Bet koks objektas, mėtomas aukštyn, anksčiau ar vėliau atsiduria ant žemės paviršiaus, nesvarbu, ar tai būtų akmuo, popieriaus lapas ar paprasta plunksna. Tuo pat metu prieš pusę amžiaus į kosmosą paleistas palydovas, kosminė stotis ar Mėnulis toliau sukasi savo orbitomis, tarsi jų visiškai nepaveiktų mūsų planetos gravitacijos jėga. Kodėl tai vyksta? Kodėl Mėnulis negresia nukristi į Žemę, o Žemė nejuda link Saulės? Ar jų neveikia gravitacija?
Iš mokyklos fizikos kurso žinome, kad visuotinė gravitacija veikia bet kurį materialų kūną. Tada būtų logiška manyti, kad egzistuoja tam tikra jėga, neutralizuojanti gravitacijos poveikį. Ši jėga vadinama išcentrine. Jo veikimą nesunku pajusti pririšus nedidelį krūvelį prie vieno siūlo galo ir sukant jį per visą perimetrą. Šiuo atveju kuo didesnis sukimosi greitis, tuo stipresnis sriegio įtempimas irkuo lėčiau suksime krovinį, tuo didesnė tikimybė, kad jis nukris.
Taigi, mes labai arti „kosminio greičio“sąvokos. Trumpai tariant, jį galima apibūdinti kaip greitį, leidžiantį bet kuriam objektui įveikti dangaus kūno gravitaciją. Planeta, jos palydovas, saulės sistema ar kita sistema gali veikti kaip dangaus kūnas. Kiekvienas objektas, judantis orbita, turi erdvės greitį. Beje, kosminio objekto orbitos dydis ir forma priklauso nuo greičio, kurį šis objektas gavo tuo metu, kai buvo išjungiami varikliai, dydžio ir krypties, ir nuo aukščio, kuriame įvyko šis įvykis.
Erdvės greitis yra keturių rūšių. Mažiausias iš jų yra pirmasis. Tai yra mažiausias greitis, kurį turi turėti erdvėlaivis, kad galėtų patekti į žiedinę orbitą. Jo vertę galima nustatyti pagal šią formulę:
V1=õ/r, kur
µ – geocentrinė gravitacinė konstanta (µ=39860310(9) m3/s2);
r yra atstumas nuo paleidimo taško iki Žemės centro.
Dėl to, kad mūsų planetos forma nėra tobulas rutulys (ties ašigaliai jis šiek tiek suplotas), atstumas nuo centro iki paviršiaus yra didžiausias ties pusiauju - 6378.1 • 10(3) m, o mažiausiai ties ašigaliais - 6356,8 • 10(3) m. Jei imtume vidutinę reikšmę - 6371 • 10(3) m, tai gautume V1 lygų 7,91 km/s.
Kuo daugiau kosminis greitis viršys šią vertę, tuo labiau pailgės orbita, visiems tolstanti nuo Žemėsdidesnis atstumas. Kažkuriuo momentu ši orbita nutrūks, įgaus parabolės pavidalą ir erdvėlaivis pateks į naršymo erdvę. Kad išplauktų iš planetos, laivas turi turėti antrąjį kosmoso greitį. Jį galima apskaičiuoti naudojant formulę V2=√2µ/r. Mūsų planetoje ši vertė yra 11,2 km/s.
Astronomai jau seniai nustatė, koks kosminis greitis, tiek pirmasis, tiek antrasis, yra lygus kiekvienai mūsų gimtosios sistemos planetai. Jas nesunku apskaičiuoti naudojant aukščiau pateiktas formules, jei konstantą µ pakeisime sandauga fM, kurioje M yra dominančio dangaus kūno masė, o f yra gravitacinė konstanta (f=6,673 x 10(-11)). m3/(kg x s2).
Trečiasis kosminis greitis leis bet kuriam erdvėlaiviui įveikti Saulės gravitaciją ir palikti gimtąją Saulės sistemą. Jei apskaičiuosite jį Saulės atžvilgiu, gausite 42,1 km / s vertę. O norint iš Žemės patekti į beveik Saulės orbitą, reikės įsibėgėti iki 16,6 km/s.
Ir galiausiai ketvirtasis kosminis greitis. Su jo pagalba galite įveikti pačios galaktikos patrauklumą. Jo vertė skiriasi priklausomai nuo galaktikos koordinačių. Mūsų Paukščių Tako vertė yra maždaug 550 km/s (kai skaičiuojama Saulės atžvilgiu).
