用一句簡單的話來解釋：月球或者人造衛星就是因為地球的引力，一直在往地球上落，只是一直沒有落下來而已。

自從牛頓發現了萬有引力定律，有這樣一個思維實驗來解釋為什麼月亮受著地球的引力吸引為什麼不掉下來。在物理課程中我們都學過平拋運動，在這裡我們假定站在一座高山上往出平拋一個小球，隨著初始速度的增加它的落地點距離會越來越大，直到達到一個速度的臨界點這個小球一直有下落的趨勢。

但是奈何平拋水平的距離都超過地球半徑了，所以可以把月球繞著地球轉理解成月球在繞著圈的想要掉落在地球上，一直如此。

當然還有另一種解釋，月球受到的引力提供了向心力，向心力的作用效果就是月球繞著地球轉動。

人造地球衛星終將成為磒石落入地球，因為軌道的高度不夠，在繞地球飛行的過程中的微薄空氣阻力下速度降低最後落入大氣層燒燬。

這個問題高中物理課本里有詳細描述。

簡單來說，因為人造衛星和飛船發射出去以後，它以特別大的速度圍繞地球運轉，抵擋住了地球對它的引力——向心力的作用，使衛星作勻速圓周運動，而不能使它們落回地面。

那麼，什麼樣的速度，才能使人造衛星脫離地球的引力，而繞地球作勻速圓周運動呢？根據科學家計算，每秒達7.9公里，並且從水平方向丟擲去，就能使人造衛星環繞地球運轉。這個速度叫環繞速度，也叫第一宇宙速度。如果小於這個速度，它就會被地球引力拉回來。

假設衛星原來的執行軌跡是一條直線，那麼相比那條直線，它確實是在掉，但是掉到地球后面去了，再掉就又掉到地球后面去了。

就是說相比剛才的直線，衛星每時每刻都在掉，但是因為掉得剛好，掉得恰到好處，就不斷按照軌道，圍繞地球做圓運行了。

其實本來衛星想進入地球軌道，就需要以巧合速度和角度，同樣在軌衛星就具有了巧合的速度和角度，就不斷做圓周運動，就是這樣。

衛星為什麼不會因為地球的引力吸引而落入地球呢？

衛星並不會永遠都保持在近地軌道上，沒有掉下來是因為時間不夠久！如何來理解這個問題呢，請看下圖：

這是執行在地球軌道上的部分衛星示意圖，為什麼稱之為執行呢？是因為它必須保持一定的運動速度，以高速繞行地球所產生的離心力對抗地球對它的引力，在處於平衡狀態時，它將一直保持這個軌道執行下去！

這是不同速度在地球近地軌道上的執行方式，只要能實現拋物線的軌道，因為拋物線軌道不再閉合，因此將再也不會回到地球的附近！而雙曲線則離去的更快！

當然衛星在執行過程中，它並不僅僅只受到離心力與引力的作用，還有稀薄大氣層的阻力作用！儘管傳統意義上的大氣層一般不高於100KM，但散逸層甚至在500-800KM處仍然有比較高的大氣分子濃度，而越低則阻力越大，因此國際空間站每週都要啟動火箭恢復高度，否則在大氣的阻力下不斷下墜，最終重返大氣層！

就是這樣的效果，成為耀眼的流星......

衛星的幾種典型軌道，同步衛星的軌道高達3.6萬千米，而且這個位置的空氣阻力已經可以忽略不計了，那麼它們能永遠的保留下去嗎？仍然不行，因為在這個高度仍然會受到太陽風的光壓作用以及引力波動能的衰減，一顆1噸的衛星大約在6155600年內仍然會重返大氣層！當然這個時間對人類來說已經夠久了！！

傳說牛頓是受蘋果落地砸到頭上的影響，才提出宇宙中任何兩個物體之間都存在著吸引力，這個力和兩者質量的乘積成正比，和之間距離成反比，這也就是萬有引力定律。同時牛頓發現，他的萬有引力定律，不光能解釋蘋果的落地，還可以用來解釋行星繞太陽的運動情況。

當然，現在我們也可以用中學物理學到的萬有引力，來解釋衛星繞地球的運動情況。繞地球執行的物體都會受到萬有引力吸引，對於衛星來講，它受到地球的萬有引力充當了其環繞地球運動向心力的效果，衛星就可以做類似勻速圓周運動。

