Jaka jest trzecia prędkość kosmiczna?

W obliczeniach związanych z wyjściem w otwartą przestrzeń poza Ziemię pojawiają się takie pojęcia, jak pierwsza, druga i trzecia prędkość kosmiczna. Co to znaczy? Czy istnieje jakaś kosmiczna formuła, dla której jest rozważana? Wszystko to zostanie rozważone w ramach tego artykułu.

Informacje ogólne

Orbita satelity Ziemi (w jego wielkości) w momencie wyłączenia silników (lub w przypadku utworzenia Księżyca na końcu tego procesu w siła grawitacji zasady interakcji) zależy od kierunku i wielkości prędkości uzyskanej przez obiekt. Teraz, jeśli weźmiesz pewien przedmiot i rzucisz go ze stosunkowo małą prędkością, co się stanie? To prawda, że ​​spadnie na Ziemię z powodu działania grawitacji. Należy jednak zauważyć, że obiekt porusza się zawsze po eliptycznej orbicie. Na małą skalę nie jest to zauważalne, ale tak właśnie jest. Ognisko orbity znajduje się w centrum Ziemi. Wraz ze wzrostem prędkości obiektu jego elipsa ruchu będzie coraz bardziej zauważalna. Kiedy osiągnie się określoną wartość, nie będzie w stanie osiągnąć powierzchni Ziemi podczas upadku. Wtedy obiekt obróci się wokół planety. Jest to najmniejsze przyspieszenie, jakie musi pokonać na orbicie. Otrzymana wartość zostanie nazwana pierwszą prędkością kosmiczną. Ale to nie ona nas interesuje, prawda?

O kosmicznych prędkościach

Można je obliczyć za pomocą określonych formuł. W sumie rozróżnia się pierwszą, drugą i trzecią prędkość kosmiczną. Przez to rozumie się niezbędne minimum do wykonania określonego działania. Pod pierwszą kosmiczną prędkością oznacza spełnienie warunków niezbędnych do tego, aby obiekt stał się satelitą Ziemi. To już rozważaliśmy. Aby opuścić sferę grawitacji planety, konieczne jest osiągnięcie drugiej prędkości kosmicznej. Ale aby uciec od grawitacyjnego wpływu układu słonecznego, to nie wystarczy. W tym celu należy rozwinąć trzecią prędkość kosmiczną. Ona będzie przedmiotem zainteresowania.

Jak ustala się trzecią prędkość kosmiczną?

Oczywiście jego rozmiar będzie różny dla różnych obiektów Wszechświata. Rozważymy sytuację z Ziemią. Tak więc trzecia prędkość kosmiczna w naszym przypadku jest uważana za prędkość dowolnego statku kosmicznego, który osiągnął sferę oddziaływania grawitacji planety (około 930 tysięcy kilometrów) i porusza się z prędkością paraboliczną w stosunku do Słońca. W tym przypadku oznacza to jazdę z prędkością 42,1 km / s.

Ale to nie wszystko. Uwzględniono czynnik słońca, ale jest też Ziemia. Jeśli chodzi o naszą planetę, obiekt musi poruszać się co najmniej 12,33 km / s, zalecana prędkość to 16,6 km na sekundę. Również wielkość wymaganej prędkości można obliczyć ze względu na formuły homogenicznego modelu Ziemi w oparciu o jego promień (którego wartość wynosi 6371 km). Według nich pierwsza prędkość kosmiczna wynosi 7,91 km / s, druga to 11,186 km / s, a trzecia 16,67 km / s.

Najszybszy ruch

Tak więc trzecia prędkość kosmiczna jest wielkością ruchu, który pokazuje konieczny wysiłek, aby uciec przed wpływem określonej gwiazdy. Czy ma ograniczenia? Uważa się, że maksymalna prędkość kosmiczna jest właściwością fotonów, które poruszają się nieco wolniej niż 300 tysięcy kilometrów na sekundę.

Niestety, te liczby są dostępne dla nas tylko w fantastycznych pracach. Teraz nie ma nawet takiej prędkości, aby prędkość statku kosmicznego była dwukrotnie większa niż wymagane minimum. Przykładem tego jest projekt Voyager. Obejmował on dwa śmiercionośne aparaty, które zostały uruchomione w 1977 roku. Pierwszy z nich osiągnął granicę Układu Słonecznego w 2004 r., A drugi w 2007 r. Ponadto w praktyce należy wziąć pod uwagę wiele różnych aspektów. Na przykład teoretycznie możliwe jest latanie do Jowisza w cztery miesiące. Ale w praktyce trajektoria nie będzie prosta, z powodu której upłynął czas do kilku lat.

A co mamy teraz?

Ale wystarczająco dużo, aby porozmawiać o tym, co możemy dostać. To kwestia badań od ponad dziesięciu lat. Niestety, trzecia kosmiczna prędkość w dającej się przewidzieć przyszłości będzie naszym wszystkim. Istnieje wiele różnych projektów zaprojektowanych tak, aby podróże kosmiczne były szybsze i przyjemniejsze, takie jak silniki jądrowe i jonowe. Mają jednak szereg niekorzystnych aspektów, które nie zostały jeszcze wyeliminowane, co ogranicza zakres ich wykorzystania lub nie pozwala na ich zastosowanie w ogóle. Tak, prędkość statku kosmicznego na silniki nuklearne może osiągnąć znaczące wartości przy niskim zużyciu paliwa. Jednak zanieczyszczenie radiacyjne i potencjalna niestabilność (a także, w razie wypadku, pełna katastrofa ekologiczna) stawiają pod znakiem zapytania ich wykorzystanie. Jeśli mówimy o użyciu, możesz o tym wspomnieć silniki jonowe w sprawie ISS. W takim przypadku prędkość statku kosmicznego na orbicie, jak również jego trajektoria, są przez nie regulowane. Ale silniki jonowe przyspieszają zbyt wolno, dlatego nie są wykorzystywane do wystrzeliwania na orbitę.

Wniosek

Trzecia kosmiczna prędkość nie jest zła, aby zbadać nasz układ słoneczny i jego otoczenie (jeśli jest to dane przez kilka dziesięcioleci). Ale najwyraźniej nie wystarczy podróżować swobodnie i szybko w całej przestrzeni, która otwiera się przed naszymi oczami. Można przypuszczać, że w przyszłości zostaną dodatkowo wprowadzone inne kosmiczne prędkości, ale jakie wartości będą reprezentować, pozostaje tylko odgadnąć, co jest niewdzięcznym zadaniem.