Herhangi bir nesne, havaya fırlatılır, er ya da geç, bir taş, bir kağıt parçası ya da basit bir tüy olsun, dünyanın yüzeyine çıkar. Aynı zamanda, yarım asır önce uzaya fırlatılan bir uydu, bir uzay istasyonu veya Ay, gezegenimizin yerçekimi kuvvetinden hiç etkilenmemiş gibi yörüngelerinde dönmeye devam ediyor. Bu neden oluyor? Ay neden Dünya'ya düşmekle tehdit etmiyor ve Dünya Güneş'e doğru hareket etmiyor? Yerçekiminden etkilenmezler mi?
Okul fizik dersinden, evrensel yerçekiminin herhangi bir maddi cismi etkilediğini biliyoruz. O zaman yerçekiminin etkisini nötralize eden belirli bir kuvvetin olduğunu varsaymak mantıklı olacaktır. Bu kuvvete merkezkaç denir. İpliğin bir ucuna küçük bir yük bağlayarak ve çevresinde döndürerek hareketini hissetmek kolaydır. Bu durumda, dönüş hızı ne kadar yüksek olursa, ipliğin gerilimi o kadar güçlü olur veyükü ne kadar yavaş döndürürsek, düşme olasılığı o kadar artar.
Böylece "kozmik hız" kavramına çok yakınız. Özetle, herhangi bir cismin bir gök cismi yerçekiminin üstesinden gelmesine izin veren hız olarak tanımlanabilir. Bir gezegen, uydusu, güneş sistemi veya başka bir sistem gök cismi olarak hareket edebilir. Yörüngede hareket eden her nesnenin uzay hızı vardır. Bu arada, bir uzay nesnesinin yörüngesinin boyutu ve şekli, bu nesnenin motorlar kapatıldığında aldığı hızın büyüklüğüne ve yönüne ve bu olayın meydana geldiği irtifaya bağlıdır.
Uzay hızı dört çeşittir. Bunlardan en küçüğü ilkidir. Bu, bir uzay aracının dairesel bir yörüngeye girebilmesi için sahip olması gereken en düşük hızdır. Değeri şu formülle belirlenebilir:
V1=õ/r, nerede
µ - jeosantrik yerçekimi sabiti (µ=39860310(9) m3/s2);
r, fırlatma noktasından Dünya'nın merkezine olan mesafedir.
Gezegenimizin şekli mükemmel bir top olmadığı için (kutuplarda biraz basıktır), merkezden yüzeye olan mesafe ekvatorda en fazladır - 6378.1 • 10(3) m ve en az kutuplarda - 6356.8 • 10(3) m Ortalama değeri alırsak - 6371 • 10(3) m, o zaman V1'i 7.91 km/s'ye eşitleriz.
Kozmik hız bu değeri ne kadar aşarsa, yörünge o kadar uzun olur ve herkes için Dünya'dan uzaklaşır.daha büyük mesafe. Bir noktada bu yörünge kırılacak, bir parabol şeklini alacak ve uzay aracı sörf uzayına gidecek. Gezegenden ayrılabilmesi için geminin ikinci uzay hızına sahip olması gerekir. V2=√2µ/r formülü kullanılarak hesaplanabilir. Gezegenimiz için bu değer 11,2 km/s'dir.
Gökbilimciler, yerel sistemimizdeki her gezegen için hem birinci hem de ikinci kozmik hızın neye eşit olduğunu uzun zamandır belirlediler. µ sabitini fM çarpımı ile değiştirirsek, yukarıdaki formülleri kullanarak hesaplamaları kolaydır, burada M ilgili gök cismi kütlesidir ve f yerçekimi sabitidir (f=6.673 x 10(-11) m3/(kg x s2).
Üçüncü kozmik hız, herhangi bir uzay aracının Güneş'in yerçekiminin üstesinden gelmesine ve yerel güneş sisteminden ayrılmasına izin verecek. Güneşe göre hesaplarsanız 42,1 km/s değerini elde edersiniz. Ve Dünya'dan güneşe yakın yörüngeye girmek için 16,6 km/s hıza çıkmanız gerekecek.
Ve son olarak, dördüncü kozmik hız. Onun yardımıyla galaksinin cazibesinin üstesinden gelebilirsiniz. Değeri galaksinin koordinatlarına bağlı olarak değişir. Samanyolumuz için bu değer yaklaşık 550 km/s'dir (Güneş'e göre hesaplandığında).
