Benda apapun, yang dilempar, cepat atau lambat akan berakhir di permukaan bumi, entah itu batu, selembar kertas, atau sehelai bulu sederhana. Pada saat yang sama, sebuah satelit diluncurkan ke luar angkasa setengah abad yang lalu, stasiun luar angkasa atau Bulan terus berputar di orbitnya, seolah-olah mereka tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi planet kita sama sekali. Mengapa ini terjadi? Mengapa Bulan tidak mengancam jatuh ke Bumi, dan Bumi tidak bergerak ke arah Matahari? Apakah mereka tidak terpengaruh oleh gravitasi?
Dari kursus fisika sekolah, kita tahu bahwa gravitasi universal mempengaruhi benda apapun. Maka masuk akal untuk berasumsi bahwa ada gaya tertentu yang menetralkan efek gravitasi. Gaya ini disebut sentrifugal. Tindakannya mudah dirasakan dengan mengikatkan beban kecil ke salah satu ujung benang dan memutarnya di sekelilingnya. Dalam hal ini, semakin tinggi kecepatan putaran, semakin kuat tegangan benang, dansemakin lambat kita memutar beban, semakin besar kemungkinan untuk jatuh.
Jadi, kami sangat dekat dengan konsep "kecepatan kosmik". Singkatnya, ini dapat digambarkan sebagai kecepatan yang memungkinkan benda apa pun mengatasi gravitasi benda langit. Sebuah planet, satelitnya, tata surya atau sistem lain dapat bertindak sebagai benda angkasa. Setiap benda yang bergerak dalam orbit memiliki kecepatan ruang. Omong-omong, ukuran dan bentuk orbit benda luar angkasa bergantung pada besar dan arah kecepatan yang diterima benda ini pada saat mesin dimatikan, dan ketinggian tempat peristiwa itu terjadi.
Kecepatan ruang ada empat jenis. Yang terkecil dari mereka adalah yang pertama. Ini adalah kecepatan terendah yang harus dimiliki pesawat ruang angkasa agar dapat memasuki orbit melingkar. Nilainya dapat ditentukan dengan rumus berikut:
V1=õ/r, dimana
µ - konstanta gravitasi geosentris (µ=39860310(9) m3/s2);
r adalah jarak dari titik peluncuran ke pusat Bumi.
Karena bentuk planet kita tidak bulat sempurna (di kutub agak mendatar), jarak dari pusat ke permukaan paling besar di khatulistiwa - 6378.1 • 10(3) m, dan setidaknya di kutub - 6356,8 • 10(3) m Jika kita mengambil nilai rata-rata - 6371 • 10(3) m, maka kita mendapatkan V1 sama dengan 7,91 km/s.
Semakin kecepatan kosmik melebihi nilai ini, orbit akan semakin memanjang, menjauh dari Bumi untuk semuajarak yang lebih jauh. Pada titik tertentu, orbit ini akan pecah, berbentuk parabola, dan pesawat ruang angkasa akan meluncur ke luar angkasa. Untuk meninggalkan planet ini, kapal harus memiliki kecepatan ruang kedua. Itu dapat dihitung dengan menggunakan rumus V2=√2µ/r. Untuk planet kita, nilainya adalah 11,2 km/s.
Para astronom telah lama menentukan berapa kecepatan kosmik, baik yang pertama maupun yang kedua, untuk setiap planet di sistem asal kita. Mereka mudah dihitung menggunakan rumus di atas, jika kita mengganti konstanta dengan produk fM, di mana M adalah massa benda angkasa yang diinginkan, dan f adalah konstanta gravitasi (f=6.673 x 10(-11) m3/(kg x s2).
Kecepatan kosmik ketiga akan memungkinkan setiap pesawat ruang angkasa mengatasi gravitasi Matahari dan meninggalkan tata surya asli. Jika Anda menghitungnya relatif terhadap Matahari, Anda mendapatkan nilai 42,1 km / s. Dan untuk memasuki orbit dekat-matahari dari Bumi, Anda perlu mempercepat hingga 16,6 km/s.
Dan, akhirnya, kecepatan kosmik keempat. Dengan bantuannya, Anda dapat mengatasi daya tarik galaksi itu sendiri. Nilainya bervariasi tergantung pada koordinat galaksi. Untuk Bima Sakti kita, nilai ini kira-kira 550 km/s (bila dihitung relatif terhadap Matahari).
