Apa-apa objek, yang dilambungkan, lambat laun berakhir di permukaan bumi, sama ada batu, sehelai kertas atau bulu mudah. Pada masa yang sama, satelit yang dilancarkan ke angkasa setengah abad yang lalu, stesen angkasa atau Bulan terus berputar di orbit mereka, seolah-olah mereka tidak terjejas oleh daya graviti planet kita sama sekali. Kenapa ini terjadi? Mengapa Bulan tidak mengancam untuk jatuh ke Bumi, dan Bumi tidak bergerak ke arah Matahari? Adakah mereka tidak dipengaruhi oleh graviti?
Daripada kursus fizik sekolah, kita tahu bahawa graviti universal mempengaruhi mana-mana jasad material. Maka adalah logik untuk mengandaikan bahawa terdapat daya tertentu yang meneutralkan kesan graviti. Daya ini dipanggil sentrifugal. Aksinya mudah dirasai dengan mengikat beban kecil pada satu hujung benang dan memutarkannya di sekeliling lilitan. Dalam kes ini, semakin tinggi kelajuan putaran, semakin kuat ketegangan benang, dansemakin perlahan kita memutarkan beban, semakin besar kemungkinan ia akan jatuh.
Oleh itu, kami sangat dekat dengan konsep "kelajuan kosmik". Secara ringkasnya, ia boleh digambarkan sebagai kelajuan yang membolehkan mana-mana objek mengatasi graviti benda angkasa. Planet, satelitnya, sistem suria atau sistem lain boleh bertindak sebagai badan angkasa. Setiap objek yang bergerak dalam orbit mempunyai halaju angkasa. Ngomong-ngomong, saiz dan bentuk orbit objek angkasa bergantung pada magnitud dan arah kelajuan yang diterima objek ini semasa enjin dimatikan, dan ketinggian di mana peristiwa ini berlaku.
Halaju angkasa adalah empat jenis. Yang terkecil daripada mereka adalah yang pertama. Ini adalah kelajuan paling rendah yang perlu dimiliki oleh kapal angkasa untuk memasuki orbit bulat. Nilainya boleh ditentukan dengan formula berikut:
V1=õ/r, di mana
µ - pemalar graviti geosentrik (µ=39860310(9) m3/s2);
r ialah jarak dari titik pelancaran ke pusat Bumi.
Disebabkan fakta bahawa bentuk planet kita bukanlah bola yang sempurna (di kutub ia agak rata), jarak dari pusat ke permukaan adalah paling besar di khatulistiwa - 6378.1 • 10(3) m, dan sekurang-kurangnya di kutub - 6356.8 • 10(3) m. Jika kita mengambil nilai purata - 6371 • 10(3) m, maka kita mendapat V1 bersamaan dengan 7.91 km/s.
Semakin banyak halaju kosmik melebihi nilai ini, semakin memanjang orbit akan diperoleh, bergerak menjauhi Bumi untuk semuajarak yang lebih jauh. Pada satu ketika, orbit ini akan pecah, berbentuk parabola, dan kapal angkasa akan pergi melayari angkasa. Untuk meninggalkan planet ini, kapal mesti mempunyai halaju angkasa kedua. Ia boleh dikira menggunakan formula V2=√2µ/r. Untuk planet kita, nilai ini ialah 11.2 km/s.
Ahli astronomi telah lama menentukan halaju kosmik, kedua-dua yang pertama dan kedua, adalah sama untuk setiap planet dalam sistem asal kita. Ia mudah dikira menggunakan formula di atas, jika kita menggantikan pemalar µ dengan hasil darab fM, di mana M ialah jisim badan cakerawala yang diminati, dan f ialah pemalar graviti (f=6.673 x 10(-11) m3/(kg x s2).
Kelajuan kosmik ketiga akan membolehkan mana-mana kapal angkasa mengatasi graviti Matahari dan meninggalkan sistem suria asli. Jika anda mengira ia relatif kepada Matahari, anda mendapat nilai 42.1 km / s. Dan untuk memasuki orbit hampir suria dari Bumi, anda perlu memecut ke 16.6 km/s.
Dan, akhirnya, kelajuan kosmik keempat. Dengan bantuannya, anda boleh mengatasi tarikan galaksi itu sendiri. Nilainya berbeza-beza bergantung pada koordinat galaksi. Untuk Bima Sakti kami, nilai ini adalah kira-kira 550 km/s (apabila dikira relatif kepada Matahari).
