现在,载人飞船都是加快到榜首宇宙速度(7.9公里/秒),才干脱离地球飞上太空,盘绕地球运动。假如要彻底脱节地球,不被地球的引力拉回来,太空飞船的速度需求到达第二宇宙速度(11.2公里/秒)。
那么,为什么飞离地球需求这么快的速度呢?假如有一把长度无限的梯子,咱们能否沿着梯子爬到太空中,无需到达榜首或许第二宇宙速度来脱离地球呢?
关于这个问题,需求弄清楚榜首和第二宇宙速度究竟是怎么回事。
幻想一下,一枚炮弹被水平发射出去,它的飞翔间隔会跟着初速度的添加而变远。假如初速度到达了一个足够快的速度,炮弹就能盘绕地球飞翔而不会掉下来。这是由于地球表面是有弧度的,只需飞得足够快,能够在撞到地球之前跳过曲折的地表。
假如没有空气阻力,炮弹就能不断绕着地球飞翔,引力刚好充当了炮弹圆周运动的向心力。依据牛顿力学,能够算出这个速度为7.9公里/秒,这便是榜首宇宙速度。但在实际中,地表有稠密的空气,载人飞船一般要飞到间隔地表400公里的太空中,那里基本上没有空气阻力,地心引力较弱,所需的速度会慢一些,大约为7.7公里/秒。
也便是说,假如航天器的速度能够到达榜首宇宙速度,它在太空中绕着地球飞翔不需求动力,依托惯性就能继续运动。同样地,只需航天器的初速度能够到达第二宇宙速度,它无需任何动力就能逃离到无穷远的当地,不会被地球的引力拉回来。
因而,无论是榜首宇宙速度,仍是第二宇宙速度,都是指无动力情况下的速度。假如有动力,即使飞翔器的速度很慢,没有到达榜首宇宙速度,它也能绕着地球飞翔,只需能够战胜地心引力就行,例如,速度远低于榜首宇宙速度的一般飞机也能够举世飞翔。同样地,有动力的太空飞船也能渐渐飞出地球,脱节地球的引力捆绑。
如上所述,只需经过某种方法来战胜重力,不需求到达宇宙速度也能脱离地球。因而,假如有无限长的梯子,咱们就能够顺着梯子而上,直接去往1亿光年外的河外星系都没有问题。
事实上,关于这种梯子早就有了想象,这便是所谓的太空电梯。太空电梯的一端布置在间隔地表大约3.58万公里的同步轨道上,与地球坚持同步自转。经过太空电梯,往复地球与太空将会变得愈加快捷。