Содержание
Проект 4. На Луну в комфортных условиях
Невесомость
Некоторые далекие от космонавтики люди считают, что невесомость — это легкое и приятное состояние, испытать которое — одно удовольствие. У космонавтов на сей счет другое мнение: невесомость — штука очень неприятная: человек, находящийся в состоянии невесомости, испытывает примерно такие же ощущения, как человек, провисевший минут пять на турнике вниз головой. А находиться в таком состоянии несколько часов и уж тем более суток под силу только очень здоровым и специально тренированным людям. Не случайно в космонавты отбирают только очень крепких физически людей.
При длительном пребывании на орбите космонавтам необходимы постоянные тщательно разработанные физические упражнения. Если их не делать или делать недостаточно, то при возвращении на Землю космонавту может стать очень плохо.
В первые годы освоения околоземного пространства, когда влияние невесомости на человеческий организм было еще недостаточно изучено, космонавты после двухнедельного полета чувствовали себя ужасно: они не могли ни стоять, ни сидеть, ни даже спать.
Весь день они лежали во взвешенном состоянии в специальном бассейне с теплой водой — только в таком состоянии они чувствовали себя нормально. Даже просто лежать на очень мягком матрасе им было тяжело. На полное восстановление организма после полета уходило несколько месяцев.
А теперь давайте разберемся, почему же в космическом полете возникает невесомость?
Рассмотрим космонавта, находящегося в кабине космического корабля, который движется с выключенными двигателями недалеко от Земли (рис. 4.1).
На космонавта действует сила тяжести , где — ускорение свободного падения на высоте h. Предположим, что на космонавта еще действует сила реакции . Под действием этих двух сил и космонавт (вместе с кораблем) движется с ускорением , как и всякое свободно падающее тело. Тогда по второму закону Ньютона:
То есть сила реакции опоры равна нулю, а значит, по третьему закону Ньютона равен нулю и вес космонавта.
И, заметьте, наши рассуждения никак не зависят от направления и величины скорости спутника, поэтому космонавты, летящие в направлении Луны в корабле с выключенными двигателями, будут находиться именно в таком состоянии.
Как избежать невесомости?
Инженер убежден, что невесомость в космическом полете неизбежна. Так ли это? На самом деле невесомости легко избежать. Надо просто двигаться с постоянной скоростью относительно Земли, и всё! Тогда ситуация внутри корабля будет такая же, как в лифте, поднимающемся (опускающемся) с постоянной скоростью: вес будет равен силе тяжести. Правда, величина силы тяжести по мере удаления от Земли будет постепенно убывать, то есть все тела будут становиться всё менее и менее «весомыми».
Каким же образом можно обеспечить равномерное движение ракеты?
Тут наш Профессор не ошибся: дело, конечно, в двигателе. Всё очень просто: надо иметь постоянно работающий реактивный двигатель. Причем реактивная сила должна в точности равняться по величине результирующей силе гравитационного притяжения со стороны Земли и Луны, поэтому по мере удаления от Земли силу тяги надо постепенно уменьшать.
Когда до Луны останется примерно одна десятая часть пути, двигатель можно на короткое время выключить, так как в этой точке сила земного тяготения уравновешивается силой лунного тяготения.
На мгновение наступит невесомость. Но вскоре после этого лунное тяготение начнет преобладать над земным. Чтобы сохранить скорость постоянной, нужно будет развернуть ракету соплом к Луне и тормозить. Сила тяги должна быть равна силе притяжения Луны (за вычетом остатков земного тяготения). По мере приближения к Луне будет увеличиваться сила притяжения к Луне, а значит, придется увеличивать и силу тяги; все тела в корабле снова постепенно будут обретать вес. Вблизи поверхности Луны этот вес будет равен примерно одной шестой части земного веса.
Итак, барон Мюнхаузен прав: полет до Луны можно осуществить с комфортом без больших перегрузок и почти без невесомости. Такие условия может выдержать любой нетренированный человек.
Почему же современные корабли летают иначе?
А именно: с сильной перегрузкой на активном участке полета (когда работают двигатели) и с полной невесомостью на орбите? Только из-за необходимости экономить топливо. Самый неэкономичный вариант движения к Луне — это движение с малой постоянной скоростью.
Эту ситуацию можно вообще довести до абсурда: пусть ракета зависнет над Землей неподвижно: в этом случае расход топлива налицо, а продвижение к Луне — нуль!
