 |
Астронет: А. В. Засов, В. Г. Сурдин Космические скорости http://variable-stars.ru/db/msg/1162252 |
Космические скорости
Первая космическая скорость, или круговая скорость V1 - скорость, необходимая для обращения спутника по круговой орбите вокруг Земли или другого космического объекта. Если R - радиус орбиты, а G - гравитационная постоянная, то V1 = (GM/R)1/2. Для Земли V1=7.9 км/с. Вторая космическая скорость, называемая также скоростью убегания, или параболической скоростью V2 - минимальная скорость, которую должно иметь свободно движущееся тело на расстоянии R от центра Земли или другого космического тела, чтобы, преодолев силу гравитационного притяжения, навсегда покинуть его. Из законов механики следует простое соотношение: V2 = 21/2V1. Для Земли V2 = 11.2 км/с.
Кроме этих общепринятых существуют еще две
редкоупотребимые величины: 3-я и 4-ая космические скорости
- это скорости ухода, соответственно, из Солнечной системы
и Галактики. Их точные значения нельзя определить по ряду
причин. Например, 3-ю космическую скорость обычно
определяют как параболическую при M =
M
(масса Солнца) и R = 1 а.е.
(радиус орбиты Земли), получая значение V3 = 42
км/с. Но при старте с поверхности Земли или с околоземной
орбиты необходимо преодолеть еще притяжение планеты. Выйдя
из сферы притяжения Земли (практически, удалившись от нее
на несколько диаметров планеты), аппарат сохраняет
орбитальную скорость Земли (29.8 км/с), поэтому необходимое
приращение скорости до 42 км/с зависит от того, в каком
направлении аппарат должен покинуть Солнечную систему.
Взлетая с поверхности Земли и наилучшим образом используя
орбитальное движение планеты, аппарат может при старте
иметь 3-ю космическую скорость всего 16.6 км/с, а для
полета в неблагоприятном направлении его необходимо
разогнать до 72.8 км/с! Если к тому же учесть притяжение
других планет, которое может как ускорить, так и
притормозить аппарат, то диапазон возможных значений 3-й
космической скорости станет еще больше. По тем же
соображениям весьма неопределенным является и значение
4-й космической скорости, необходимой для межзвездных и
межгалактических путешествий. Солнце обращается вокруг
центра Галактики со скоростью около 220 км/с. Поэтому для
путешествия к центру нашей звездной системы эту скорость
нужно погасить. А чтобы отправиться к периферии Галактики
или выйти за ее пределы, необходимо к орбитальной скорости
Солнца добавить еще 250-300 км/с (точное значение не
известно, поскольку нет точных данных о распределении
вещества в Галактике).