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第四宇宙速度是啥?为什么很少有人提及?

为啥?因为第四宇宙速度如同鸡肋,食之无味,弃之可惜。

所谓第四宇宙速度,就是从地球上发射的探测器完全摆脱银河系引力所需的最低发射速度,大约为120km/s。

地球绕着太阳公转,太阳又带着地球等一干兄弟围绕着银河系中心公转,公转周期大约为2亿多年,公转速度为240千米每秒。若从地球上发射探测器,必须借助太阳系绕银河系的公转速度,才能得到第四宇宙速度。

有第四,就应该有第三、第二和第一,前三大宇宙速度的数值都已经被科学界所公认。虽然有第四宇宙速度这个概念,但是数值并不准确,只是一个估计值。因为科学界关于银河系的质量还有争议,据此算出来的第四宇宙速度自然也就不存在争议,并不准确。就拿银河系的直径来说,现在还没有一个准确值。

理论上来说,银河系的质量越大,银河系对探测器的引力束缚也就越强,第四宇宙速度的数值也就越大。

120千米每秒,这对人类的航天技术来说是一道坎。人类目前使用的还是化学燃料,以此燃料为动力的航天器的最快发射速度虽然已经超过了第三宇宙速度(16.7km/s),但已经快接近极限了,很难再往上提升。要想突破瓶颈,必须采用新的推进技术。

说到这儿,有的人肯定想起了NASA的帕克太阳探测器,它最快的运动速度达到了200千米每秒。不过,该探测器之所以这么快,是因为在接近太阳的过程中被太阳的引力加速了。

此外,由于银河系实在太大了,即使达到了第四宇宙速度,航天器离飞出银河系也还早得很。即使以光速飞行,飞出太阳系也得1年时间以上。故而,在航天器的速度没有太大突破的情况下,讨论第四宇宙速度也确实没有太大的意义。

这里顺便说一下一、二、三宇宙速度。

第一宇宙速度又叫环绕速度,7.9km/s,是以地面为参考系,航天器绕着地球做匀速圆周运动,而不落向地面所需的最小速度。达到此速度时,航天器将成为地球的人造卫星。由于地球表面存在稠密的大气,卫星必须在150公里以上的高空才能绕地球作圆周运动。

第二宇宙速度又叫脱离速度,11.2km/s,是以地面为参考系,航天器摆脱地球引力所需的最小速度,它是第一宇宙速度的√2倍。当航天器达到此速度时,将成为绕太阳公转的人造行星。

第三宇宙速度又叫逃逸速度,16.7km/s,是以地球为参考系,在充分利用了地球公转速度(30km/s)的情况下,航天器摆脱太阳引力所需的最小速度。如果借助木星、土星等行星的引力弹弓效应,这一发射速度还可以进一步降低,旅行者一号和二号探测器就借助了引力弹弓效应。

其实,还有第五宇宙速度和第六宇宙速度。

银河系是本星系群的一员,而本星系群又是本超星系团(或叫室女座超星系团)的一员。第五宇宙速度就是探测器摆脱本星系群引力的最低速度,大约2000千米每秒。而第六宇宙速度就是探测器摆脱本超星系团的最低速度,这个数值已经接近光速(30万千米每秒)了。

总之,速度就是人类永恒的追求。只有足够快,拥有超光速技术,比如曲速飞船,人类才能在宇宙中自由驰骋。