关于宇宙速度介绍

[拼音]：yuzhou sudu

[外文]：cosmic velocity

从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际飞行器和恒星际飞船所必须具备的最低速度。在地球的引力作用下人造天体的运动速度近似地可用二体问题中的活力公式来表示：

式中G是万有引力常数；M是地球的质量；ｒ和v是人造天体相对于地心的位置和速度；a 是人造天体运动轨道的半长径。

当人造天体的轨道为圆时 (a=r)，人造天体运动的速度 称为环绕速度。由于它的运动轨道是一个圆形，故又称圆形轨道速度。如果r为地球半径，则环绕速度又称第一宇宙速度。根据地球的质量和平均半径，可以计算出第一宇宙速度 v1=7.9公里/秒，这是从地球表面发射一颗人造卫星所需的最小速度。由于地球大气阻力和其他因素的影响，发射人造地球卫星实际所需的速度比v1要大一些。

当人造天体的轨道为抛物线 (a→∞)时，人造天体运动的速度为它称为逃逸速度或脱离速度。它的运动轨道是一个抛物线，故又称抛物线速度。ｒ为地球半径时，这样的逃逸速度称为第二宇宙速度，记为 v2，数值为11.2公里/秒，这是从地球表面发射行星际飞行器所需的最小速度。事实上，发射行星际飞行器所需的速度比v2也要大一些（见行星际飞行器运动理论）。

对于其他天体，根据它们的质量和平均半径也能够求得相应的环绕速度和逃逸速度。太阳系主要天体的环绕速度 vc和逃逸速度vp见下表（单位：公里/秒）。

地球绕太阳运动的平均线速度是v嘰＝29.8公里／秒，这是在地球轨道上相对于太阳的环绕速度。因此在地球轨道上，要使人造天体脱离太阳引力场的逃逸速度为匇v嘰=42.1公里/秒。当它与地球的运动方向一致时，能够最充分地利用地球的运动速度，在这种情况下，人造天体在脱离地球引力场后本身所需的速度仅为 v0=12.3公里/秒。设相应于地球表面的发射速度是v3，根据活力公式可得到：

式中M和ｒ为地球的质量和平均半径;ρ是地球作用范围的半径，约为930，000公里。由于ρ》r和故v娬≈v娿＋v娤。可以求得v3=16.7公里/秒，它称为第三宇宙速度。v3是从地球表面发射一颗恒星际飞船所必须具备的最小速度。