旅行者1号的运行速度和第三宇宙速度的关系

2025-03-07 08:57:15
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回答1:

不知道能不能说清楚,试一下。
从地球人造地球卫星,需要达到第一宇宙速度,是7.9 km/s。发射在太阳系内飞行的宇宙飞船(航天器),需要达到第二宇宙速度,是11.2 km/s。而要发射飞向太阳系以外的宇宙飞船(航天器),首先要克服地球引力,其次要克服太阳的引力,所需要的速度为第三宇宙速度,是16.7 km/s。
理论上,第一宇宙速度轨道是圆形,第二宇宙速度轨道是抛物线形,第三宇宙速度轨道是双曲线形。但实际上,第一宇宙速度轨道通常是椭圆轨道,而在地球以外飞行的航天器,由于需要(至少目前还需要)借助大行星的引力提高飞行速度,飞行轨道通常是一系列抛物线轨道的组合。
三个宇宙速度中,第一和第二宇宙速度是按照地球半径来计算得到的。实际上一旦航天器飞离地球,所需要的飞行速度就不是计算出的数值,而是比这个数值略低一些了。因为地球引力是与航天器与地球距离成平方反比的。所以,通常人造地球卫星的飞行速度比7.9 km/s要小一些。在太阳系内飞行的宇宙飞船(航天器),如果是在环绕地球的轨道上再加速,其速度也不需要达到11.2 km/s。
目前人造航天器能够达到的最大飞行速度就是美国的旅行者1号,其离开海王星后的飞行速度略高于16 km/s,没有达到第三宇宙速度。或者说,旅行者1号的飞行速度从未达到过第三宇宙速度。其原因也是因为在脱离地球引力后,只需要脱离太阳引力即可。而此时,它离开太阳已经很远了。我们计算第三宇宙速度时,用的是在地球公转轨道附近(距离太阳1.5亿千米)时航天器受到的太阳引力。当航天器与太阳的距离逐渐增大时,受到的太阳引力也在逐渐减小,所需要的脱离速度也在逐渐降低。于是,当航天器与太阳的距离逐渐增大时,所需要的脱离速度就不是16.7 km/s了,要低于这个数值。所以,旅行者1号不需要达到第三宇宙速度就可以飞离太阳系了。
不知道你问的是不是这个意思?也不知道说清楚了没有?