ЯК подолати гравітацію :: Авіація і космос

Гравітація - сила, яка тримає Всесвіт. Завдяки їй зірки, галактики і планети не летять в безладді, а упорядоченно кружляють. Гравітація тримає нас на нашій рідній планеті, але саме вона заважає космічним апаратам покидати Землю. Тому важливо знати, як подолати гравітацію.

Інструкція

Тіло, що летить вгору, відчуває вплив відразу декількох гальмують сил. Сила тяжіння притягує його назад до землі, опір повітря заважає набирати швидкість. Щоб подолати їх, тілу потрібен власний джерело руху або досить сильний початковий поштовх.

Досить розігнавшись, тіло може досягти постійної швидкості, яку прийнято називати першою космічною. Рухаючись з нею, воно стає супутником планети, з якою стартувало. Щоб знайти величину першої космічної швидкості, потрібно масу планети розділити на її радіус, отримане число помножити на G - гравітаційну постійну - і витягти квадратний корінь. Для нашої Землі вона приблизно дорівнює восьми кілометрам в секунду. Супутнику Місяця доведеться розвивати набагато меншу швидкість - 1,7 км / с. Першу космічну швидкість ще називають еліптичної, оскільки орбіта руху супутника, який досяг її, буде еліпсом, в одному з фокусів якого знаходиться Земля.

Щоб покинути орбіту планети, супутнику знадобиться швидкість ще більше. Її називають другою космічною, а ще швидкістю тікання. Третя назва - параболічна швидкість, тому що при ній траєкторія руху супутника з еліпса перетворюється в параболу, все більше віддаляється від планети. Друга космічна швидкість дорівнює першій, помноженої на корінь з двох. Для супутника Землі, що летить на висоті 300 кілометрів, друга космічна швидкість буде рівна приблизно 11 кілометрам в секунду.

Іноді говорять ще й про третю космічної швидкості, необхідної, щоб покинути межі Сонячної системи, і навіть про четверту, що дозволяє подолати гравітацію Галактики. Однак назвати їх точну величину зовсім непросто. Гравітаційні сили Землі, Сонця і планет взаємодіють дуже складним чином, який навіть зараз не вдається абсолютно точно вирахувати.

Чим масивніше космічне тіло, тим більше стають величини першої та другої космічної швидкості, які потрібні, щоб його покинути. І якщо ці швидкості більше швидкості світла, то це означає, що космічне тіло стало чорною дірою, і подолати її гравітацію не може навіть світло.

Але долати гравітацію потрібно не скрізь. У Сонячній системі існують області, звані точками Лагранжа. У цих місцях тяжіння Сонця і Землі врівноважують один одного. Досить легкий предмет, наприклад, космічний апарат, може «висіти» там в просторі, залишаючись нерухомим по відношенню і до Землі, і до Сонця. Це дуже зручно для досліджень нашої зірки, а в майбутньому, можливо, і для створення «перевалочних баз» для вивчення Сонячної системи.

Точок Лагранжа всього п'ять. Три з них знаходяться на прямій, що з'єднує Сонце і Землю: одна за Сонцем, друга між ним і Землею, третя за нашою планетою. Інші дві точки розташовуються майже на орбіті Землі, «попереду» і «позаду» планети.