火箭以每秒1米的速度,能擺脫地球引力,進入到太陽系空間嗎?
更新于:2025-03-26 08:40:04

英國物理學家牛頓在研究萬有引力時發現,如果一顆炮彈的飛行速度達到7.9公里每秒,便可以克服地心引力,進入環繞地球的軌道,成為一顆人造衛星。地球上的所有事物之所以被固定在地面,是因為地心引力作用。理論上,只要超過第一宇宙速度,即7.9公里每秒,任何東西都可以脫離地球如同運載火箭般進入太空。

然而,如果火箭的速度降到每秒1米,它還能擺脫地心引力嗎?目前,火箭的高速依賴於其推進方式和燃料,以達到在最短時間實現最大加速度,在燃料耗盡前衝出地球。因此,對於當前的化學動力火箭,7.9公里每秒是必須達到的速度。

未來如果人類能掌握反重力技術或建造太空電梯,那麼火箭以每秒1米的速度勻速上升也可以突破地心引力。這時,如果火箭採用反重力推進,不僅能緩慢上升至太空,乘客也無需承受加速度的影響。

即便沒有反重力,只要未來發動機的推重比足夠高,火箭也能以非常低的速度對抗地心引力,最終到達太空。理論上,若火箭堅固到可以頭朝下穿過地球,也能實現脫離軌道,因為地球是球形的。

目前,人類依然依靠火箭往返太空,這過程類似於騎自行車上坡,將速度迅速提高以一舉沖頂。若火箭初始速度不足以離開地球,就需要發動機持續對抗地心引力,提供強大推力。實際上,這種大推力發動機一旦出現,其速度也會超過7.9公里每秒,根本不必低速航行。

如果發動機足夠強勁,持續抵抗地心引力,即使以每秒1米的速度,火箭也能離開地球,只是所需燃料將非常龐大。

在電影《流浪地球2》中,人類已放棄化學動力火箭,採用太空電梯作為主要手段。然而,影片中太空電梯的速度依然很快,乘客需穿抗壓服,並未如我們想像的以每秒1米的速度緩緩升空。

這是因為從地面到太空距離遙遠,以100公里的卡門線作為界線來說,太空電梯以每秒1米的速度,需要10萬秒才能進入太空,約為27.78小時。這種緩慢速度顯然難以接受。

因此,將來真正實現的太空電梯,其速度必不會是每秒1米的低速模式,而是維持適當勻速上升,既降低乘客承受的加速度,又能迅速進入太空失重狀態。