
第三宇宙速度,也称为逃逸速度,是指航天器从地球表面起飞,达到这一速度后,可以摆脱太阳引力的束缚,进入太阳系以外的宇宙空间。这一速度对于人类航天事业具有重要意义。
第三宇宙速度(ThirdCosmicVelocity)是指从地球起飞的航天器飞行速度达到某一特定值时,无需后续加速就可以摆脱太阳引力的束缚,脱离太阳系进入更广袤的宇宙空间。这个速度是航天器挣脱太阳乃至整个太阳系引力的唯一要素。
按照力学理论可以计算出第三宇宙速度v3=16.7公里/秒。需要注意的是,这是选择航天器入轨速度与地球公转速度切线方向一致时计算出的V3值;如果方向不一致,所需速度就要大于16.7公里/秒了。
我们发射卫星时可以利用地球的公转速度,先求解地球绕太阳的公转速度,即:
v{{公}}=\sqrt{\frac{GM{{日}}}{r_{{日地}}}}
(G)是万有引力常数,(M{{日}})是太阳的质量,(r{{日地}})是地球到太阳的平均距离。解得:
v_{{公}}=29.8{km/s}
第三宇宙速度是航天器摆脱太阳引力的关键速度。在太阳系中,飞行器要想逃逸太阳的引力,速度应该是地球运动方向上再加16.9公里每秒,即33+17=50公里每秒的速度。摆脱地球束缚的过程中,在地球引力的作用下它并不是直线飞离地球,而是按抛物线飞行。
第三宇宙速度的应用主要体现在深空探测和星际旅行中。例如,旅行者1号和旅行者2号探测器就是利用第三宇宙速度脱离太阳系,进入星际空间。未来,随着航天技术的发展,人类有望利用第三宇宙速度实现星际旅行。
詹姆斯·布雷德在公元一七二八年利用光行差原理,得出了更为接近现代光速数值的结果,即每秒约二十九亿九千七百九十二万四千五百八米。尽管光速极为惊人,但放在浩渺的宇宙尺度上,第三宇宙速度仍然显得相对较小。
随着航天技术的不断进步,第三宇宙速度的应用将越来越广泛。未来,人类有望利用更先进的航天器,以更高的速度摆脱太阳引力,探索更远的宇宙空间。