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宇宙速度
发布时间:2024-12-05
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顾名思义,宇宙速度就是在宇宙中航行的速度。宇宙是什么呢?就是太空。太空里是没有空气的,如果卫星想要绕着地球转动,就需要达到一个很大的速度,这样它所产生的离心力才能抵抗地球的引力。否则,地球的引力还是会把卫星拉回地球。那么如何达到宇宙速度呢?

这个问题在1930年就已经有科学家研究了。当时在美国的加州理工学院,有几个年轻人开始研究速度比飞机更快的飞行器,就是火箭。火箭是帮助卫星达到宇宙速度的运载工具。运载火箭从地面的发射架发射到太空,一般需要不断地增加速度。运载火箭在地面上的速度是0,垂直起飞10秒后,开始按预定程序缓慢地转弯,并达到第一宇宙速度,将卫星送入运行轨道。至此,运载火箭的任务就算完成了。卫星将会在预定的轨道上绕着地球运行,它可以有不同的轨道高度,不同的轨道高度有不同的运行速度。

而要摆脱地球引力到太阳系去,就要冲破地球引力的束缚。这个情景就好像绳子拉着一个小球旋转一样。在这里,火箭好比是小球,引力好比是绳子的拉力。如果绳子不够结实,只要小球稍微转动得快一点,就会崩断绳子飞出去。

同样道理,如果火箭围绕地球转动的速度超过某一个极限,万有引力就不能很好地吸引住它,它就会像小球一样被甩离地球。这个极限速度的大小为11.2千米/秒,称为“第二宇宙速度”。第二宇宙速度的意义在于,当火箭的速度达到第二宇宙速度时,它将挣脱地球的束缚,摆脱地球引力,在太阳系中自由地飞行。

虽然此时火箭挣脱了地球的束缚,但是它还没有完全自由,因为它遇上了一个更大也更重的家伙——太阳。太阳的质量是地球质量的33万倍,因此太阳对火箭的万有引力更大。这时火箭会继续受到太阳的万有引力,从而成为围绕太阳公转的天体。其实包括地球在内的八大行星绕着太阳转就是因为太阳对这些行星的万有引力的作用。