Siit saate teada, kuidas põgenemiskiirus töötab ja kuidas arvutada põgenemiskiirust

Selleks, et objekt saaks orbiidile taevakeha nagu Maa ümber, on vaja teatud kiiruse taset. Sellisest orbiidist vabanemiseks on vaja veelgi suuremat kiirust. Kui astrofüüsikud kavandavad rakette reisimiseks teistele planeetidele - või täielikult Päikesesüsteemist välja -, kasutavad nad rakettide kiirendamiseks Maa pöörlemiskiirust ja lasevad need väljapoole Maa raskusastet. Orbiidist vabanemiseks vajalik kiirus on tuntud kui põgenemiskiirus.

Hüppa jaotisse

• Mis on põgenemiskiirus?
• Kuidas põgenemiskiirus töötab?
• Kuidas arvutada põgenemiskiirust?
• Mis on Maa põgenemiskiirus?
• Mis vahe on põgenemiskiiruse ja orbiidi kiiruse vahel?
• Kas soovite lisateavet kosmoseuuringute kohta?
• Lisateave Chris Hadfieldi MasterClassi kohta

Rahvusvahelise kosmosejaama endine ülem õpetab teile kosmoseuuringute teadust ja tulevikku.

Mis on põgenemiskiirus?

Põgenemiskiirus, nagu see kehtib raketiteaduse ja kosmosereiside kohta, on objekti (näiteks raketi) taevakeha (näiteks planeedi või tähe) gravitatsiooniorbiidilt pääsemiseks vajalik kiirus.

Kuidas põgenemiskiirus töötab?

Sarnaselt orbiidi kiirusega varieerub põgenemiskiirus sõltuvalt kaugusest, mis on objektil raskuskeskmest. Praktikas on nii, et mida suurem on raketi kõrgus Maast, seda vähem on vaja kiirust:

mitu tassi on gallonis

• Tiirleb ümber Maa
• Põgenege Maa gravitatsiooniväljast üldse

Üks põhjus, miks sidesatelliidid saavad kogu orbiidi mööda maakera ringi kulutada, pidevalt energiat kulutamata, on see, et nad elavad maapinnast miilide kohal. Seevastu kommertslennuk, mis lendab planeedi pinnale palju lähemale, peab taevasse jäämiseks pidevalt energiat kasutama. Sama põhimõtte kohaselt kulub maapinnast kaugel asuva raketi jaoks põgenemiskiiruse saavutamiseks suhteliselt vähem energiat kui kuluks, kui rakett lendaks maa lähedal.

Kuidas arvutada põgenemiskiirust?

Põgenemiskiirus on objekti orbiidi kiiruse funktsioon. Kui võtate orbiidi kindlal kõrgusel hoidmiseks vajaliku kiiruse ja korrutate selle ruutjuurega 2 (mis on umbes 1,414), tuletate orbiidilt pääsemiseks vajaliku kiiruse ja seda orbiiti kontrolliva gravitatsioonivälja.

Inimese kosmoseuuringute kontekstis kaaluge kosmoselaeva, mis praegu tiirleb ümber Maa. Kui see käivitab oma mootori piisavalt kaua, läheb see lõpuks piisavalt kiiresti, et lennata planeedi raskusastmest sügavale kosmosesse. See kiirus, mida nimetatakse põgenemiskiiruseks, on lihtsalt ruutjuur 2-st ehk 41 protsenti kiirem kui orbiidi kiirus.

Mis on Maa põgenemiskiirus?

Teoreetiliselt on põgenemiskiirus Maa pinnal 11,2 km sekundis (6,96 miili sekundis). Põgenemiskiirus Kuu pinnal on umbes 2,4 km sekundis (1,49 miili sekundis).

Praktilises plaanis pole need numbrid eriti olulised. Raketid ei pääse Maa gravitatsioonist otse pinnalt välja lastes. Pigem saadavad astronoomiainsenerid need raketid orbiidile ja kasutavad seejärel orbiidi kiirust raketina raketi vajalikule põgenemiskiirusele. Lisaks ei arvesta ülalpool loetletud põgenemiskiirused atmosfääri takistust, mis tegelikult suurendaks planeedi gravitatsiooniväljast pääsemiseks vajalikku kiirust. See on veel üks põhjus, miks raketiteadlased kosmoseaparaadi enne põgenemiskiiruse laskmist orbiidile panid.

kuidas kirjutada teleskripti ülevaadet

MasterClass

Teile soovitatud

Veebitunnid, mida õpetavad maailma suurimad meeled. Laiendage oma teadmisi nendes kategooriates.

Õpetab kosmoseuuringuid

Õpetab konserveerimist

mis vahe on teaduslikul teoorial ja teaduslikul seadusel?

Õpetab teaduslikku mõtlemist ja suhtlemist

Õpetab parema une teadust

Mis vahe on põgenemiskiiruse ja orbiidi kiiruse vahel?

Mõtle nagu proff

Rahvusvahelise kosmosejaama endine ülem õpetab teile kosmoseuuringute teadust ja tulevikku.

Orbiidi kiirus on taevakeha, näiteks planeedi või tähe ümber orbiidi saavutamiseks vajalik kiirus, põgenemiskiirus on orbiidilt lahkumiseks vajalik kiirus. Orbiidi kiiruse säilitamiseks on vaja liikuda püsiva kiirusega, mis:

• Joondub taevakeha pöörlemiskiirusega
• On piisavalt kiire, et tõrjuda orbiidil olevat objekti keha pinna suunas tõmbuvat raskusjõudu

Orbitaalkiiruse teeb võimalikuks planeedi, tähe või muu taevakeha kõver pind. Orbiidil olev objekt kipub liikuma sirgjooneliselt, keha aga tiirleb. Sellisena hoiab orbiiditud keha pidev kõverus orbiidil oleva objekti kukkumist kogu pinnani, eeldusel, et orbiidil olev objekt säilitab õige kiiruse.

Kosmoses on inertsuse põhimõtte tõttu püsivat kiirust lihtsam hoida kui maa peal. Üks Sir Isaac Newtoni inertsiseadustest ütleb, et liikuv objekt kipub liikuma, kui väline jõud seda ei mõjuta. Maa atmosfääris kohtab lendav objekt paljusid õhumolekule, mis aeglaselt taevast lennates selle objekti kiirust aeglustavad. Maa atmosfäärist kaugemale sõites muutub õhk tühjemaks, kusjuures orbiidil oleva objekti edasikiiruse vastu on vähem molekule.

Erinevus teadusliku õiguse ja teooria vahel

Lisateavet orbiidi kiiruse kohta leiate meie täielikust juhendist siit.

Kas soovite lisateavet kosmoseuuringute kohta?

Sõltumata sellest, kas olete alustav astronautikainsener või soovite lihtsalt kosmosereiside teaduse kohta rohkem teada saada, on kosmoseuuringute edenemise mõistmiseks hädavajalik õppida inimese kosmoselennu rikkalikku ja üksikasjalikku ajalugu. Chris Hadfieldi kosmoseuuringute teemalises MasterClassis pakub endine Rahvusvahelise Kosmosejaama ülem hindamatu ülevaate sellest, mida on kosmose uurimiseks vaja ja mis on inimeste tulevik lõplikul piiril. Chris räägib ka kosmosereiside teadusest, elust astronaudina ja sellest, kuidas kosmoses lendamine muudab igaveseks viisi, kuidas mõtlete Maal elamisest.

Kas soovite lisateavet kosmoseuuringute kohta? MasterClassi iga-aastane liikmeskond pakub eksklusiivseid videotunde meisterteadlastelt ja astronautidelt nagu Chris Hadfield.