Як досягти другої космічної швидкості

Друга космічна швидкість - величина, яка не залежить від параметрів «тікає» тіла, а визначається радіусом і масою планети. Таким чином, вона є її характеристичної величиною. Першу космічну швидкість необхідно надати тілу, щоб воно стало штучним супутником. При досягненні ж другий - космічний об`єкт залишає гравітаційне поле планети і стає супутником Сонця, як і всі планетам Сонячної системи. Для Землі перша космічна швидкість становить 7,9 км / с, друга - 11,2 км / с. Друга космічна швидкість Сонця дорівнює 617,7 км / с.

Як отримати цю швидкість теоретично? Зручно розглянути задачу «з іншого кінця»: нехай тіло летить з нескінченно віддаленої точки і падає на Землю. Ось швидкість «падіння» і потрібно розрахувати: її ж потрібно повідомити тілу, щоб позбавити його від гравітаційного впливу планети. Кінетична енергія апарату повинна компенсувати роботу з подолання сили тяжіння, перевищувати її.

Отже, коли тіло віддаляється від Землі, сила тяжіння робить негативну роботу, і в результаті кінетична енергія тіла знижується. Але паралельно з цим зменшується і сама сила тяжіння. Якщо енергія E зрівняється з нулем перш, ніж сила тяжіння звернеться в нуль, апарат «впаде» назад на Землю. По теоремі про кінетичної енергії 0- (mv ^ 2) / 2 = A. Таким чином, (mv ^ 2) / 2 = -A, де m - маса об`єкта, A - робота сили тяжіння.

Роботу можна обчислити, знаючи маси планети і тіла, радіус планети, значення гравітаційної постійної G: A = -GmM / R. Тепер можна підставити роботу в формулу швидкості і отримати, що: (mv ^ 2) / 2 = -GmM / R, v =? - 2A / m =? 2GM / R =? 2gR = 11,2 км / с. Звідси видно, що друга космічна швидкість більше першою космічною в? 2 раз.

Слід взяти до уваги той факт, що тіло взаємодіє не тільки з Землею, а й іншими космічними тілами. Маючи другу космічну швидкість, воно не стає «істинно вільним», але стає супутником Сонця. Лише повідомивши об`єкту, що знаходиться поблизу Землі, третю космічну швидкість (16,6 км / с), можна вивести його і з поля дії Сонця. Так воно покине гравітаційні поля і Землі, і Сонця, і взагалі вилетить за межі Сонячної системи.