宇宙速度指的是什么

宇宙速度指的是什么

宇宙速度是物体从地球出发，在天体的重力场中运动，是四个较有代表性的初始速度的统称。

物体达到11.2Km/S的运动速度时能摆脱地球引力的束缚。在摆脱地球束缚的过程中，由于地球引力的作用，物体并不是直线飞离地球，而是按抛物线飞行。一但物体脱离了地球引力，就会在太阳引力作用下绕太阳运行。而想要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系，物体的运动速度必须达到16.7Km/S。

人类的航天活动，并不是一味地想要逃离地球。特别是我们发射的航天器，需要让它们绕地球飞行，作圆周运动。这必须始终有一个与离心力大小相等，方向相反的力作用在航天器上。而地球对物体的引力，正好与物体作曲线运动的离心力方向相反。经过计算，地面上物体的运动速度达到7.9Km/S时，它所产生的离心力，正好与地球对它的引力相等。因此这个速度被称为环绕速度。

呈抛物线下落的篮球

使物体绕地球作圆周运动的速度被称为第一宇宙速度；摆脱地球引力束缚，飞离地球的速度叫第二宇宙速度；而摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系的速度叫第三宇宙速度。根据万有引力定律，两个物体之间引力的大小与它们的距离平方成反比。因此，物体离地球中心的距离不同，其环绕速度和脱离速度也不同。

导弹发射的瞬间

环绕速度和逃逸速度也可应用于其他天体。例如计算金星的环绕速度和逃逸速度，只需要把金星的质量、表面重力加速度带入相关公式计算即可。

在地面上向远处发射导弹，导弹的速度越高则飞行距离越远。如果不考虑大气的作用，当导弹的速度达到7.9Km/S时，导弹将不再落回地面，而是环绕地球作圆周飞行，这就是第一宇宙速度。第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近绕地球做“匀速圆周运动”所必须具有的速度。随着高度的增加，地球引力会逐渐下降，环绕地球飞行所需要的飞行速度也随之降低。因为所有航天器都是在距地面很高的大气层外飞行，所以它们的飞行速度都比第一宇宙速度低。这样一来，第一宇宙速度有两种意思。它既是发射航天器时的最小初速度，也是航天器在绕地球飞行时的最大环绕速度。

当航天器超过第一宇宙速度达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，也叫做逃逸速度。各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。

升空而起的航天飞机

如果从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7Km/S，就会摆脱太阳引力的束缚，脱离太阳系，进入更为广阔的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。第三宇宙速度是航天器飞出太阳系，到银河系中做太空漫游所需要的最小速度。

值得注意的是，所谓的第三宇宙速度是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的速值；如果方向不同，则所需速度就要大于16.7Km/S了。航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的唯一要素，目前只有火箭才有可能突破该宇宙速度。

那么，地球自身的运行速度已经超过第三宇宙速度了，可为什么没逃出太阳系呢？这是因为三个宇宙速度都是指对地球球心的，是相对于地球而言的。

太阳系

第四宇宙速度指，在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚，飞出银河系所需的最小初始速度。因为，人们无法确切计算出银河系准确的大小与质量，因此只能粗略估算出第四宇宙速度在110Km-120Km／S之间。目前，人类的所研制出的航天器暂时还不能达到这个速度。

美丽的银河系