[科普中国]-第三宇宙速度

第三宇宙速度（Third Cosmic Velocity ）——从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时，无需后续加速就可以摆脱太阳引力的束缚1，脱离太阳系进入更广袤的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行初速度就是第三宇宙速度。

相关数值若要使在地球表面的物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，则必须使它的初速度大于或等于16.7km/s，即第三宇宙速度2。

第三宇宙速度v3 从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度，就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度v3=16.7km/s。需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度切线方向一致时计算出的v3值；如果方向不一致，所需速度就要大于16.7㎞/s了。可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的唯一要素，现如今火箭可以突破该宇宙速度。

第一宇宙速度v1 航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。按照力学理论可以计算出v1=7.9km/s。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于v1。

第二宇宙速度v2 当航天器超过第一宇宙速度v1达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称脱离速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度v2=11.2km/s。由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，其初始速度不小于10.848km/s即可。

宇宙速度宇宙速度是指物体达到11.2千米/秒（第二宇宙速度）的运动速度时能摆脱地球引力束缚的一种速度。在太阳系中，飞行器要想逃逸太阳的引力，速度应该是地球运动方向上再加16.9公里每秒，即33十17=50公里每秒的速度。摆脱地球束缚的过程中，在地球引力的作用下它并不是直线飞离地球，而是按抛物线飞行。脱离地球引力后在太阳引力作用下绕太阳运行。若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系 ，物体的运动速度必须达到16.7千米/秒3。那时将按双曲线轨迹飞离地球，而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳。

人类的航天活动，并不是一味地要逃离地球。特别是当前的应用航天器，需要绕地球飞行，即让航天器作圆周运动。我们知道，必须始终有一个与向心力大小相等，方向相反的力作用在航天器上。在这里，我们正好可以利用地球的引力。因为地球对物体的引力，正好与物体作曲线运动的离心力方向相反。经过计算，在地面上，物体的运动速度达到7.9千米/秒（环绕速度）时，地球对它的引力完全表现为向心力。这个速度被称为环绕速度。

上述使物体绕地球作圆周运动的速度被称为第一宇宙速度；摆脱地球引力束缚，飞离地球的速度叫第二宇宙速度。而摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系的速度叫第三宇宙速度。根据万有引力定律，两个物体之间引力的大小与它们的距离平方成反比。因此，物体离地球中心的距离不同，其环绕速度（第一宇宙速度）和脱离速度（第二宇宙速度）有不同的数值。

计算方式计算方式：

（G——引力常数，M——被环绕天体质量，m——环绕物体质量，r——环绕半径，v——速度），得出，月球半径约1738公里，是地球的3/11。质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81。

月球的第一宇宙速度约是1.68km/s。

再根据：（a是人造天体运动轨道的长半轴长。a→∞），得第二宇宙速度v2=2.38km/s。

一般地，第二宇宙速度v2等于第一宇宙速度v1乘以。

第三宇宙速度v3：

以地球打比方，绕太阳运动的平均线速度为29.8km/s。在地球轨道上，要使人造天体脱离太阳引力场的逃逸速度为42.1km/s。当它与地球的运动方向一致的时候，能够充分利用地球的运动速度，在这种情况下，人造天体在脱离地球引力场后本身所需要的速度仅为两者之差v0=12.3km/s。设在地球表面发射速度为v3，分别列出两个活力公式并且联立：

（d是地球引力的作用范围半径）。由于d