Enige voorwerp wat opgegooi word, beland vroeër of later op die aarde se oppervlak, of dit nou 'n klip, 'n stuk papier of 'n eenvoudige veer is. Terselfdertyd, 'n satelliet wat 'n halfeeu gelede in die ruimte gelanseer is, 'n ruimtestasie of die Maan gaan voort om in hul wentelbane te draai, asof hulle glad nie deur die swaartekrag van ons planeet geraak word nie. Hoekom gebeur dit? Waarom dreig die maan nie om na die aarde te val nie, en beweeg die aarde nie na die son nie? Word hulle nie deur swaartekrag geraak nie?
Van die skoolfisikakursus weet ons dat universele gravitasie enige materiële liggaam affekteer. Dan sal dit logies wees om aan te neem dat daar 'n sekere krag is wat die effek van swaartekrag neutraliseer. Hierdie krag word sentrifugale genoem. Die werking daarvan is maklik om te voel deur 'n klein vrag aan die een kant van die draad vas te bind en dit om die omtrek te draai. In hierdie geval, hoe hoër die rotasiespoed, hoe sterker is die spanning van die draad, enhoe stadiger ons die vrag draai, hoe groter is die kans dat dit sal val.
Ons is dus baie naby aan die konsep van "kosmiese spoed". In 'n neutedop kan dit beskryf word as die spoed wat enige voorwerp toelaat om die swaartekrag van 'n hemelliggaam te oorkom. 'n Planeet, sy satelliet, die sonnestelsel of 'n ander stelsel kan as 'n hemelliggaam optree. Elke voorwerp wat in 'n wentelbaan beweeg, het ruimtesnelheid. Terloops, die grootte en vorm van die wentelbaan van 'n ruimtevoorwerp hang af van die grootte en rigting van die spoed wat hierdie voorwerp ontvang het toe die enjins afgeskakel is, en die hoogte waarteen hierdie gebeurtenis plaasgevind het.
Ruimtesnelheid is van vier soorte. Die kleinste van hulle is die eerste een. Dit is die laagste spoed wat 'n ruimtetuig moet hê sodat dit 'n sirkelbaan kan betree. Die waarde daarvan kan deur die volgende formule bepaal word:
V1=õ/r, waar
µ - geosentriese gravitasiekonstante (µ=39860310(9) m3/s2);
r is die afstand vanaf die lanseerpunt na die middel van die Aarde.
As gevolg van die feit dat die vorm van ons planeet nie 'n perfekte bal is nie (by die pole is dit ietwat afgeplat), is die afstand van die middel na die oppervlak die grootste by die ewenaar - 6378.1 • 10(3) m, en die minste by die pole - 6356.8 • 10(3) m. As ons die gemiddelde waarde neem - 6371 • 10(3) m, dan kry ons V1 gelyk aan 7.91 km/s.
Hoe meer die kosmiese snelheid hierdie waarde oorskry, hoe meer verleng sal die wentelbaan verkry, wat wegbeweeg van die Aarde vir almalgroter afstand. Op 'n stadium sal hierdie wentelbaan breek, die vorm van 'n parabool aanneem, en die ruimtetuig sal na die ruimte gaan. Om die planeet te verlaat, moet die skip die tweede ruimtesnelheid hê. Dit kan bereken word deur die formule V2=√2µ/r te gebruik. Vir ons planeet is hierdie waarde 11,2 km/s.
Sterrekundiges het lank reeds vasgestel waaraan die kosmiese snelheid, beide die eerste en die tweede, gelyk is vir elke planeet van ons inheemse stelsel. Hulle is maklik om te bereken deur die formules hierbo te gebruik, as ons die konstante µ vervang met die produk fM, waarin M die massa van die hemelse liggaam van belang is, en f die gravitasiekonstante is (f=6.673 x 10(-11) m3/(kg x s2).
Die derde kosmiese spoed sal enige ruimtetuig toelaat om die swaartekrag van die Son te oorkom en die inheemse sonnestelsel te verlaat. As jy dit relatief tot die Son bereken, kry jy 'n waarde van 42,1 km/s. En om die naby-son-baan van die Aarde af te betree, sal jy tot 16,6 km/s moet versnel.
En, uiteindelik, die vierde kosmiese spoed. Met sy hulp kan jy die aantrekkingskrag van die sterrestelsel self oorkom. Die waarde daarvan wissel na gelang van die koördinate van die sterrestelsel. Vir ons Melkweg is hierdie waarde ongeveer 550 km/s (wanneer relatief tot die Son bereken word).