日电(记者。李由)近日,电影《战狼2》导演、演员吴京做客新华访谈,接受新华社、新华网专访,讲述《战狼2》背后的精彩故事,回答网友关心的热点话题。
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南京南站猥亵女童事件经扬子晚报官微官博及报章等全媒体平台报道后,受到社会广泛关注。就这次猥亵女童事件而言,如果发布信息的网民能联系上李炳鑫本人,听听他的说法,也不会闹出这样的风波。
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广西柳州市交警部门14日通报,一男子驾驶货车时违反禁令标志指示被交警处罚。据民警介绍,8月13日19时许,柳州市公安局交警支队特勤大队在柳州市城中区静兰路与西江路交叉路口对过往客车、货车进行夜间交通违法大整治。
08-15 10-08中国新闻网
伊朗总统鲁哈尼与俄罗斯总统普京14日通电话,讨论了叙利亚最新局势,并就双边关系、伊核问题全面协议落实情况以及其他地区和国际问题交换意见。两位领导人还强调进一步加强俄伊双边合作,特别是经贸领域合作的重要性。
08-15 13-08新华社
中新网8月15日电。据外媒报道,泰国国家电视三台8月15日报道称,该国东北部加拉信府一辆轿车与一辆小巴迎面相撞,造成4人死亡,7人受伤。
08-15 13-08中国新闻网
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违法不良信息举报电话:0& (2016o九江二模)土星公转周期为10759.5天,相当于
本题难度:0.60&&题型:选择题
(2016o九江二模)土星公转周期为10759.5天,相当于29.5个地球年.太阳系中的行星中,土星的光环最惹人注目,它使土星看上去像戴着一顶漂亮的太阳帽.土星也是一颗液态行星,是太阳系行星中密度最小的,其直径为地球的9.5倍,质量为地球的95倍,已知地球的半径R=6400km,引力常量G=6.67×10-11Nom2/kg2,地球表面重力加速度为g=10m/s2,则(  )
A、根据以上数据,可求出土星的公转轨道半径B、地球的公转线速度大于土星的公转线速度C、土星表面的重力加速度较地球表面重力加速度小D、土星的第一宇宙速度为地球的倍
来源:2016o九江二模 | 【考点】万有引力定律及其应用;开普勒定律.
解析与答案
(揭秘难题真相,上)
习题“(2016o九江二模)土星公转周期为10759.5天,相当于29.5个地球年.太阳系中的行星中,土星的光环最惹人注目,它使土星看上去像戴着一顶漂亮的太阳帽.土星也是一颗液态行星,是太阳系行星中密度最小的,其直径为地球的9.5倍,质量为地球的95倍,已知地球的半径R=6400km,引力常量G=6.67×10-11Nom2/kg2,地球表面重力加速度为g=10m”的学库宝(/)教师分析与解答如下所示:
【分析】A、根据开普勒第三定律公式R3T2=k分析B、行星做匀速圆周运动根据GMmr2=mv2r得到v=GMr进行分析C、根据mg=GMmR2分析重力加速度D、根据v=gR分析第一宇宙速度.
【解答】解:A、根据开普勒第三定律公式R3T2=k要求解土星的公转轨道半径还需要知道地球的公转半径故A错误B、地球和土星均围绕太阳运动土星的公转周期大于地球公转周期根据开普勒第三定律公式R3T2=k土星的公转半径大结合环绕速度公式v=GMr土星的公转线速度小于地球的公转线速度故B正确C、根据mg=GMmR2有g=GMR2土星质量为地球的95倍直径为地球的95倍故g土g地=959.52>1故土星表面的重力加速度较地球表面重力加速度大故C错误D、由于g土g地=959.52=105土星直径为地球的95倍根据v=gRv土v地=105×10≈10故D正确故选:BD
【考点】万有引力定律及其应用;开普勒定律.
