Wie lange muss die Fluchtgeschwindigkeit aufrechterhalten werden?

Nein, die Fluchtgeschwindigkeit muss nicht über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden. Die Fluchtgeschwindigkeit ist die Mindestgeschwindigkeit, die Sie an der Erdoberfläche haben müssen, um der Gravitationskraft zu entkommen, ohne eine Rakete oder einen anderen kontinuierlichen Antrieb zu verwenden.

Mit anderen Worten, wenn Sie alle Gravitationsquellen außer der Erde ignorieren und ein Projektil mit Fluchtgeschwindigkeit direkt nach oben von der Erdoberfläche abfeuern, wird es beim Aufsteigen langsamer, aber niemals ganz anhalten. Noch langsamer, und das Projektil wird irgendwann anhalten und auf die Erde zurückfallen.

Nein - es ist die Energie, die Sie benötigen, um die Erde vollständig zu verlassen, im Wesentlichen, wie schnell Sie eine Kugel abfeuern müssen, damit sie sie verlässt.

Die Idee einer Fluchtgeschwindigkeit entsteht nur, weil aktuelle Trägerraketen ihren gesamten Treibstoff sehr bald nach dem Start verbrennen und eine hohe Geschwindigkeit erreichen müssen, um genügend kinetische Energie zum Entkommen zu haben. Wenn es möglich wäre, eine Rakete zu bauen, bei der der Motor „ganz nach oben“ laufen könnte, könnten Sie den Weltraum mit jeder gewünschten langsameren vertikalen Geschwindigkeit erreichen.

Wenn Sie also eine Leiter hätten, könnten Sie in den Weltraum klettern. Wenn Sie jedoch oben in der Umlaufbahn sein möchten, müssen Sie genügend tangentiale (seitliche) Geschwindigkeit haben, um diese Umlaufbahn aufrechtzuerhalten.

Verwandt: Startschleife

Angenommen, Sie verwenden eine Trägerrakete im Raketenstil, hat bisher jeder.

Um die Umlaufbahn zu erreichen, muss die Rakete der Nutzlast ein Delta-v von etwa 9,3–10 km/s verleihen.

Diese Zahl wird hauptsächlich (~7,8 km/s) für die horizontale Beschleunigung benötigt, um die Umlaufgeschwindigkeit zu erreichen, berücksichtigt aber den atmosphärischen Luftwiderstand (ungefähr 300 m/s mit dem ballistischen Koeffizienten eines 20 m langen Fahrzeugs mit dichtem Kraftstoff), Schwerkraftverluste (abhängig von Brenndauer und Details der Flugbahn und Trägerrakete) und Höhengewinn.

Erste Stufe - Externer Tank

Triebwerke 3 SSMEs auf dem Orbiter

Schub 5,45220 MN insgesamt, Abheben auf Meereshöhe (1.225.704 lbf)

Spezifischer Impuls 455 s

Brenndauer 480 s

Kraftstoff LOX/LH2

Zweite Stufe - Orbiter

Motoren 2 OME

Schub 53,4 kN kombinierter Gesamtvakuumschub (12.000 lbf)

Spezifischer Impuls 316 s

Brenndauer 1.250 s

Kraftstoff MMH / N 2 O 4.

Referenzen: Trägerrakete , Weltraumflug , Brenndauer

Geschwindigkeitsgleichung eines Körpers, der direkt von der Erdoberfläche nach oben geschleudert wird:

$v^2(h)=(v_o^2 – 2\bf{g}R)+2gR\frac{R}{h}$

wo
$v_o$- Anfangsgeschwindigkeit,$R$- Erdradius,$h$- Entfernung vom Erdmittelpunkt,$\bf{g}$- Erdbeschleunigung bei$R$

Wenn die Anfangsgeschwindigkeit die Fluchtgeschwindigkeit ist$v_o=v_e=\sqrt{2\bf{g}R}$dann

$v^2(h)= v_e^2\frac{R}{h}$

oder

$v(h)= v_e\sqrt{\frac{R}{h}}$

Die Fluchtgeschwindigkeit ist viel einfacher zu verstehen, wenn man die folgende Definition verwendet. Beispiel Erde: Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der ein ruhender Körper am Rand des Universums auf die Erde aufprallen würde, wenn nur die Gravitationskraft zwischen Erde und Körper wirkt.

Da die Aktion reversibel ist, steht fest, dass ein Körper, der an der Erdoberfläche Fluchtgeschwindigkeit erreicht, am Rand des Universums zur Ruhe kommen würde. (Ungeachtet der Expansion des Universums und anderer solcher Dinge)

Die Antwort ist nicht unendlich, warum, weil der Körper am Rand der Erde in Ruhe war!. Mehr.. Nachdem das Objekt Geschwindigkeit (Geschwindigkeit) erreicht hat, befindet es sich in einem Beschleunigungszustand, warum sollte das Objekt dann im Moment des Entweichens aus der Schwerkraft nicht weiter auf seine eigene Beschleunigung beschleunigen, da jetzt nichts mehr daran hindert. IE weiter bis zur Lichtgeschwindigkeit und möglicherweise darüber hinaus. Interessante Theorie!