第一宇宙速度是什么

第一宇宙速度是什么

第一宇宙速度，指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度（first cosmic velocity）。在地面上向远处发射炮弹，炮弹速度越高飞行距离越远，当炮弹的速度达到“7.9 千米/秒”时，炮弹不再落回地面（不考虑大气作用），而环绕地球作圆周飞行，这就是第一宇宙速度。第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近绕地球做“匀速圆周运动”所必须具有的速度。但是随着高度的增加，地球引力下降，环绕地球飞行所需要的飞行速度也降低，所有航天器都是在距地面很高的大气层外飞行，所以它们的飞行速度都比第一宇宙速度低。地球上的物体要脱离地球引力成为环绕太阳运动的人造行星，需要的最小速度是第二宇宙速度。第二宇宙速度为 11.2 千米/秒，是第一宇宙速度的 √2 倍。地面物体获得这样的速度即能沿一条抛物线轨道脱离地球。地球上物体飞出太阳系相对地心最小速度称为第三宇宙速度，它的大小为 16.7 千米/秒。地面上的物体在充分利用地球公转速度情况下再获得这一速度后可沿双曲线轨道飞离地球。当它到达距地心93 万千米处，便被认为已经脱离地球引力，以后就在太阳的万有引力的作用下运动。这个物体相对太阳的轨道是一条抛物线，最后会脱离太阳引力场飞出太阳系。一些特殊的轨道速度，如环绕速度、脱离速度，有时也被分别称为第一、第二宇宙速度。第二宇宙速度第二宇宙速度v2。当航天器超过第一宇宙速度v1达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称脱离速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度v2=11.2 公里/秒。由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，其初始速度不小于 10.848 公里/秒即可。第三宇宙速度第三宇宙速度v3。从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度，就叫做第三宇宙速度，亦称逃逸速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度v3=16.7 公里/秒。需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的v3值；如果方向不一致，所需速度就要大于 16.7 公里/秒了。可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素。第四宇宙速度预计物体具有 110～120km/s 的速度时，就可以脱离银河系而进入河外星系，这个速度叫做第四宇宙速度。第五宇宙速度指的是航天器从地球发射，飞出本星系群的最小速度大小，由于本星系群的半径、质量均未有足够精确的数据，所以无法估计数据大小。当前科学家估计大概有 50～100 亿光年，照这样算，应该需要 1500～2250 km/S 的速度才能飞离。