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知识点讲解
经过分析,习题“(2016o九江二模)土星公转周期为10759.5天,相当于”主要考察你对
等考点的理解。
因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
万有引力定律及其应用
极大数量的机械发明的正常运行在某种程度上依赖于重力而实现。例如,高度差可以提供有用的液压,这是静脉滴注和水塔的运作原理。利用水的重力势能发电的水力发电装置亦可以这种能量将电车推上斜坡。同样,缆绳上悬挂的重物可通过滑轮使缆绳及缆绳位于滑轮另一边的那一部分持续地绷紧。还有更多的例子:比如说熔铅,当铅水从散弹塔的顶端灌入后,会变成一颗颗如雨点一般散落的铅弹——首先被分离成为多个小液滴,形成熔融状态的球体,之后逐渐凝固为固体,并在被众多相同的熔融石的共同作用下,最终在自由落体中冷却形成球形或近球形。重力驱动时钟由重力势能提供运行的能量,摆钟则依赖于重力来校准时间。人造卫星的正常运行则是运用牛顿《原理》计算的结果。
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Shea/编译卡西尼土星探测器正在揭示出土星光环的微小细节,它们将为我们打开一扇通往太阳系最早期的大门。  十几年来,卡西尼土星探测器一直徜徉在土星及其壮观的光环中。与之前奔赴太阳系边界仅瞥一眼土星的探测器不同,“卡西尼”年复一年地向地球发回了大量包含有惊人细节的图像。  这些图像揭开了许多有关土星、土星卫星和土星光环的谜题。不仅如此,这些详细的观测还为太阳系的形成提供了重要的线索。  土星的光环系统是目前我们所拥有的最接近45.5亿年前诞生地球和其他行星的尘埃、碎石盘的东西。这个原行星盘成形于一团由超低温气体和尘埃组成的星云在自身引力作用下的坍缩。随着这个转动的星云逐渐收缩,它就形成了一个围绕新生太阳的盘。一旦太阳吹散了这些气体,盘中作轨道运动的碎石就和土星的光环系统极为相似。[图片说明]:卡西尼土星探测器所拍摄到的土星光环。版权:NASA/JPL/Space Science Institute。  从那时起,较大的天体就会开始从碎石中聚集起来。它们会逐渐生长,清空它们周围的物质,它们的引力也会触及到更远的范围。在生长天体间的竞争会导致同类相残。形成一颗行星可能需要100 000年的时间和极为复杂的过程,但我们对此只有极少的观测证据。行星形成理论远没有达到成熟的地步。  这正是土星光环有用武之地的地方。我们在光环中所看到的极其复杂的结构和难以置信的变化,告诉了我们许多有关行星形成的信息。其中最引人注目的是类似飞机螺旋桨形状的结构。当看不见的土星卫星穿行于围绕土星转动的冰质碎块时,就会产生这些痕迹。在土星宽14 000千米、厚仅10米的A环中已经发现了几十个“螺旋桨”。  这些卫星本身太小了,直径只有几百米到几千米,因此即便是“卡西尼”也无法直接看到它们。相比之下,它们产生的螺旋桨形痕迹则可以达到数千千米长,其中一些已经被观测到达数年之久。它们的形成是由于卫星的引力拖拽周围的物质所造成的。位于卫星轨道内部的物质,因为更靠近土星,所以运动得较快,于是这一扰动迅速地压制了卫星的影响,在其前方形成了一条长而窄的痕迹。这就是“螺旋桨”中的前导桨叶。与此同时,处于卫星轨道之外的物质运动得较慢,就形成了尾随桨叶。类似螺旋桨的结构是行星形成过程中会率先出现的结构。[图片说明]:卡西尼土星探测器所拍摄到的土星光环中的螺旋桨形结构。版权:NASA/JPL/Space Science Institute。  土星较大的卫星则代表了行星演化的下一个阶段。这些生长中的卫星具有充分的引力来扫除物质,在光环之间开凿出缝隙。生长中的行星也是如此。随着它们在原行星盘中逐渐长大,它们的影响也会增大。今天我们可以确切地看到这一过程的再现。土星的卫星土卫一直径400千米,是一颗大小适中的卫星。它不仅扫除了位于其轨道上的碎块,还清理掉了与之发生“共振”的轨道上的物质。例如,位于与土卫一呈2:1共振处的粒子,在这条轨道上的粒子每绕土星公转一圈的时间正好等于土卫一公转周期的2倍。它们会周期性地受到土卫一的拉扯。  虽然每一次的引力拉扯算不上什么,但经过长时间之后它们就会累积并把这些颗粒拽出它们的轨道留下一条缝隙。土卫一的引力雕琢出了土星光环中最为显著的、宽4 700千米的卡西尼环缝的内边界。  在更远的F环中,“卡西尼”发现,土星的卫星土卫十六正在光环物质中搅起波澜。这是因为它会吸引位于其轨道之内的物质,但当物质到达土卫十六的位置时,它已经疾驰而过了。这会产生深远的影响,原因是波会挤压物质并使得它更像一个固态的物体。天文学家们所看见的是一个掠过的卫星正在触发一个物体的形成,该物体的引力尚不足以使得它自发形成。如果同样的过程发生在原行星盘中,像木星胚胎这样生长中的天体就会触发其他行星的形成,否则它们就不会存在了。   这并不是岩质盘可以影响行星形成的唯一途径。令“卡西尼”项目科学家感到吃惊的是,螺旋桨结构的轨道在不断地变化。多年来,科学家们跟踪了较大的“螺旋桨”,发现它们有时候会往里运动、有时候又会往外运动。[图片说明]:卡西尼土星探测器所拍摄到的土星光环中的螺旋桨形结构放大图。版权:NASA/JPL/Space Science Institute。早期的年代  也许一些埋藏在其中的卫星吸积了周围的物质并且被向外推出。其他一些则可能在和光环物质的相互作用中损失了能量,落向了更靠近土星的地方。这同时也帮助解释了位于其他行星系统中被称为热类木星的气态巨行星的存在,它们在极为靠近其宿主恒星的轨道上公转。由于恒星附近的气体温度过高无法被引力聚集起来,这些气态巨行星被认为是在距离它们宿主恒星更远得多的地方形成、然后向内迁移到目前的位置的。这可能就是天文学家们正在土星光环中所看到的。  土星光环和小卫星为完善我们对这些细致物理过程的认识提供了一个十分干净的天然实验室。不过,它们永远也不会告诉我们故事的全部。虽然我们可以看到和行星形成早期阶段的相似性,但我们无法看到后期。这是因为土星光环中的冰质碎片无法通过和原行星盘中形成行星相同的过程聚集成卫星。土星光环到土星的距离比水星到太阳的小了超过300倍,如此近的距离意味着土星的引力会撕碎任何孕育中的大型卫星。  在土星的光环中,破坏的力量总是会占得上风。不过这不会阻止我们赞叹“卡西尼”所发回的漂亮图像以及它们想告诉我们的一切。
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