prędkość kosmiczna

prędkość kosmiczna,

prędkość, jaką trzeba nadać ciału, aby nie spadło z powrotem na Ziemię lub inne ciało niebieskie, z którego zostało wyrzucone.

Pierwsza prędkość kosmiczna (tzw. prędkość kołowa) jest najmniejszą prędkością, jaką należy nadać ciału względem środka masy przyciągającego je ciała niebieskiego w kierunku równoległym do jego powierzchni, aby dane ciało stało się sztucznym satelitą tego ciała niebieskiego. Wartość pierwszej prędkości kosmicznej jest różna dla różnych ciał niebieskich, zależy od ich masy, a także od odległości od środka masy ciała (czyli także od odległości od jego powierzchni); w pobliżu Ziemi (pomijając wpływ atmosfery) pierwsza prędkość kosmiczna wynosi ok. 7,9 km/s. W praktyce ze względu na występowanie atmosfery obiekt może utrzymać się na orbicie kołowej dopiero na wysokości ponad 100 km; na tej wysokości prędkość kołowa jest nieco mniejsza i wynosi 7,8 km/s. Zwykle podaje się wartość pierwszej prędkości kosmicznej odpowiadającą oddaleniu od środka masy, równemu średniemu promieniowi danego ciała niebieskiego. Druga prędkość kosmiczna (tzw. prędkość paraboliczna), zwana też prędkością ucieczki, jest najmniejszą prędkością początkową, jaką należy nadać ciału znajdującemu się w pobliżu innego ciała niebieskiego, aby (przy braku działania innych sił poza siłą ciążenia) przezwyciężyło ono na zawsze pole siły przyciągania tegoż ciała i po wejściu na orbitę paraboliczną mogło się od niego oddalić. Wartość drugiej prędkości kosmicznej również zależy od masy i odległości od środka ciała przyciągającego; za wartość charakteryzującą drugą prędkość kosmiczną przyjmuje się wartość odpowiadającą oddaleniu od środka ciała przyciągającego, równemu jego średniemu promieniowi. Dla Ziemi — tuż przy jej powierzchni — druga prędkość kosmiczna wynosi 11,2 km/s. Trzecia prędkość kosmiczna jest najmniejszą prędkością początkową, przy której ciało (np. statek kosmiczny), rozpoczynając ruch w pobliżu planety lub innego ciała Układu Słonecznego, przezwycięży przyciąganie całego Układu (w szczególności Słońca) i go opuści; jest to prędkość w praktyce odpowiadająca prędkości ucieczki względem Słońca. 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 jest najmniejszą prędkością, której osiągnięcie umożliwi opuszczenie na zawsze Galaktyki. W okolicach Słońca (Układu Słonecznego) prędkość ta wynosi ok. 350 km/s, lecz, wykorzystując fakt ruchu Słońca dookoła środka Galaktyki, wystarczy obiektowi nadać prędkość tylko ok. 130 km/s w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu obiegowego Słońca względem centrum Galaktyki, by mógł on ją opuścić.