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2015年11月3日,我国自主研发的火星探测器在第17届中国国际工业博览会上公开亮相,预计2020年前后发射.设想宇航员完成对火星表面的科学考察后,乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱,为了安全,返回舱与轨道对接时,必须具有相同的速度.已知返回舱与宇航员的总质量为m,火星的半径为R,轨道舱到火星表面的高度h,火星表面的重力加速度为g,返回舱与宇航员在返回的过程中需客服火星引力做功W=mg
,不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响,求:
(1)轨道舱绕火星运行的速率;
(2)宇航员和返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱?