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发射探测器的火箭必须要达到第二宇宙速度11.2km/s才能脱离地球

简介: 发射探测器的火箭必须要达到第二宇宙速度11.2km/s才能脱离地球,飞往火星。

美国东部时间30日7时50分(北京时间30日19时50分),“毅力”号火星车搭乘美国联合发射联盟公司“宇宙神5”型火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。

发射探测器的火箭必须要达到第二宇宙速度11.2km/s才能脱离地球,飞往火星。

如果火箭保持一个比较低的速度慢慢飞,比如说1km/s,难道就飞不出地球吗?

难道火箭速度达不到第一宇宙速度7.9km/s,达到一定高度就会突然掉下来吗?

如果火箭能一直保持某个大于零的速度,那么火箭可以飞得任意远。

而地球一直在对火箭施加引力,所以如果想保持一个恒定的速度,就一定要有一个相反的力来跟引力抵消。

要达到的速度越高,需要带的燃料就越多,但这些增加的燃料本身又需要更多的燃料来推动,导致一个恶性循环。

齐奥尔科夫斯基公式对此进行了描述:这个公式描述了增加燃料带来的边际收益是越来越低的,因为对数函数的增长很缓慢。

即使你把整个地球的燃料都烧掉,速度也提升不了太多。

因此宇宙速度的定义都是在无燃料的情况下,达到这些速度才能实现某些目标。

第一宇宙速度的目标是环绕地球,不落到地面。

第二宇宙速度的目标是飞出地球,在太阳系内飞行。

如果不到第一宇宙速度7.9km/s,那么你会落回地面。

如果达到第一宇宙速度7.9km/s,那么你会环绕地球做圆周运动。

如果超过第一宇宙速度7.9km/s,但低于第二宇宙速度11.2km/s,那么你会以椭圆轨道绕地球运动,速度越大椭圆越扁,远地点越远。

如果达到第二宇宙速度11.2km/s,但低于第三宇宙速度16.7km/s,那么你会摆脱地球引力,却被太阳捕获,绕太阳做椭圆运动。

还有所谓的第四第五第六宇宙速度:所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系的引力束缚,飞出银河系所需最小初始速度,大约为110-120km/s,指在银河内绝大部分地方所需要的航行速度。

如充分利用太阳系围绕银心的转速,最低航行速度可为82km/s。

第五宇宙速度指航天器从地球发射,飞出本星系群的最小速度,本星系群中的全部星系覆盖一块直径大约1000万光年的区域,照这样算,需要1500--2250km/s的速度才能飞离。

第六宇宙速度指航天器从地球发射,飞出该本超星系团的最小速度,本超星系团的直径约在1~2亿光年之间,照这样算,在不需要考虑能源消耗等一系列条件的影响下,理论上需要接近光速才有可能飞离。


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