引力场和微重力：探寻宇宙奥秘

1.引力场

地球轨道航天器是在地球引力场作用下运行的，引力场的位形影响着航天器的运行轨道，航天器必须具备足够的水平速度才能克服地球引力，围绕地球运行。理想的地球应该是质量分布均匀的圆球体，引力中心位于地心。

除了地球引力外，地球空间运行的航天器还会受到其他天体引力的作用，主要是月球和太阳引力的作用，日月引力对于地球轨道航天器是轨道的摄动力，引起航天器的轨道摄动。

太阳有巨大的质量，但距地球很远，它引起的摄动力比月球小，月球的摄动力约为太阳的2.2 倍，是最主要的天体摄动力。至于木星等其他行星的摄动影响要比月球小几个数量级，一般情况下可以忽略。

日月不在航天器的轨道面内，黄道面与赤道面有23.5°的夹角，月球的白道面与黄道面夹角约为5°，因此摄动力相对于航天器轨道面的方向是不断变化的，导致对航天器长周期性的摄动［3］。(www.xing528.com)

2.微重力

航天器在引力场中自由运动时表现出的失重力为零的状态，称为零重力或失重。以在轨运行航天器为参考的系统中呈现出的失重环境中，物体与其支撑体之间不再有相互作用力，液体中密度大的颗粒不会沉淀，轻的气泡也不会上浮，流体对流现象消失。

失重并不是引力的消失，而只是物体在引力作用下自由运动时失去重量的表现，如在1 000 km 高度的地球引力为地面的75%。地球引力作用范围可达到93 万km。

实际上由于航天器受到地球引力以外的各种干扰力，航天器处于微重力环境，一般达不到完全的零重力环境。大气阻力、重力梯度、姿态运动以及航天器内部设备和人员的活动，都会影响微重力的程度。