Таємниці та сила космічних швидкостей
У безмежному просторі Всесвіту рух підпорядковується одному з основних законів фізики — швидкості. Для подорожей у космосі замало просто летіти швидко — існують конкретні межі, які називаються космічними швидкостями. Вони визначають, з якою мінімальною швидкістю потрібно рухатися, щоб обертатися навколо планети, покинути її гравітаційне поле чи навіть вирватися з Сонячної системи.
Що таке космічні швидкості?
Космічні швидкості — це не випадкові числа. Вони відображають гравітаційні бар’єри, які необхідно подолати для досягнення певних етапів космічного польоту. Ці поняття стали важливими під час становлення космонавтики у ХХ столітті.
Існує три основні космічні швидкості, кожна з яких відповідає окремому етапу польоту.
⸻
Перша космічна швидкість — орбітальна
Перша космічна швидкість — це мінімальна швидкість, при якій тіло починає рухатися по круговій орбіті навколо планети. Для Землі вона становить приблизно 7,9 км/с (28 440 км/год). Супутники, що рухаються з такою швидкістю, залишаються на орбіті завдяки балансу між гравітацією і відцентровою силою.
⸻
Друга космічна швидкість — швидкість втечі
Друга космічна швидкість — це мінімальна швидкість, яка дозволяє залишити гравітаційне поле Землі без подальшого прискорення. Вона становить близько 11,2 км/с (40 320 км/год). Космічні апарати, які прямують до Місяця чи Марса, повинні подолати саме цю межу.
⸻
Третя космічна швидкість — вихід із Сонячної системи
Третя космічна швидкість — це швидкість, необхідна для того, щоб залишити Сонячну систему, подолавши гравітацію Сонця. Вона становить приблизно 16,7 км/с (60 120 км/год). Її досягли, наприклад, зонди Voyager, які прямують у міжзоряний простір.
⸻
І більше — гравітаційні маневри
Щоб досягти вищих швидкостей, апарати використовують так звані гравітаційні маневри — ефект “гравітаційної пращі”, коли швидкість апарата збільшується завдяки близькому прольоту повз великі планети, як-от Юпітер.
⸻
Навіщо це знати?
Розуміння космічних швидкостей є ключем до планування польотів у космос. Вони визначають потребу в паливі, конструкцію ракет і навіть можливість реалізації міжпланетних або міжзоряних місій. Це — ворота у Всесвіт, які ми маємо подолати, щоби досліджувати космос.
