逃逸速度（Velocity of Escape）

逃逸速度是指物體從某個天體表面垂直向上發(fā)射時，物體要達到的最小初速度，才能克服天體的引力場，完全飛出天體的引力束縛，進入太空。若物體的初速度低于該逃逸速度，它將會被天體的引力吸引回來。

逃逸速度通常被稱為“第二宇宙速度”，它是天體物理學中非常重要的一個概念。逃逸速度不僅對航天任務(wù)（如發(fā)射衛(wèi)星、探測器）至關(guān)重要，也是任何探測器能夠從星球表面離開的基礎(chǔ)。

逃逸速度公式

逃逸速度 \( v_e \) 可以通過以下公式計算：

逃逸速度公式：

其中：
G = 萬有引力常數(shù) = \(6.67430 \times 10^{-11} \, \text{N} \cdot \text{m}^2/\text{kg}^2\)
M = 行星或天體的質(zhì)量（單位：千克 kg）
R = 行星的半徑（單位：米 m）
v_e = 逃逸速度（單位：米/秒 m/s）

計算示例

假設(shè)我們想計算地球的逃逸速度。已知： - 地球的質(zhì)量 \( M = 5.972 \times 10^{24} \, \text{kg} \) - 地球的半徑 \( R = 6.371 \times 10^6 \, \text{m} \)

根據(jù)逃逸速度公式：
\[ v_e = \sqrt{\frac{2GM}{R}} = \sqrt{\frac{2 \times (6.67430 \times 10^{-11}) \times (5.972 \times 10^{24})}{6.371 \times 10^6}} \]

計算結(jié)果：
\[ v_e \approx 11.2 \, \text{km/s} \]

因此，地球的逃逸速度約為 11.2 千米每秒。也就是說，要讓一個物體離開地球的引力范圍，必須以至少 11.2 公里每秒的速度發(fā)射。

應(yīng)用場景

逃逸速度對于以下幾種情況至關(guān)重要：

• 衛(wèi)星發(fā)射：發(fā)射衛(wèi)星或空間探測器時，需要計算逃逸速度，確保其能擺脫地球的引力并進入預(yù)定軌道或遠離地球。
• 太空探測：人類探測其他天體（如月球、火星、金星等）時，逃逸速度也被用來設(shè)計飛船的推進系統(tǒng)。
• 航天器返航：當航天器從其他星球返回時，必須克服星球的引力，所以計算逃逸速度有助于設(shè)計返航軌道。

注意事項

- 逃逸速度是一個理論上的值，假設(shè)沒有空氣阻力等其他因素的干擾。實際發(fā)射中，還需要考慮空氣阻力、重力損失等因素。

- 逃逸速度的大小與天體的質(zhì)量和半徑密切相關(guān)。對于大質(zhì)量的小半徑天體（如黑洞），逃逸速度可能非常高，甚至超過光速（光速為宇宙中最大速度）。