“天宫”空间站“天和”核心舱发射入轨后，运行在距地表约400千米的圆形轨道上，每90分钟绕地球一圈。很多人感兴趣的是“天和”核心舱的飞行时速是多少？轨道周长又有多长？这两个问题关联度较高，可以一并解答。

地面拍摄的“天和”、“天舟”、“神舟”组合体

要计算时速，首先得知道路程与时间，当前时间已知为绕地一圈90分钟（1.5小时），需要求出轨道的周长，根据周长公式C=πd=2πr (d为直径，r为半径，常数π取3.14），求周长需要计算出轨道的半径或直径。我们已知地球的平均直径为12756千米，“天和”轨道高度约为400千米，轨道的直径d=12756+2×400=13556(千米)，于是可求出周长C=πd=3.14×13556=42565.84（千米），比地球周长多出2512千米。

“神舟十二号”看“天和”

求出周长以后，“天和”核心舱的飞行速度迎刃而解，根据速度公式v=s/t（s为路程，t为时间），v=s/t=42565.84/1.5=28377（千米/小时）,换算成秒速约为7.9千米/秒，即为第一宇宙速度。由此可知中国空间站运行在周长约为42565.84千米的圆形轨道上，飞行时速约为28377千米/小时（即7.9千米/秒）。

基于当前7.9千米/秒的运行速度，如果更快或者更慢会怎样？

第一宇宙速度别称为航天器最小发射速度，只有达到这一速度才能成为绕地飞行的人造地球卫星，如果“天和”核心舱的运行速度显著低于7.9千米/秒，其轨道高度就会在环绕中逐渐降低，航天器最终坠落大气层。另一方面，如果“天和”核心舱的运行速度显著高于7.9千米/秒，那么“天和”的运行轨道就会拉长为一个椭圆轨道。当“天和”的运行速度达到第二宇宙速度（11.2千米/秒）时，它将逐渐逃离地球成为绕太阳运行的人造行星。

“天和”全景相机b成像画面

事实上，由于地球引力衰减的作用，距离地表400千米的“天和”核心舱最小运行速度可以略低于7.9千米/秒。

“天和”舱外定向摄像机d成像画面

如果将“天和”核心舱比作一辆汽车，那么其绕地飞行的轨道则可以比作高速公路，车速太慢无法维持在高速的行驶，车速太快则会冲出车道，只有保持合适的速度才能稳定地行驶在高速上，对于汽车而言这一速度是120千米/小时左右，对于“天和”而言这一速度则达到28377千米/小时。“天和”的时速可是一串天文数字，让人觉得很大却没有确切概念，不如这样说，28377千米/小时相当于23倍音速，半小时之内可从新加坡飞至华盛顿，这就是中国空间站的速度。

作者：大白高国

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