Наиболее экономичный способ полета — это пушечный выстрел: в этом случае вся энергия, запасенная в топливе, сразу передается кораблю, и не приходится тратить энергию на подъем над Землей еще не сгоревшего топлива. Но это другая крайность: при выстреле из пушки ускорение снаряда будет столь велико, что никакой космонавт, находящийся внутри, не сможет остаться живым.
Сейчас в космонавтике применяется компромиссный вариант: на активном участке полета космонавт подвергается большим перегрузкам, но в пределах допустимых, а затем наступает невесомость до того момента, когда ракета начнет торможение.
Оценим время полета
Теперь остановимся на вопросе о времени полета, который так заинтересовал нашего Бизнесмена. Теоретически это время можно сделать почти любым: от нескольких секунд до нескольких лет. Всё зависит, с одной стороны, от возможностей ракетного двигателя, а с другой стороны, от предельно допустимых перегрузок космонавтов.
Сделаем небольшой оценочный расчет для времени движения по маршруту «Земля—Луна» в комфортных условиях. Расстояние от Земли до Луны — примерно 384 400 км. Допустим, мы будем разгонять нашу ракету на старте с ускорением 4 м/c2 (это совсем небольшая перегрузка: вес каждого пассажира на старте увеличится всего на 40%). Тогда для разгона до скорости 10 км в секунду нам понадобится всего 42 минуты. Затем в течение примерно 9 часов последует полет с постоянной скоростью и еще примерно 40 мин на торможение с таким же ускорением (для более точного расчета надо еще учитывать скорость движения Луны по орбите вокруг Земли).
Общее время на это увлекательное путешествие составит около 11 часов — примерно столько же, сколько требуется на беспосадочный перелет по маршруту «Москва — Владивосток» на самолете Ил-86!
Далее: Проект 5. Скоростной спутник Земли
Заблуждение: причина невесомости на орбите
Еще один случай, когда все в целом правильно понимают суть некоего явления, но часто, к сожалению, описывают его не совсем верно.
Андрей Сердечнов
Согласно закону всемирного тяготения все тела притягиваются друг к другу, и сила притяжения прямо пропорциональна массам тел и обратна пропорциональна квадрату расстояния между ними. То есть выражение «отсутствие гравитации» вообще не имеет смысла. На высоте нескольких сотен километров над поверхностью Земли — там, где летают пилотируемые корабли и космические станции — сила притяжения Земли очень велика и практически не отличается от силы гравитации вблизи поверхности.
Если бы существовала техническая возможность сбросить некий предмет с башни высотой километров 300, он бы начал падать вертикально и с ускорением свободного падения, точно так же, как он падал бы с высоты небоскреба или с высоты человеческого роста. Таким образом, во время орбитальных полетов сила земного притяжения не отсутствует и не ослабевает в значимых масштабах, а компенсируется. Точно так же, как для водных судов и аэростатов, сила притяжения земли компенсируется архимедовой силой, а для крылатых летательных аппаратов — подъемной силой крыла.
Да, но вот самолет-то летит и не падает, а пассажиру внутри салона не летают как космонавты на МКС. При обычном полете пассажир прекрасно ощущает свой вес, и от падения на землю его удерживает не непосредственно подъемная сила, а сила реакции опоры. Лишь во время аварийного или искусственно вызванного резкого снижения человек вдруг чувствует, что перестает давить на опору. Возникает невесомость. Почему? А потому что если потеря высоты происходит с ускорением, близким к ускорению свободного падения, то опора больше не мешает пассажиру падать — она и сама падает.
Понятно, что когда самолет прекратит резкое снижение, или, к несчастью, упадет на землю, тут-то и станет ясно, что гравитация никуда не девалась. Ибо в земных и околоземных условиях эффект невесомости возможен только во время падения. Собственно продолжительным падением и является орбитальный полет. Космическому кораблю, двигающемуся по орбите с первой космической скоростью, мешает упасть на Землю сила инерции.
Взаимодействие гравитации и инерции имеет название «центробежной силы», хотя в реальности такой силы не существует, это в некотором роде фикция. Аппарат стремится двигаться по прямой (по касательной к околоземной орбите), но земная гравитация постоянно «закручивает» траекторию движения. Здесь эквивалентом ускорения свободного падения является так называемое центростремительное ускорение, в результате которого меняется не значение скорости, а ее вектор. И поэтому скорость корабля остается неизменной, а направление движение постоянно меняется. Поскольку и корабль, и космонавт движутся с одной и той же скоростью и с тем же самым центростремительным ускорением, космический аппарат не может выступать в качестве опоры, на которую давит вес человека. Вес — это возникающая в поле сил тяжести сила воздействия тела на опору препятствующую падению, А корабль, как и резко снижающийся самолет, падать не мешает.
