Undvigelseshastighed
Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Undvigelseshastighed er den fart et himmellegeme eller rumfartøj skal have for at kunne undvige tyngdefeltet fra (og dermed forlade) et andet himmellegeme uden på noget tidspunkt at falde tilbage mod, eller forblive i kredsløb om dette legeme. Størrelsen af denne fart afhænger af afstanden til og massen af det legeme der skal "undviges fra" - fra et sted lige udenfor Jordens atmosfære er størrelsen af denne undvigelseshastighed cirka 11 kilometer i sekundet (hvilket svarer til cirka 40.000 km/h). For eksempel skal interplanetariske sonder accelereres til en fart i denne størrelsesorden for at kunne forlade Jorden helt.
Navnet undvigelseshastighed er misvisende, eftersom et himmellegeme altid vil undslippe tyngdefeltet af et andet, uanset hvilken bevægelsesretning legemerne har i forhold til hinanden (forudsat naturligvis at de ikke kolliderer). Et mere "fysisk korrekt" udtryk ville være undvigelsesfart.
[redigér] Beregning
Størrelsen ve af den hastighed et legeme skal have for på denne måde at "slippe væk" fra et himmellegeme med massen M afhænger af afstanden a til dette himmellegemes massecenter. Der gælder, at:
hvor G er den universelle gravitationskonstant.
Rumfartøjer der skal forlade Jorden helt, bliver som regel først anbragt i en parkeringsbane omkring Jorden, før de igen starter deres raketmotorer og accelererer til op over undvidelseshastigheden. Den hastighed vo som fartøjet skal have for at opretholde den cirkelformede parkeringsbane, står i et bestemt fohold til undvigelseshastigheden, idet:
Når fartøjet forlader parkeringsbanen, skal det øge farten med ca. 41,4% — dette forhold er helt konstant; det gælder for alle objekter i cirkulære parkeringsbaner om en hvilken som helst planet eller stjerne.
Den potentielle energi for et (lille) legeme i tyngdefeltet af et andet (og meget større) legeme er altid negativ, så længe afstanden mellem legemerne ikke er uendelig stor. Den kinetiske energi ("bevægelsesenergien") for det lille legeme er positiv, og vil overstige den numeriske størrelse af den potentielle energi hvis legemet overstiger undvigelseshastigheden.