Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.


Космические скорости

Космические скорости
        первая, вторая, третья, критические значения скорости космического аппарата в момент выхода его на орбиту (т. е. в момент прекращения работы двигателей ракеты-носителя) в гравитационном поле. Каждая К. с. вычисляется по определённым формулам и может быть физически интерпретирована как минимальная начальная скорость, при которой космический аппарат, запускаемый с Земли, может или стать искусственным спутником (первая К. с.), или выйти из сферы действия тяготения Земли (вторая К. с.), или покинуть Солнечную систему, преодолев притяжение Солнца (третья К. с.). В литературе встречаются 2 варианта математического определений К. с. В одном из вариантов К. с. может быть вычислена для любой высоты над земной поверхностью или любого расстояния от центра Земли.
         Первая К. с. υI на расстоянии r or центра Земли определяется по формуле где f — постоянная тяготения, М — масса Земли. Принимается (см. Фундаментальные астрономические постоянные) fM = 398603 км3/сек2. В небесной механике эта скорость называется также круговой скоростью, т. к. в задаче двух тел движение по кругу радиуса r тела с массой m вокруг др. тела, обладающего несравнимо большей массой М (при М >> m), происходит именно с такой скоростью.
         Если в момент выхода на орбиту космический аппарат имеет скорость υ0 = υI, перпендикулярную направлению на центр Земли, то его орбита (при отсутствии возмущений) будет круговой. При υ0 < υI, орбита имеет форму эллипса, причём точка выхода на орбиту расположена в апогее. Если эта точка находится на высоте около 160 км, то сразу же после момента выхода на орбиту спутник попадает в лежащие ниже плотные слои атмосферы и сгорает. Т. о., для указанной высоты первая К. с. является минимальной для того, чтобы космический аппарат стал спутником Земли. На больших высотах космический аппарат может стать спутником и при υ0, несколько меньших υI, вычисленной для этой высоты. Так, на высоте 300 км космическому аппарату для этого достаточно иметь скорость на 45 м/сек меньшую, чем υI.
         Вторая К. с. υII на расстоянии r от центра Земли определяется по формуле υ0 = υII, тело с массой m в задаче двух тел будет двигаться относительно тела с массой М (при М >>m) по параболической орбите и удалится сколь угодно далеко, освобождаясь, в известном смысле, от гравитационного воздействиям. Скорости, меньшие параболической, называются эллиптическими, а большие — гиперболическими, т. к. при таких начальных скоростях движение в задаче двух тел с массами m и М (при М >> m) происходит по эллиптической или гиперболической орбитам соответственно.
         Значения первой и второй К. с. для различных высот h, отсчитываемых от уровня моря на экваторе (h = r — 6378 км), приведены в табл. 1.
         Табл. 1. — Первая (υI) и вторая (υII) космические скорости для разных высот (h) над уровнем моря
        
        ------------------------------------------------------------
        | h, км         | υI км/сек    | υII км/сек    |
        |----------------------------------------------------------|
        | 0               | 7,90           | 11,18          |
        |----------------------------------------------------------|
        | 100            | 7,84           | 11,09          |
        |----------------------------------------------------------|
        | 200            | 7,78           | 11,01          |
        |----------------------------------------------------------|
        | 300            | 7,73           | 10,93          |
        |----------------------------------------------------------|
        | 500            | 7,62           | 10,77          |
        |----------------------------------------------------------|
        | 1000          | 7,35           | 10,40          |
        |----------------------------------------------------------|
        | 5000          | 5,92           | 8,37            |
        |----------------------------------------------------------|
        | 10000        | 4,94           | 9,98            |
        ------------------------------------------------------------
        
         Понятия К. с. применяются также при анализе движения космических аппаратов в гравитационных полях любых планет или их естественных спутников, а также Солнца. Так можно определить К. с. для Венеры, Луны, Солнца и др. Эти скорости вычисляются по приведённым выше формулам, в которых в качестве М принимается масса соответствующего небесного тела. Значения fM для некоторых небесных тел приведены в табл. 2.
         Табл. 2. — Значения гравитационной постоянной для Луны, Солнца и планет
        
        ----------------------------------------------------------
        | Небесное тело       | fM, км3/сек2       |
        |---------------------------------------------------------|
        | Луна                     | 4,903․103           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Солнце                  | 1,327․1011          |
        |---------------------------------------------------------|
        | Меркурий              | 2,169․104           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Венера                  | 3,249․105           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Земля                   | 3,986․105           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Марс                     | 4,298․104           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Юпитер                 | 1,267․108           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Сатурн                  | 3,792․107           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Уран                      | 5,803․106           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Нептун                  | 7,026․106           |
        |---------------------------------------------------------|
        | Плутон                  | 3,318․105           |
        ----------------------------------------------------------
        
