宇航员在太空中会失重，为什么宇航员始终没有脱离太阳系？ _太阳系

什么是失重？只要物体受到的合加速度向下，那就是失重。

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我们现在来看下宇航员在外层空间的状态：绕地球飞行。并且要注意，这个和飞机飞行是两个概念。简单的说，在外层空间基本上不耗燃料，就能一直转下去，而飞机则不是。

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这个时候要注意了，宇航员在地球上空的时候，还是受到引力的，那有人会问：引力大不大呢？

答案是：大。我们通过万有引力公式就能看出来，引力和距离的关系是平方反比，并且地区的半径大约在6400km ，而航天器绕地轨道一般距离地面都是几百公里。可以见得引力不会小多少的。并且太阳对航天器的引力的增加更是微不足道了，而且航天器的速度并没有达到逃离地球的数值。

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那么既然引力还是挺大的，怎么没见航天器掉下来啊？其实航天器一直在掉，它绕地飞行就是在做自由落体运动，只不过地球是圆的，引力全都用来提供向心力了，所以才会有失重的感觉。

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失重并非等同于不受引力作用，宇航员在太空中依然会受到地心引力作用，虽然稍小于地面，但绝非为零。这个很容易通过万有引力定律计算出来：

【宇航员在太空中会失重，为什么宇航员始终没有脱离太阳系？】

F=GMm/r^2

其中F为地心引力， G为万有引力常数（6.674×10^?11立方米/千克/平方秒）， M为地球质量（5.97237×10^24千克）， m为物体的质量， r为地心到物体的距离。如果在地球表面上，质量为60千克的人与地心的距离即为地球半径，约为6371千米，那么，这个人所受到的地心引力为：F=6.674×10^?11×5.97237×10^24×60/6371000^2牛≈589牛。事实上，在地球表面，我们定义重力加速度g=GM/R^2 ，其中R为地球半径， g的大小约为9.81米/平方秒，则引力F=mg=60×9.81牛≈589牛。而如果在太空中，宇航员与地心的距离变远了，所受的地心引力会相应变小。一般情况下，载人飞船的轨道距离地面大约400千米，所以在太空中的宇航员所受的地心引力为：F=6.674×10^?11×5.97237×10^24×60/(6371000+400000)^2牛≈522牛，只比在地面小了11% 。

之所以宇航员在太空中会表现出失重的现象，是因为他所受到的地心引力全部用于提供环绕地球进行圆周运动的向心力。事实上，宇航员在太空中一直在做自由落体运动，由于它的速度足够快，地球的表面是弯曲的，所以宇航员不会撞上地球表面，这样就会产生失重的现象。由于宇航员处在地球的希尔球内，受到地球引力的主宰，所以宇航员不会坠向太阳，更不会脱离太阳系。

即便地球突然在宇航员运动到朝着公转方向时消失，宇航员的绕行速度加上地球的公转速度也只有38千米/秒，而在地球轨道上想要脱离太阳的引力束缚，速度至少要达到42千米/秒。在这种情况下，宇航员不会脱离太阳系，只会以比地球更远的距离绕着太阳旋转。

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先说重力G=mg=mM/r2 ，其中m是宇航员的质量， M是太阳的质量， r是宇航员到太阳的距离（2是平方）。因为m和M是不变的，所以，只要r不变，宇航员的重力G（太阳对宇航员的吸引力）就不会变。所以，我们常说的超重、失重是个视重的槪念，意思是看起来重力变大了，看起来重力消失了（漂浮在太空）。宇航员在太空中某个位置，他的重力就是一个定值。那么为什么不会自由落体坠向太阳呢？因为他以一定的速度在绕着太阳转动，他的重力刚好等于他绕日转动的向心力，而向心力的作用是不断改变他绕日转动的方向，不能改变速度的大小，表现出失重现象，当然不会坠向太阳。如果他的绕日速度变小了，他会减小r在新的轨道上速度更快地转动；如果他的绕日速度变大了，他会增大r在新的轨道上减慢速度转动；如果他的绕日速度为零了，他会在重力G的作用下坠向太阳；如果太阳对他的吸引力消失了（这是不可能的），他会飞离太阳。