第三宇宙速度(Third)是指當從地球起飛的航天器達到16.7公里/秒的飛行速度時,它可以擺脫太陽引力的束縛,無需后續加速,離開太陽系,進入更廣闊的太空。 從地球飛出太陽系的最低初始速度是第三宇宙速度。
介紹:
地球表面的物體若要脫離太陽引力飛向太陽系外的宇宙空間,其初速度必須大于等于16.7km/s,即第三宇宙速度。 需要注意的是,這是航天器進入速度與地球公轉速度切線方向一致時計算的v3值; 如果方向不一致,則所需速度將大于16.7km/s。 可以說,航天器的速度是唯一能夠逃脫地球甚至太陽引力的因素。 如今,火箭已經可以突破宇宙速度了。
宇宙速度:
宇宙速度是指物體達到11.2公里/秒(第二宇宙速度)時能夠逃脫地球引力約束的速度。 在太陽系中,如果一架飛機想要逃離太陽的引力,那么它在地球運動方向上的速度應該是每秒16.9公里,即每秒33+17=50公里。 在擺脫地球束縛的過程中,它并不是在地球引力的影響下直線飛離地球,而是以拋物線飛行。 脫離地球引力后,在太陽引力的影響下繞太陽公轉。 為了擺脫太陽的引力并飛出太陽系,該物體必須以16.7公里/秒的速度移動。 那時,它會以雙曲線軌跡飛離地球,但相對于太陽,它會以拋物線飛離太陽。
人類太空活動不僅僅是逃離地球那么簡單。 特別是,目前應用的航天器需要繞地球飛行,即使航天器做圓周運動。 我們知道,總是有一個與向心力大小相等且方向相反的力作用在航天器上。 在這里,我們可以利用地球的引力。 因為地球對物體的引力與物體作曲線運動的離心力正好相反。 經過計算,當物體在地面上的移動速度達到7.9公里/秒(公轉速度)時三大宇宙速度,地球對其的引力就完全表現為向心力。 這個速度稱為軌道速度。
上述物體繞地球做圓周運動的速度稱為第一宇宙速度; 物體擺脫地球引力的約束而飛離地球的速度稱為第二宇宙速度。 脫離太陽引力飛出太陽系的速度稱為第三宇宙速度。 根據萬有引力定律,兩個物體之間的引力大小與其距離的平方成反比。 因此,距地心不同距離的物體三大宇宙速度,其軌道速度(第一宇宙速度)和脫離速度(第二宇宙速度)的值也不同。