Iga ese satub ülesviskamisel varem või hiljem maapinnale, olgu see siis kivi, paberitükk või lihtne sulg. Samal ajal jätkab pool sajandit tagasi kosmosesse saadetud satelliit, kosmosejaam või Kuu oma orbiitidel pöörlemist, justkui ei mõjutaks neid meie planeedi gravitatsioonijõud üldse. Miks see juhtub? Miks ei ähvarda Kuu Maale kukkuda ja Maa ei liigu Päikese poole? Kas gravitatsioon neid ei mõjuta?
Kooli füüsikakursusest teame, et universaalne gravitatsioon mõjutab kõiki materiaalseid kehasid. Siis oleks loogiline eeldada, et eksisteerib teatud jõud, mis neutraliseerib gravitatsiooni mõju. Seda jõudu nimetatakse tsentrifugaalseks. Selle tegevust on lihtne tunda, kui siduda niidi ühe otsa külge väike koorem ja keerata seda ümbermõõdu ümber. Sel juhul, mida suurem on pöörlemiskiirus, seda tugevam on niidi pinge jamida aeglasem alt me koormat pöörame, seda tõenäolisem alt see alla kukub.
Seega oleme väga lähedal mõistele "kosmiline kiirus". Lühid alt võib seda kirjeldada kui kiirust, mis võimaldab mis tahes objektil ületada taevakeha gravitatsiooni. Planeet, selle satelliit, päikesesüsteem või mõni muu süsteem võib toimida taevakehana. Igal orbiidil liikuval objektil on ruumikiirus. Muide, kosmoseobjekti orbiidi suurus ja kuju sõltuvad kiiruse suurusest ja suunast, mille see objekt vastu võttis mootorite väljalülitamise ajal, ning kõrgusest, mil see sündmus aset leidis.
Ruumikiirust on nelja tüüpi. Väikseim neist on esimene. See on väikseim kiirus, mis kosmoseaparaadil peab olema, et see ringorbiidile siseneda. Selle väärtuse saab määrata järgmise valemiga:
V1=õ/r, kus
µ – geotsentriline gravitatsioonikonstant (µ=39860310(9) m3/s2);
r on kaugus stardipunktist Maa keskpunktini.
Kuna meie planeedi kuju ei ole täiuslik pall (poolustel on see mõnevõrra lapik), on keskpunkti ja pinna vaheline kaugus suurim ekvaatoril - 6378.1 • 10(3) m ja vähem alt pooluste juures - 6356,8 • 10(3) m. Kui võtta keskmine väärtus - 6371 • 10(3) m, siis saame V1 väärtuseks 7,91 km/s.
Mida rohkem kosmiline kiirus seda väärtust ületab, seda piklikumaks muutub orbiit, eemaldudes kõigi jaoks Maastsuurem vahemaa. Mingil hetkel see orbiit puruneb, võtab parabooli kuju ja kosmoselaev läheb surfama kosmosesse. Planeedilt lahkumiseks peab laeval olema teine kosmosekiirus. Seda saab arvutada valemiga V2=√2µ/r. Meie planeedi puhul on see väärtus 11,2 km/s.
Astronoomid on juba ammu kindlaks teinud, millega on võrdne kosmiline kiirus, nii esimene kui ka teine, iga meie algsüsteemi planeedi jaoks. Neid on lihtne ül altoodud valemite abil arvutada, kui asendada konstant µ korrutisega fM, milles M on huvipakkuva taevakeha mass ja f on gravitatsioonikonstant (f=6,673 x 10(-11) m3/(kg x s2).
Kolmas kosmiline kiirus võimaldab igal kosmoselaeval ületada Päikese gravitatsiooni ja lahkuda looduslikust päikesesüsteemist. Kui arvutate selle Päikese suhtes, saate väärtuseks 42,1 km / s. Ja selleks, et siseneda Maa pe alt päikeselähedasele orbiidile, peate kiirendama kiiruseni 16,6 km/s.
Ja lõpuks neljas kosmiline kiirus. Selle abiga saate üle galaktika enda külgetõmbejõust. Selle väärtus varieerub sõltuv alt galaktika koordinaatidest. Meie Linnutee puhul on see väärtus ligikaudu 550 km/s (arvutatuna Päikese suhtes).