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第二宇宙速度(又称脱离速度):是指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速度,大小为11.2km/s。
第三宇宙速度(又称逃逸速度):是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度,其大小为16.7km/s。
环绕速度和逃逸速度也可应用于其他天体。例如计算火星的环绕速度和逃逸速度,只需要把公式中的M、R、g换成火星的质量、半径、表面重力加速度即可。
第四宇宙速度,所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为110-120km/s,指在银河内绝大部分地方所需要的航行速度。如充分利用太阳系围绕银心的转速,最低航行速度可为82km/s。由于人类对银河系所知甚少,这个数字还需要很久才能形成公论。指在银河系内绝大部分地方所需要的脱离速度。目前根本无法得出第四宇宙速度,原因是对于银心的质量以及半径等无法取值。
第五宇宙速度指航天器从地球发射,飞出本星系群的最小速度大小,由于本星系群的半径、质量均未有足够精确的数据,所以无法准确得知数据大小。目前科学家估计本星系群大概有500--1000万光年,照这样算,应该需要1500-2250km/s的速度才能飞离,但这个速度以人类目前的科学发展水平,至少要几百年才能达到,所以现在只是个幻想。
第六宇宙速度指航天器从地球发射,飞出全宇宙的最小速度大小(准确来说是可见宇宙),但由于可见宇宙的具体半径,质量等数据未知,且众所周知,宇宙在膨胀,所以这个数据应该是不确定的,人们也不知道宇宙外面是否还有界。所以第六宇宙速度还是个有待研究的话题。
人类发明空间航天器后,开始提高速度,提出达到的三种宇宙速度已经完成。于1948年达到第一宇宙速度,1955年达到第二宇宙速度,1969年达到了第三宇宙速度。其中第一、二、三宇宙速度分别为7.9Km/s,11.2km/s,16.7km/s。目前,人类还没能实现第四宇宙速度。但已经在努力了。
令人高兴的是,这一工作目标在本世纪中期终于实现了。地球航空和航天局属下的东方航天中心在十年前的二四五五年研制成功了飞行速度为每秒一百一十二公里的次光速宇航船,每小时飞行四十万公里,用这个速度飞往火星,只需要一百四十余小时,将近六天时间。次光速宇航船的研制成功,标志着人类航天进入第四宇宙速度的新时代。
跟新型宇航工具相配套的工作还有航天器安全着陆的问题。要实现航天船在火星上安全降落,必须使用反推火箭和巨大的降落伞减慢速度。而降落伞必须非常非常大,东方航天中心在这方面已经做好了充分的准备,生产了相当数量的巨型降落伞。
再就是宇航员的安全保障问题。宇航员进入零重力环境后,可能需要一个小型核装置提供电力,他们还需要超级防腐蚀涂料。另外,火星的地表虽然虽然经过人类数百年的改造已经有了一些藻类、菌类和地衣等低等植物,但是仍然还没有可以提供食物的高等植物。绝大部分地方都还是不毛之地,无边的戈壁沙漠覆盖了整个星球的大部分地区。那里没有足够保障人们生活的液态水,有毒的空气含有高浓度二氧化碳,让人呼吸困难。火星没有提供任何维持生命的东西。这意味着他们必须带上所有物资:临时住所,适用所有地形的交通工具,食物和用品,科学设备,钻探火星取水的工具,还有建立永久性基地的物资。在火星上停留期间,宇航员要建立自给自足的人类社区,自己制造所需的食物、水和能源,此外,他们还要建造永久性基地,供未来登陆计划使用。