Вот поэтому совершенно неправильно говорить об отсутствии земной гравитации или о наличии «микрогравитации» (как принято в англоязычных источниках) на орбите.
Напротив, притяжение земли является одним из главных факторов возникающего на борту феномена невесомости.
Об истинной микрогравитации можно говорить лишь в применении к полетам в межпланетном и межзвездном пространстве. Вдали от крупного небесного тела действие сил притяжения отдаленных звезд и планет будет настолько слабым, что возникнет эффект невесомости. О том, как с этим бороться, мы не раз читали в фантастических романах. Космические станции в виде тора (баранки) станут раскручиваться вокруг центральной оси и создавать имитацию гравитации с помощью центробежной силы. Правда, чтобы создать эквивалент земного притяжения, придется задать тору диаметр более 200 м. Есть и другие проблемы, связанные с искусственной гравитацией. Так что все это дело отдаленного будущего.
| Невесомость в космосе: На какой высоте возникает невесомость? Посмотреть версию этого веб-сайта на YouTube Можно подумать, что космонавты невесомы потому что они далеко от Земли.  Поэтому вы можете спросить: «Какой ростнад Землей должны достичь космонавты, чтобы достичь невесомости?» Но не какая-то конкретная высота или высота делают их невесомыми. Гравитация почти так же сильна на высоте Международного Космического Станция как на поверхности Земли — только процентов на 10 слабее. Не высота, а движение космического корабля вызывает
Запуск Космоса Во время запуска космического корабля «Шаттл» разгоняются мощные ракетные двигатели Запуск автора со скамейки в 2009 году, Полет шаттла длится несколько дней, а ваш полет длится меньше Обычный пункт назначения космического корабля вращается вокруг Земли на высоте около 200 миль (350 км) со скоростью
Если Международная космическая станция свободно падает без энергии, то почему Сэр Исаак Ньютон понял этот принцип в 17 веке. Он даже Если вы пойдете на вершину высокой горы и огонь Есть две причины, по которым вы не можете запустить пушечное ядро на орбиту Проблема сопротивления воздуха затрагивает Международную космическую станцию. Следующий комикс Брюстера Рокита Тима Рикарда также иллюстрирует 2012 Трибуна Хотели бы вы испытать невесомость, как космонавты?
Чтобы узнать больше о невесомости, прочтите См. также: Как просмотреть международное пространство На этом заканчивается книга «Что вызывает невесомость». Ты Больше науки: Радиоактивный распад: период полураспада, средняя жизнь и скорость распада Еще больше науки: вековое равновесие и радиоактивный распад |
Пилот
Капсула будет удерживаться воздушным шаром, и
На высоте 128 000 футов (39 км) сила тяжести составляет всего
Сама МКС уже бесплатно
Чем мощнее пушка, тем быстрее пушечное ядро, тем
В результате постепенно
Разве я не мог избежать гравитации Земли, путешествуя со скоростью всего 1 миля в час (0,45 м/с)?
Спросил
Изменено
1 год, 8 месяцев назад
Просмотрено
178 тысяч раз
$\begingroup$
Говорят, что для того, чтобы объект или снаряд покинул гравитационное притяжение Земли, он должен достичь космической скорости Земли, то есть достичь скорости 7 миль в секунду (~ 11 км в секунду).
Ну, насколько я понимаю, вы можете легко избежать земного притяжения даже на скорости 1 миля в час (0,45 м/с) — направленной от поверхности, и вы в конечном итоге достигнете космоса. Так почему же скорость убегания равна 7 милям/с (11 км/с)?
Это потому, что объект должен набрать определенную скорость после достижения орбиты, чтобы поддерживать эту высоту? Или это потому, что практически объект не может нести бесконечное количество топлива, и поэтому он должен достичь определенной скорости, чтобы поддерживать свою орбиту, прежде чем все топливо будет израсходовано?
- сила тяжести
- скорость убегания
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Сила тяжести уменьшается с расстоянием. Это следует обратно-квадратичному отношению … важно знать, когда вы работаете с математикой, но не важно для концептуального понимания.
