На поверхности планеты для человека привычно, что предмет падает на землю. Это вызвано сильной гравитацией обитаемого небесного тела. Если предмет подкинуть вертикально, то он аналогично упадет, если же бросить его горизонтально, он постепенно будет снижаться, пока тоже не соприкоснется с поверхностью земли.
Существуют понятия первой и второй космических скоростей, которые действуют не на самой поверхности планеты, а на некотором удалении. Они отличаются по вычислениям и показателям от привычной скорости, которую может развить, например, автомобиль.
Первая скорость
В применении к космосу первой скоростью называют показатель, которым должно обладать некое движущееся тело при условиях, что оно не упадет на поверхность небесного тела и не остановит свое движение.
Такое явление можно наблюдать в космосе. Космический корабль удаляется от поверхности планеты, преодолевая силу гравитации, вращается по орбите с определенной скоростью и не подвергается земному притяжению. Именно она и называется первой космической. Есть несколько условий для сохранения этой скорости:
- радиус вращения должен быть больше радиуса планеты, относительно которой происходит движение;
- вектор силы, прикладываемой для придания телу вращения, должен быть направлен перпендикулярно радиусу планеты;
- скорость движения тела должна немного превышать аналогичную величину небесного тела.
Эта скорость постоянна. Предмет при этом не изменяет траекторию и направление своего движения, не падает на землю и не улетает в космическое пространство. Движение может быть бесконечным и, если траектория не изменяется, летательный аппарат может совершить несколько кругов вокруг планеты Земля. Скорость вычисляется по формуле, в которую включены следующие показатели: гравитационная постоянная тела, его масса и радиус.
Вторая скорость
В разрезе космических знаний второй скоростью называют определенное значение, которым должно обладать тело при движении для того, чтобы оно смогло преодолеть гравитационное притяжение некой планеты и устремилось на ее орбиту. Для Земли такое значение вычислено учеными, постоянно и равно 11,2 километра за одну секунду.
Это минимальное значение скорости, и его достаточно для преодоления гравитационного показателя и выхода космического тела на орбиту. Для других космических объектов значения будут различны. Например, у Солнца вторая скорость – 617,7 км в секунду, у Юпитера – 61.
Скорость вычисляется по формуле, в которой учитываются показатели первой, постоянная гравитация Земли, радиус и масса объекта. При уже вычисленном значении первой скорости вторая может определяться как известный показатель, умноженный на корень из двух.
Данный параметр еще называют скоростью убегания из-за того, что с ее помощью космический аппарат отрывается от поверхности и преодолевает гравитацию. Также значение называют параболическим из-за графического изображения траектории движения тела, развивающего данную скорость.
Если значение будет больше и тело будет двигаться с ускорением, то его траектория также будет иметь изменяющуюся форму усеченного конуса. При сильном ускорении траектория напоминает гиперболу, а при снижении показателя станет эллипсовидной.
Существуют еще и третья, и даже четвертая космические скорости. Третья определяет значение скорости движения, необходимое для тела при выходе из Солнечной системы. А четвертая – это ускорение, необходимое для того, чтобы летательный аппарат смог покинуть Галактику. Эти показатели огромны и известные космические летательные аппараты развить их не смогут.