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天文学在航天领域有什么样的应用?

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online_member 发表于 2023-2-18 07:30:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
天文学的知识起什么作用,天文学家应该做什么,有什么样的日常工作?
online_member 发表于 2023-2-18 07:30:28 | 显示全部楼层
天文与航天是两个非常密切的领域,可以说航天就是建立在天文学的基础之上的,没有天文学的基础,也就没有航天了。
天文学首先需要研究地球,了解地球的形状、大小、引力等特征,建立以地球为原点的一系列坐标系,有了这些基础,人们才可以考虑如何离开地表,才能建立火箭发射等相关的理论系统。如果你都不知道地球的引力大小,离开地面需要的速度条件,那么航天根本就无从下手。

天文学在航天领域有什么样的应用?993 / 作者:用户5592359840 / 帖子ID:111630
牛顿在1687年发现了万有引力,卡文迪许在1798年测量了引力常数,齐奥尔科夫斯基在1903年才建立了火箭公式,这时才具备了航天的基本条件。
然而,离开地面只是航天的第一步,如果我们要去探索其他天体,就需要知道对方的一些基本数据,比如引力大小,表面情况等等,这些也是需要天文学进行观测而的出来的。比如我们要去探测月球,就需要了解月球的引力和运行轨迹,这都需要通过天文测量来得到。然后才可以计算出轨道,发射飞船前去探测。

天文学在航天领域有什么样的应用?596 / 作者:用户5592359840 / 帖子ID:111630
再有一个重要条件,就是天体之间的距离都是非常遥远的,就算是最近的月球也有38万多千米,而最近的行星则是几千万千米的距离。那么问题来了,飞船在数年的飞行中,是需要进行轨道修正的,否则是无法准确到达目标。然而太空中没有物体,那么怎么定位呢?

天文学在航天领域有什么样的应用?813 / 作者:用户5592359840 / 帖子ID:111630
这就需要依靠天文学的测量定位了,遥远位置的天体相对于我们来说可以看做是固定不变的,所以我们需要将若干天体的位置作为较准用的坐标,这样飞船在飞行中只需要定期对这些天体进行位置标准就可以了。
因此,天文学和航天是关系非常密切的,天文学在天体测量和定位中都对航天起到了重要的作用。
online_member 发表于 2023-2-18 07:30:39 | 显示全部楼层
最基础的,参考系的定义与参考架的实现,时间与历法系统,一个决定空间量度,一个决定时间量度。
航天器运动理论,实际上是以天体力学为基础的,无论是轨道预报还是轨道确定,实际是同一套东西,不过航天器会有些专属情况,比如主动变轨和姿态控制,是自然天体不会有的情况。
更具体的应用比如前面有人说的星敏感器,实际是天文定位的应用,地面光学观测时同样使用天文定位技术来确定航天器的位置。
说到地面跟踪观测,只要使用光学望远镜,就涉及望远镜的制造与台站的选址,也算是天文学在航天领域的应用吧。过去有一段时间,我国军方光学测控站选址是跟着天文台站选址走的。
online_member 发表于 2023-2-18 07:31:16 | 显示全部楼层
举个简单的应用例子:航天器在太空中需要知道自己的姿态信息(即相对惯性坐标系的指向),这一信息可以利用星敏感器实现。星敏感器,顾名思义就是通过拍摄星图,并将其与已知的星图进行对比,从而得到星敏感器相对于天球坐标系的指向,进而得到航天器的在惯性系下姿态信息。这就是航天技术利用天文学的一个实例。
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