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航天器可以用很慢的速度飛出地球嗎?

2021-05-24知識

其實很多人都能沒理解第一第二第三宇宙速度的含義。

所謂的地球的第一宇宙速度,可以這麽來理解:

你往前面扔一塊石頭,它肯定會劃過一道曲線落在地上。那麽用更大的力氣扔(相當於給這塊石頭更大的初速度),那麽這塊石頭就可以飛得更遠。如果我們希望它能夠飛得更遠,以至於永遠不會掉下來,那麽我們就要給他7.9km/s的 初速度 。以這個初速度扔出去的石頭,就會繞著地球一直轉下去(不考慮空氣阻力,假設地球為重力均勻的完美球體,即真空中的球形地球2333)。

一方面來理解,就是轉動的向心加速度等於重力加速度。另一方面來理解,就是假設石頭落地需要t秒,那麽在這t秒鐘裏,它要往前移動足夠的距離,使得它不會著地。

那麽問題在哪呢,問題就是這塊石頭是沒有持續的動力的,所以這個 第一宇宙速度其實是它的初速度 ,它不會再加速也不會減速了。它不會掉下來的原因就是「離心力」等於重力,所以能維持在軌域上。而題主所問的航天器,能夠一直保持動力來調戲(克服)重力,所以它有足夠的動力來克服重力之後,哪怕剩下的只有0.001m/s的徑向速度,也足夠離開地球了。對它來說,不需要考慮什麽宇宙速度的問題了。

當然這樣實在是太消耗燃料了,不經濟也不現實,所以現在發射航天器不會采用這種辦法。

PS:補充一下,拿石頭舉例子只是想解釋一下第一宇宙速度的含義。現實中存在空氣阻力、地球自轉等等因素,而且航天器是有動力的,可以自行加速、轉向,和石頭當然不同。