人造衛星在地面上空做軌道運動，簡單來算的話，聯立向心力和萬有引力公式，就得到衛星繞地球圓軌道運動的速率。對於低軌道的衛星和空間站等航天器來講，由於還有稀薄大氣的阻力，如果不施加動力修正軌道的話，最終還是會跌向地球的。

但對於高軌道的衛星，則不受阻力影響。例如中國的第一顆人造衛星，東方紅一號，發射幾十年了，至今還執行在近地點430千米，遠地點2300千米的軌道上。

發射衛星是利用斥力。脫離地球而升級太空中。

離開地球表面上升到一定程度保持斥力與引力平衡。

穩定在設計的軌道上執行。成為地球的人造衛星。

回收時利用引力迴歸地球表面。

如果沒有中間力量阻止，它就會圍繞地球轉得久一點，如果突然間又發生碰撞導致減速，就會落入大氣層，最終燃燒掉。

答：這是地球和衛星嚴格遵循大自然規律的結果，衛星受到地球的萬有引力，剛好提供了衛星繞地球公轉的向心力。

在經典力學中，萬有引力定律描述了天體做圓周運動的本質原因，人類發射的衛星繞著地球運動，為人類提供了即時通訊、導航定位、氣象觀測等等資料。

飛行器離開地球時有兩個重要的速度，第一宇宙速度7.9km/s和第二宇宙速度11.2km/s，分別表示飛行器繞地球做圓周運動和逃離地球引力的最低速度。

萬有引力定律描述，任何有質量的兩個物體，都會受到相互之間的引力，衛星也會受到地球的引力；同時運動學告訴我們，做圓周運動的物體，會有一個向心力，如果沒有了向心力，那麼物體就會沿著圓周運動的切線方向飛出去。

衛星繞著地球執行，由萬有引力提供向心力，衛星的速度大小和方向，決定了衛星的執行軌道：

（1）若衛星在近地軌道的速度低於第一宇宙速度，那麼地球提供的萬有引力將大於向心力，衛星會墜落到地面；

（2）衛星在近地軌道做圓周運動，其速度至少為7.9km/s，這也是衛星發射時的最低速度，但是在高軌道處，衛星的繞行速度會低些；

（3）若衛星近地點速度在7.9~11.2km/s之間，衛星將會沿著橢圓軌道執行。

（4）若衛星在近地點的速度大於11.2km/s，那麼衛星將會徹底擺脫地球的引力，飛向太陽系空間。

只要人類精確控制衛星的飛行速度，就能保證衛星不墜入地面，也不逃脫地球引力，比如：

（1）國際空間站的軌道高度大約400公里，繞行速度7.8km/s，之所略小於第一宇宙速度，是因為軌道原因；

（2）中國空間站軌道高度400~450km，預計2022年建成；

（3）同步衛星的軌道高度為35786km，線速度為3.08km/s。

衛星繞地球旋轉不掉下來的背後是地球引力和向心力的平衡

宇宙中的天體質量都非常大，而人造衛星的質量又非常小，所以在太空中可以很明顯的感覺到引力的存在，我們在地球上向遠方扔石頭時它最後總會沿著曲線下墜，而你用的力氣越大石頭在空中飛行的時間就越長，而一旦你扔的石頭速度達到了7.9km/s，那麼這顆石頭就能飛出地球，但是太空的微重力環境會讓石頭長時間保持這個速度，這時候地球引力對石頭來說就是向心力。

在理想情況下物體一旦達到7.9km/s，那麼在飛出地球后它會永遠繞著地球運動，但實際上在500km到800km的高度上，航天器仍然會受到逃逸層大氣分子帶來的阻力，因此如果衛星和國際空間站實際上是越飛越低的，因為大氣分子降低了它們的速度，而地球引力趁此機會又拉低了它們的軌道，國際空間站受此影響不得不定期機動以抬高軌道。

地球的大氣分子濃度是隨著軌道的提高而減少的，所以我們能看到1970年發射的東方紅一號至今也沒有因為大氣分子的問題而墜落到地球上，因為它軌道的近地點已經達到了430千米，遠地點更是達到了2300千米，只不過由於東方紅一號很早以前就沒電了，所以嚴格意義上來說它已經是太空垃圾了，但是希望中國在未來可以派航天員去把它“抓回來”放到博物館，作為早期中國航天事業的見證者。

