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為什么很少有人提及第四宇宙速度?

為啥?因?yàn)榈谒挠钪嫠俣热缤u肋,食之無味,棄之可惜。

所謂第四宇宙速度,就是從地球上發(fā)射的探測(cè)器完全擺脫銀河系引力所需的最低發(fā)射速度,大約為120km/s。

地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn),太陽(yáng)又帶著地球等一干兄弟圍繞著銀河系中心公轉(zhuǎn),公轉(zhuǎn)周期大約為2億多年,公轉(zhuǎn)速度為240千米每秒。若從地球上發(fā)射探測(cè)器,必須借助太陽(yáng)系繞銀河系的公轉(zhuǎn)速度,才能得到第四宇宙速度。

有第四,就應(yīng)該有第三、第二和第一,前三大宇宙速度的數(shù)值都已經(jīng)被科學(xué)界所公認(rèn)。雖然有第四宇宙速度這個(gè)概念,但是數(shù)值并不準(zhǔn)確,只是一個(gè)估計(jì)值。因?yàn)榭茖W(xué)界關(guān)于銀河系的質(zhì)量還有爭(zhēng)議,據(jù)此算出來的第四宇宙速度自然也就不存在爭(zhēng)議,并不準(zhǔn)確。就拿銀河系的直徑來說,現(xiàn)在還沒有一個(gè)準(zhǔn)確值。

理論上來說,銀河系的質(zhì)量越大,銀河系對(duì)探測(cè)器的引力束縛也就越強(qiáng),第四宇宙速度的數(shù)值也就越大。

120千米每秒,這對(duì)人類的航天技術(shù)來說是一道坎。人類目前使用的還是化學(xué)燃料,以此燃料為動(dòng)力的航天器的最快發(fā)射速度雖然已經(jīng)超過了第三宇宙速度(16.7km/s),但已經(jīng)快接近極限了,很難再往上提升。要想突破瓶頸,必須采用新的推進(jìn)技術(shù)。

說到這兒,有的人肯定想起了NASA的帕克太陽(yáng)探測(cè)器,它最快的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了200千米每秒。不過,該探測(cè)器之所以這么快,是因?yàn)樵诮咏?yáng)的過程中被太陽(yáng)的引力加速了。

此外,由于銀河系實(shí)在太大了,即使達(dá)到了第四宇宙速度,航天器離飛出銀河系也還早得很。即使以光速飛行,飛出太陽(yáng)系也得1年時(shí)間以上。故而,在航天器的速度沒有太大突破的情況下,討論第四宇宙速度也確實(shí)沒有太大的意義。

這里順便說一下一、二、三宇宙速度。

第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度,7.9km/s,是以地面為參考系,航天器繞著地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而不落向地面所需的最小速度。達(dá)到此速度時(shí),航天器將成為地球的人造衛(wèi)星。由于地球表面存在稠密的大氣,衛(wèi)星必須在150公里以上的高空才能繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)。

第二宇宙速度又叫脫離速度,11.2km/s,是以地面為參考系,航天器擺脫地球引力所需的最小速度,它是第一宇宙速度的√2倍。當(dāng)航天器達(dá)到此速度時(shí),將成為繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的人造行星。

第三宇宙速度又叫逃逸速度,16.7km/s,是以地球?yàn)閰⒖枷?,在充分利用了地球公轉(zhuǎn)速度(30km/s)的情況下,航天器擺脫太陽(yáng)引力所需的最小速度。如果借助木星、土星等行星的引力彈弓效應(yīng),這一發(fā)射速度還可以進(jìn)一步降低,旅行者一號(hào)和二號(hào)探測(cè)器就借助了引力彈弓效應(yīng)。

其實(shí),還有第五宇宙速度和第六宇宙速度。

銀河系是本星系群的一員,而本星系群又是本超星系團(tuán)(或叫室女座超星系團(tuán))的一員。第五宇宙速度就是探測(cè)器擺脫本星系群引力的最低速度,大約2000千米每秒。而第六宇宙速度就是探測(cè)器擺脫本超星系團(tuán)的最低速度,這個(gè)數(shù)值已經(jīng)接近光速(30萬千米每秒)了。

總之,速度就是人類永恒的追求。只有足夠快,擁有超光速技術(shù),比如曲速飛船,人類才能在宇宙中自由馳騁。

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