Czwarta prędkość kosmiczna

Pierwsza prędkość kosmiczna
Pierwsza prędkość kosmiczna to najmniejsza pozioma prędkość, jaką należy nadać ciału
względem Ziemi, aby ciało to poruszało się po zamkniętej orbicie, czyli aby mogło stać się jej
satelitą.
To samo dotyczy innych planet.
Z tak określonych warunków wynika, że dla ciała niebieskiego o kształcie kuli, orbita będzie
orbitą kołową o promieniu równym promieniowi planety.
Pierwszą prędkość kosmiczną można wyznaczyć na podstawie założenia, że podczas ruchu
orbitalnego po orbicie kołowej siła grawitacji stanowi siłę dośrodkową
gdzie
G – stała grawitacji
M – masa ciała niebieskiego,
m – masa rozpędzanego ciała,
R – promień ciała niebieskiego.
takie prędkości wynoszą np. dla:
Ziemia
Księżyc……..
Słońce………
Druga prędkość kosmiczna
Druga prędkość kosmiczna to prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby opuścił na zawsze
dane ciało niebieskie poruszając się dalej ruchem swobodnym.
To znaczy, jest to prędkość, jaką trzeba nadać masie na powierzchni np. Ziemi, aby tor ruchu
stał się parabolą lub hiperbolą .
Obliczamy ją porównując energię masy znajdującej się na powierzchni Ziemi oraz w
nieskończoności. Energia w nieskończoności równa jest 0 (zarówno kinetyczna, jak i
potencjalna pola grawitacyjnego), zatem na powierzchni sumaryczna energia też musi się
równać 0
gdzie
M – masa ciała niebieskiego,
m – masa wystrzeliwanego ciała,
v – prędkość początkowa,
R – promień ciała niebieskiego.
Stąd wynika
Dla Ziemi II prędkość kosmiczna przyjmuje wartość
Trzecia prędkość kosmiczna
vIII) – prędkość początkowa potrzebna do opuszczenia Układu Słonecznego
Prędkość ta przy powierzchni Ziemi wynosi ok. 42 km/s, lecz wobec jej ruchu obiegowego
wokół Słońca wystarczy przy starcie z jej powierzchni w kierunku zgodnym z tym ruchem
nadać obiektowi prędkość 16,7 km/s, by opuścił on Układ Słoneczny.
Czwarta prędkość kosmiczna
(vIV) – prędkość początkowa potrzebna do opuszczenia Drogi Mlecznej
Prędkość ta wynosi ok. 350 km/s, lecz wykorzystując fakt ruchu Słońca dookoła środka
Galaktyki, wystarczy obiektowi nadać prędkość około 130 km/s w kierunku zgodnym z
kierunkiem ruchu obiegowego Słońca względem centrum Galaktyki, by mógł on ją opuścić.