第一宇宙速度,航天器沿地球表面作圓周運動時必須具備的發射速度,也叫環繞速度,以下記為v1。按照力學理論可以計算出v1=7.9公裡/秒。但在精确計算中,航天器在距離地面表面數百公裡以上的高空運行,地球對航天器引力比在地面時要略小,故其速度也略小于v1。
第二宇宙速度,當航天器超過第一宇宙速度v1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱脫離速度。所謂擺脫地球束縛,就是幾乎不受地球引力影響,這與處于離地球無窮遠點的位置得情況等價。這裡要注意,由于月球還未超出地球引力的範圍,故從地面發射探月航天器,不需要達到第二宇宙速度v2,實際上其初始速度不小于10.848 km/s 即可。
第三宇宙速度,從地球表面發射航天器,飛出太陽系,到浩瀚的銀河系中漫遊所需要的最小發射速度,就叫做第三宇宙速度。亦稱逃逸速度。按照力學理論可以計算出第三宇宙速度V3=16.7公裡/秒。需要注意的是,這是選擇航天器入軌速度與地球公轉速度方向一緻時計算出的V3值;如果方向不一緻,所需速度就要大于16.7公裡/秒了。可以說,航天器的速度是掙脫地球乃至太陽引力的唯一要素,目前隻有火箭才能突破該宇宙速度。
第四宇宙速度,指在是地球上發射的物體擺脫銀河系引力束縛,飛出銀河系所需最小初始速度,大約為110-120km/s,指在銀河内絕大部分地方所需要的航行速度。如充分利用太陽系圍繞銀心的轉速,最低航行速度可為82km/s。由于人類對銀河系所知甚少,銀河系的質量以及半徑等無法取值,這個數字還需要很久才能形成公論。
第五宇宙速度,指航天器從地球發射,飛出該星系群最小速度,因為本星系群的半徑、質量均未有足夠精确數據,因而無法準确得知數據大小。科學家估計該星系群尺度大概有500--1000萬光年,照這樣算,需要1500--2250km/s的速度才能飛離,雖然這個速度以現在人類科學發展水平還辦不到,至少要幾百年才能達到這個速度。
假設在宇宙邊界之外,還有别的世界…… 那麼要脫離宇宙,到達另一個世界,需要的最低速度有多大?
第六宇宙速度,這個概念便産生了。當在地球上以這一速度發射飛船,即可脫離全宇宙的引力,由于目前尚未測準宇宙總質量,因此沒有準确數值。但由理論可知,第六宇宙速度将會快于光速,而人類探索宇宙最終的結果,就是人類可以随時擺脫宇宙的速度,了解宇宙之外的世界是怎樣的?
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