對于這幾個宇宙速度,經常關心祖國航天事業的朋友應該在熟悉不過了,第一宇宙速度是脫離地球引力進入環地球軌道的速度,第二宇宙速度地球的逃逸速度,但還不能逃離太陽系的速度,第三宇宙速度則是從地球軌道上逃逸太陽系的速度!那麼第四宇宙速度是逃離哪裡的?是銀河系嗎?
我們先來解釋一下為何速度是逃離天體的關鍵!我們追求的速度其實并不是脫離引力束縛的關鍵,而是推力以及持續時間,但有一個比較要命的問題是大氣的阻力和火箭發動機的工作時間,因此必須有兩個要素:
一、盡可能快的脫離低層濃密的大氣
二、在發動機燃料耗盡之前加快到足夠高的速度
因此垂直發射,以及在發射後到一定高度後轉向到地球自轉前進的方向(獲得自轉加速)等成了發射航天器的一貫操作
一點都不用懷疑,這個火箭發射方向不是朝東就是朝東南!當然也會有軌道要求發射極軌衛星時會選擇其他方向,但很少會單純朝西方發射,因為這是發射跟地球自轉逆向軌道的衛星!
上圖為地球環繞軌道速度的來曆,這個等式的兩端即受到地球的引力與環繞速度産生的離心力相等即可,如圖示:
當引力等于離心力時,衛星就會在地球軌道上一直環繞下去,當然稀薄空氣的阻力會逐漸讓衛星速度降低而掉落地球!
上圖則為第二宇宙速度的來曆,從理論上來說,我們隻需要知道第二宇宙速度極速即可,因為第二宇宙速度對象逃逸對象是地球,我們隻要将對象換成是太陽即可!同樣,假如把中心的太陽換成銀河系中心的黑洞,則就成了銀河系的逃逸速度!但我們要理解一下的是,如果隻是如此直接替換的話,您會發現太陽系在環繞銀河系公轉的速度将會直接逃離,這中間有關鍵點需要理解:
一、銀河系是一個龐大的整體,因此太陽環繞的并不隻是銀心的黑洞,而是核球周圍大量的天體質量也需要同時考慮在内!
二、銀河系内還有大量的暗物質,這也是為何星系邊緣的環繞速度早已超過逃逸速度卻沒有逃離的原因,這也是暗物質說法的最早來源!
從1977年發射的旅行者早已離開了太陽系,當然這得從狹義上理解已經脫離!差不多用了将近30年的時間,但人類即使達到銀河系的逃逸速度(110-120KM/S),我們也不可能等待到它逃逸,因為我們在距離銀心2.6萬光年的位置,而銀河系的直徑高達20萬光年,以如此速度(太陽系公轉速度240KM/S 120KM/S),實在無法在我們能期待的時間内逃出銀河系!對于銀河系逃逸速度并不具備現實意義,因此被提起的機會就不如前三個宇宙速度的頻率高了!
另外,未來人類也沒有打算用第四宇宙速度逃離銀河系,如果還隻是這點道行的話,也就不需要出發了,一隻螞蟻環遊地球确實值得尊敬,但那隻是尊敬而已,作為螞蟻就沒有一點自知之明嗎?還是埋頭發展技術吧,何必天天把第四宇宙速度挂在嘴上呢?
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