宇宙速度とは? わかりやすく解説

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うちゅう‐そくど〔ウチウ‐〕【宇宙速度】


宇宙速度

探査機の「方向」により軌道にのるために必要な「速度」がちがう

人工衛星の軌道(きどう)は加速する速度」「方向」などによって変化します地球から水平に秒速約7.9kmで打ち出すと、地球円軌道で回る人工衛星となります。そのために必要な速度を「第1宇宙速度」といいます打ち出し速度を11.2kmにすると地球の重力脱出して太陽のまわりを回る軌道にのり、この速度を「第2宇宙速度」または「脱出速度」といいます秒速16.7km以上で地球公転方向打ち上げると、太陽系の外に向かって恒星間空間へと進んでいきます。このときの速度を「第3宇宙速度」といいます


地球の重力から脱出する第2宇宙速度は「高度」によって変わる

地球から惑星探査機打ち上げるためには、まず、地球の重力から脱出することが必要です。このときの速度を「第2宇宙速度」(脱出速度)といいます第2宇宙速度地球の重力脱出するために必要な最低限速度ですが、その速度は、下の表にあるように、高度によってちがいます。

高度打ち出し速度
0km秒速11.180km
150km秒速11.050km
200km秒速11. 008km
300km秒速10.925km
500km秒速10.765km
700km秒速10.510km
1,000km秒速10.394km
1,600km秒速9.996km
3,000km秒速9.219km
5,000km秒速8.370km


宇宙速度

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2024/11/26 00:07 UTC 版)

地表から水平に打ち出された砲弾重力に引かれて地表に落下する (A)。
射出速度を上げても第一宇宙速度未満ならいつかは地表に落下する (B)。
第一宇宙速度で打ち出された場合は人工衛星となる (C)。
それ以上の速度では楕円を描き (D)、
第二宇宙速度以上の場合は地球重力を振り切る (E)。
(ただし大気抵抗による影響などは考慮していない)。

宇宙速度うちゅうそくど英語: Cosmic Velocity)とは、特に地球および太陽に対して、軌道力学的に、地表において物体にある初速度を与えたとして、衛星軌道などの「宇宙飛行」と言えるような軌道に乗せるために必要な速度のことである。対象に合わせて、第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度と呼ばれている速度がある[1]。軌道力学一般的には軌道速度脱出速度と呼ばれる。なお、通常は重力のみを考慮し、空気抵抗・浮力等は加味しない。

第一宇宙速度(地表面軌道速度)

第一宇宙速度とは、地球において、その高度を海抜ゼロ(海面もしくは地表すれすれ)とした(仮想上の)円軌道衛星軌道の軌道速度で、約 7.9 km/s (= 28,400 km/h) である。地表において、ある物体にある初速度を与えたと仮定した場合、その速度がこの速度未満の場合はどのように打ち出したとしても、弾道飛行: sub-orbital flight)の後に、地球の地表に戻ってしまう。逆に、これを越えて(: super-orbital)(第二宇宙速度未満で)水平に打ち出した場合、その地点を近地点とする楕円軌道に投入される。

第二宇宙速度(地球脱出速度)

第二宇宙速度とは、地球重力を振り切るために必要な、地表における初速度である。約 11.2 km/s(40,300 km/h)で、第一宇宙速度の 一覧

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