Космические скорости, или как покинуть околоземное пространство?

Question

Всем известно, что первая космическая скорость - это скорость, при которой какой-либо объект может стать искусственным спутником Земли, и вблизи поверхности планеты она равна ~8 км/с. При превышении этой скорости объект начнёт удаляться от Земли по эллиптической траектории.
Собственно мой вопрос: для того, чтобы покинуть околоземное пространство (начиная с поверхности планеты) , объекту обязательно необходимо развить скорость 8 км/с? Просто я не понимаю. зачем вобще двигаться по круговой или эллиптической траектории, когда можно оторваться от Земли просто взлетев вертикально вверх, причём лететь с гораздо меньшей скоростью. Тем боле что тяготение планеты с высотой падает, а значит и скорость меньшая нужна.

Answer 1

"Просто я не понимаю. зачем вобще"
Для экономии топлива. Оптимальное по расходу топлива управление - импульсное, с дельта-функциями.
Это если пренебречь сопротивлением атмосферы и ограничениями на развиваемую тягу двигателя при заданном удельном импульсе.

Answer 2

Я б на вашем месте попробовал понять, что космические скорости вылезают из закона/теоремы о сохранении механической энергии для баллистического полета аппарата в гравитационном поле.

Считают их на уровне поверхности Земли, где с потенциальной энергией все просто. Массы аппаратов таскать за собой смысла мало, они все равно посокращаются. Квадраты космических скоростей удобне для использования в формулах, но мене понятны интуитивно обывателю. Вот и всё.

Чтоб покинуть совсем околоземное пространство (не болтаться на околоземной орбите) , достаточно телу вблизи поверхности Земли придать вторую космическую скорость или больше, и пусть летит себе дальше по инерции.

Есть еще всякие поправочки - например, на вращение Земли, но для начала (для простоты) имет смысл на них забить.

Кстати, взлетев со скоростью 8 км/с вертикально вверх и летя потом по инерции, вы шлепнитесь обратно. Это же меньше второй космической скорости, а вы так и не развернулись, чтобы на орбиту выйти.

Answer 3

Вы совершенно правы. Улететь с Земли и даже из Солнечной системы можно с любой скоростью. Весь вопрос в том, сколько топлива на это понадобится. Сравните: комар долетает до вершины сосны со скоростью 5-10 сантиметров в секунду. А чтобы дошвырнуть до этой вершины с земли камень, придется придать ему весьма высокую скорость. Но комар-то постоянно машет крыльями, его "двигатель" работает постоянно. А камень швырнул - и забыл, дальше он летит по инерции)

Answer 4

Всё правильно вы написали. Можно покинуть Землю и околоземное пространство со сколь угодно малой скоростью. Лишь бы двигатели работали. А 8 км/с (точне 7. 9) - это с какой скоростью нужно отправить пассивное (без двигателей) тело с поверхности Земли.

Answer 5

автор вопроса верит в физику кругового движения, место которой на свалке истории для полетов в космос нужны знания, которые от нас скрывают ДАЖЕ ИМЕЯ 2-ю космическую скорость 11, 2км/с, спутник не сможет удалиться и все равно упадет на Землю пример тому СУБОРБИТАЛЬНЫЕ ПОЛЕТЫ американцев https:/ ru. wikipedia. org/wiki/Суборбитальный_космический_полёт надо пересмотреть, переписать всю физику кругового движения по новой