Третья космическая скорость
Третья космическая скорость — это минимальная начальная скорость тела у поверхности Земли, при которой оно, преодолев притяжение Земли и Солнца, может удалиться из Солнечной системы. Для запуска в направлении движения Земли по орбите её значение составляет примерно \(16{,}7\ \text{км/с}\).
Расчёт основан на законе сохранения энергии и импульса. Сначала тело должно покинуть Землю, а затем получить относительно Солнца скорость, достаточную для ухода из его гравитационного поля. Выгоднее всего запускать тело по направлению движения Земли: тогда его орбитальная скорость складывается со скоростью тела относительно Земли.
Здесь \(v_2\approx11{,}2\ \text{км/с}\) — вторая космическая скорость у поверхности Земли, а \(v_{\infty}\approx12{,}3\ \text{км/с}\) — требуемая скорость тела относительно Земли после выхода из земного притяжения. Она определяется движением Земли вокруг Солнца и параметрами солнечного гравитационного поля.
Если тело запускают с поверхности Земли со скоростью около \(16{,}7\ \text{км/с}\) в направлении движения Земли, его скорость относительно Солнца оказывается достаточной для ухода из Солнечной системы. При запуске в противоположном направлении требуемая скорость будет больше.
Третья космическая скорость не равна простой сумме первой и второй космических скоростей. Она зависит от направления запуска, движения Земли по орбите и принятой модели расчёта. В реальности атмосферное сопротивление и потери при запуске требуют большей скорости.
Какое направление запуска наиболее выгодно для достижения третьей космической скорости?
Главное
- Третья космическая скорость у поверхности Земли примерно равна \(16{,}7\ \text{км/с}\).
- Она позволяет телу уйти одновременно от притяжения Земли и Солнца.
- Минимальное значение достигается при запуске по направлению движения Земли вокруг Солнца.