衛星繞著地球旋轉的背後有著牛頓萬有引力的支援，雖然愛因斯坦廣義相對論說引力是由空間扭曲產生的幾何現象，但在現在初級航天階段我們用牛頓的萬有引力就能完成載人登月和火星車著陸，這也說明人類航天技術目前仍然在低速徘徊。

理想狀態的答案

主要是因為地球的吸引力剛好用作衛星繞地球作圓周運動的向心力了，沒有多餘的力吸引衛星下落。當然前提就是衛星有這個圓周運動的初速度。這個初速度有一個最小值，為7.9公里/秒，就是人們常說的第一宇宙速度。只要達到了這個速度以上，衛星就不會因地球的吸引力而落於地球，在繞轉地球的過程中不需要任何燃料能量。這個初速度主要就是運載火箭發射衛星時提供。這就是這個問題的答案，當然這只是在理想狀態下的答案。理想狀態指的是衛星完全處在真空中，並且不受別的天體的擾動。

一，主要影響因素

實際上理想狀態是達不到的，理論上衛星因大氣阻力最終都會墜落地球。就說地球大氣層厚度有1000多公里，探空火箭在3000公里高空仍發現有稀薄大氣，有人估計大氣上層能延伸到6400公里。當然大氣主要集中在100公里以下，其中75%又集中在了離地面10公里以內的對流層。地球衛星一般在距地二百公里到數萬公里。所以越是近地軌道的衛星受大氣影響越明顯，特別是質量大體積大的衛星受到大氣影響軌道更容易下降。

二，應對措施和軌道因素

像重400多噸距地397公里的國際空間站每天軌道下降65米，需定期抬高軌道，否則很快會墜落地球。一般採用和空間站對接的載人飛船和貨運飛船攜帶的動力來抬高執行軌道高度。而一般衛星則是用自身攜帶的推進劑和軌控發動機來定期提升自己的軌道，所以攜帶推進劑的多少往往決定衛星的壽命。

像一些通訊衛星一般都是地球同步軌道，距地近36000公里，在這個高度大氣幾乎沒有，所以它的軌道損失很小，攜帶的推進劑可以延長衛星很長壽命，所以它們的設計壽命一般都在15年以上。

還有一些大橢圓軌道的衛星執行時間都很長，像中國1970年4月24日發射的首顆衛星“東方紅一號”，它就是一個近地點439公里、遠地點2384公里的大橢圓軌道，設計壽命20天，可直到今天為止仍在軌道執行（實際壽命28天），仍沒有墜落地球，主要原因就在於它的近地點速度較大（大於環繞地球7.9公里/秒的第一宇宙速度），大於與近地點高度相同的正圓軌道的執行速度，所以它不容易掉落地球。當然它的軌道較高，所處大氣稀薄，也是一個原因。但也會受影響逐漸下落，到2009年2月時近地點430公里，遠地點2075公里，近四十年近地點下降僅9公里，預計還能執行百年。但無論如何，最終還是會落入地球。

由上看出，在大氣影響下，軌道高度和執行速度是決定衛星執行時間的重要因素，但這些由任務要求來決定。所以在滿足任務要求的前提下，及時提升軌道是最有效的辦法。因此燃燒推進劑提升軌道顯得尤為重要，但推進劑攜帶數量有限，如果能隨時對衛星進行推進劑補加就太完美了。為此中國早開始了這一方面的研究和實踐，2017年4月20日成功發射天舟一號貨運飛船成功掌握航天器在軌補加技術，並在此前後多次在其他衛星上進行了成功實踐。中國有一個專門計劃，準備對一些在軌衛星進行推進劑補加，延長衛星使用壽命，據估算成本比重新發射要划算。據說美國也有類似計劃，預祝我們國家捷足先登。

以上是對地球人造衛星短時間不會墜落地球而最終還是會落入地球的原因分析和應對措施。而對於地球的天然衛星――月球又是如何呢？月球距地球平均距離38.4萬公里，月球所處軌道是沒有大氣的，因此月球執行不受大氣的影響。按上面的道理講它永遠不會離開它現在的軌道而落入地球或離開地球，而實際上月球雖然不受大氣影響，但由於它的巨大質量，太陽及其他天體對它的影響不能忽視，尤其是太陽，據計算太陽對月球的引力是地球對月球引力的兩倍多。所以在這些天體的共同複雜作用下，月球不但不向地球墜落，反而每年以3.8釐米的速度在遠離地球。