         Третья К. с. υIII определяется из условия, что космический аппарат, достигнув границы сферы действия тяготения (См. Сфера действия тяготения) Земли (т. е. расстояния около 930000 км от Земли), имеет относительно Солнца параболическую скорость (вблизи орбиты Земли эта скорость равна 42,10 км/сек). Относительно Земли в этот момент скорость космического аппарата не может быть меньше 12,33 км/сек, для чего, согласно формулам небесной механики, при запуске вблизи поверхности Земли (на высоте 200 км) скорость космического аппарата должна составлять около 16,6 км/сек.
         В др. варианте математического определения первая, вторая и третья К. с. вычисляются по тем же формулам, но только для самой поверхности шаровой однородной модели Земли (радиусом 6371 км). В этом смысле первая К. с. является круговой скоростью, а вторая К. с. — параболической скоростью, рассчитанными для поверхности Земли. При этих условиях К. с. имеют единственные значения: первая К. с. равна 7,910 км/сек, вторая — 11,186 км/сек, третья — 16,67 км/сек. При гипотетическом запуске космического аппарата с поверхности такой модели Земли, принимаемой абсолютно гладкой и лишённой атмосферы, К. с. в точности отвечают физической интерпретации, указанной в начале статьи.
         Аналогично К. с. могут быть вычислены также и для поверхностей др. небесных тел. Так, для Луны первая К. с. составляет 1,680 км/сек, вторая — 2,375 км/сек. Вторая К. с. для Венеры и Марса равна, соответственно, 10,4 км/сек и 5,0 км/сек.
        
         Лит.: Дубошин Г. Н., Небесная механика. Основные задачи и методы, М., 1963; Левантовский В. И., Механика космического полета в элементарном изложении, М., 1970; Руппе Г. О., Введение в астронавтику, пер. с англ., т. 1, М., 1970.
         Ю. А. Рябов.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

См. также в других словарях:

  • КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ — (первая vI, вторая vII, третья vIII), минимальные нач. скорости в задаче двух тел, при к рых к. л. тело: 1) может стать спутником др. тела (планеты) vI; 2) преодолеть гравитац. притяжение планеты vII; покинуть Солн. систему, преодолев притяжение… …   Физическая энциклопедия

  • Космические скорости — первая, вторая, третья критические значения скорости летательного аппарта в момент его выхода на орбиту, определяющие форму траектории его движения в космическом пространстве. К. с. могут быть вычислены для любого расстояния r от центра Земли,… …   Энциклопедия техники

  • КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ — В астрономии и динамике космического полёта употребляются понятия трёх К. с. Первой К. с. (круговой скоростью) наз. наименьшая нач. скорость, к рую нужно сообщить телу, чтобы оно стало ИСЗ. Она равна скорости кругового движения на данной высоте …   Физическая энциклопедия

  • КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ — см. Первая космическая скорость, Третья космическая скорость, Параболическая скорость …   Большой Энциклопедический словарь

  • космические скорости — см. Первая космическая скорость, Третья космическая скорость, Параболическая скорость. * * * КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ, см. Первая космическая скорость (см. ПЕРВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ), Третья космическая скорость (см. ТРЕТЬЯ… …   Энциклопедический словарь

  • КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ — первая, вторая, третья критич. значения скорости К А в момент его выхода на орбиту, определяющие форму траектории его движения в космич. пространстве. В литературе встречаются 2 варианта матем. определения К. с. В первом варианте К. с. могут быть …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ — миним. скорости, при достижении к рых тело может стать спутником планеты (первая космическая скорость), преодолеть гравитац. притяжение планеты (параболическая скорость, или вторая космич. скорость) либо покинуть Солнечную систему, преодолев… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Космические скорости — критические значения скорости космического лета аппарата в момент выхода на орбиту, определяющие форму траектории его движения в космическом пространстве. Различают первую, вторую и третью к. с …   Астрономический словарь

  • КОСМИЧЕСКИЕ СКОРОСТИ. В — астрономии и динамике космического полета употребляются понятия трех космических скоростей. Первой космической скоростью (круговой скоростью) называется наименьшая начальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно стало искусственным… …   Современная энциклопедия

  • Космические зонды —         космические летательные аппараты, предназначенные для проведения физических исследований околоземного межпланетного космического пространства, небесных тел Солнечной системы и их окрестностей. В отличие от высотных зондов, высотных… …   Большая советская энциклопедия

Фильмы

  • Могучие крылья., 1961 — Фильм о воздушном параде 1961 года, посвященном Дню Воздушного флота СССР.

Книги

Другие книги по запросу «Космические скорости» >>