本
文
摘
要
首先,三大宇宙速度指的都是无动力飞行段,即只受万有引力的作用,有动力的话,乌龟爬也能爬出太阳系。这是因为对于现有的反推火箭,加速过程长,意味着有很长一段是拖着更多的负载在跑。所以在其他条件允许的情况下,尽快达到预定速度,然后无动力飞行是最经济的。
第一宇宙速度:近地面轨道的环行速度,同时也是最小的理论发射速度和最大的圆轨道环绕速度。此时卫星的动能是万有引力势能的一半。注意第一宇宙没有算地球自转的初速,所以往东发射的话还可以省些力气。这是因为地球自转的速度不算大,并且不通纬度的线速度数值上也不一样。
第二宇宙速度:脱离地球引力的初速度,第一宇宙速度发射的探测器贴着地面绕着地球转;速度再大一点就越飞越高,变成椭圆轨道,但终归还会回来;到了第二宇宙速度就可以说拜拜了,速度会越来越慢,但是不会再走回头路了。第二宇宙速度发射的卫星,动能等于万有引力势能,所以第二宇宙速度是第一宇宙速度的根号2倍。
第三宇宙速度:脱离太阳系的速度,达到这个速度,就可以告别太阳系,拥抱星辰大海了。注意第三宇宙速度是计入地球公转的初速度的,地球的公转线速度相当可观,不算进去的话纯靠化学火箭硬推实在不够看。
以上三个是各界公认的定义,第四第五第六则更多出现在非科学杂志和论坛吹牛里,目前的数据准确性有限,航天工程应用意义接近于零。
第四宇宙速度一般认为是以太阳系为起点脱离银河系的速度,大约100km/s上下,鉴于银河系的质量数据尚有争议,这个数值很难说有多准确。
第五宇宙速度么,有人认为是脱离本星系群的速度,这就更没谱了,记个概念吹吹牛就可以了。
至于第六宇宙速度,纯为吹牛而生,逃离宇宙的速度,听起来高大上,然而并没有任何严谨的解释和定义。在宇宙这个尺度上,至少至少也得是广义相对论的地盘,还按着万有引力定律算积分,有点拿改锥刻集成电路的感觉。