Тот факт, что гравитация уменьшается с расстоянием, означает, что на некотором расстоянии ею можно пренебречь; можно считать, что объект, достаточно удаленный от Земли, «избежал» земного притяжения. На самом деле сила тяжести не имеет предела расстояния; два объекта должны находиться на бесконечном расстоянии друг от друга, чтобы не было гравитационного взаимодействия, но для практических целей можно думать о конечных расстояниях, на которых силы гравитации становятся достаточно малыми, чтобы их можно было игнорировать.
Рассмотрим объект на большом расстоянии от Земли… прямо на краю того, что мы бы назвали гравитационной «сферой влияния» Земли. Небольшое движение к Земле увеличит гравитационное притяжение, ускоряя объект по направлению к Земле. Процесс будет усиливаться по мере увеличения скорости и ускорения объекта. Если мы проигнорируем влияние земной атмосферы, объект будет продолжать ускоряться до тех пор, пока не столкнется с поверхностью Земли с некоторой скоростью.
Теперь давайте все перевернем. Объект волшебным образом взлетает с поверхности Земли точно с той же скоростью, что и наш падающий объект в момент удара. Когда он поднимается вверх, на него действует гравитация, и он замедляется. По мере того, как он удаляется, гравитация уменьшается, поэтому он замедляется медленнее. В конце концов, он добирается до некоторого расстояния, где останавливается, но гравитация Земли больше не оказывает на него никакого влияния.
Скорость нашего объекта на поверхности Земли равна космической скорости Земли. Точнее говоря, скорость убегания тела — это скорость, которую должен иметь объект в «свободном падении», чтобы избежать гравитационного влияния этого тела — не больше и не меньше. Технически скорость убегания может быть указана для любого расстояния от центра тела, и значение будет уменьшаться с расстоянием, но когда указывается скорость убегания планеты, это обычно для поверхности планеты. Математически он рассчитывается как интеграл гравитационного ускорения тела от некоторого заданного расстояния до бесконечности.
Объект не должен двигаться с космической скоростью, чтобы избежать гравитации планеты, но такое же количество энергии, необходимое для ускорения объекта до космической скорости, должно быть приложено к объекту (придавая ему потенциальную энергию), чтобы поднять его из гравитационная сфера влияния планеты. Разница в том, что при скорости убегания объект не нуждается во внешнем влиянии, чтобы убежать; при чем-то меньшем, чем скорость убегания, должна быть приложена некоторая внешняя сила.
$\endgroup$
1
$\begingroup$
Скорость убегания уменьшается по мере удаления от Земли. Если вы продолжите движение вверх с постоянной скоростью 1 миля в час (что, как уже отмечалось, потребует постоянной тяги для противодействия гравитации), вы в конце концов достигнете расстояния, на котором скорость убегания будет равна 1 миле в час .
Тогда вы достигнете космической скорости и больше не будете гравитационно связаны с Землей.
Это расстояние чрезвычайно велико; около 4×10 12 км или 26000 а.е. На практике эффекты третьего тела (луны, солнца, других планет) будут преобладать, когда вы уйдете дальше 10 5 км от Земли.
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Подводя итог ответам: скорость убегания — это скорость, которая на заданном расстоянии достаточна для выхода из гравитационного поля, так что не требуется дополнительной энергии (= ускорения) .
То есть, если вы находитесь в 26000 а.е. от Земли, вам не нужно больше топлива для противодействия земной гравитации, вы просто уплываете. Однако, когда вы находитесь на поверхности Земли, вам потребуется дополнительное ускорение, чтобы поддерживать скорость в 1 милю в час, иначе вы просто упадете обратно, как брошенный мяч.
$\endgroup$
4
$\begingroup$
Вы путаете скорость и ускорение. Если бы вы прыгали, стоя на поверхности Земли, вы могли бы испытать скорость 8 м/с, что соответствует скорости 17 миль/ч вверх, но ускорение силы тяжести затормозило бы ваше движение, замедляя вашу скорость. Если у вас достаточно высокая скорость, эффект (де)ускорения не сможет вас замедлить, пока вы не уйдете достаточно далеко от источника гравитации.
Итак, если бы вы могли поддерживать постоянную скорость 1 миль в час, вы определенно смогли бы покинуть Землю. Проблема в том, что потребуется постоянная тяга. Если вы едете со скоростью 11 км/с, вы можете просто расслабиться и наблюдать, как мир сжимается в зеркало заднего вида.
$\endgroup$
14
$\begingroup$
Я думаю, что если у вас есть двигатель (ракета/мотор), вы можете двигаться на любой скорости и избежать гравитации. Скорость убегания есть только у брошенных (проецируемых в космос) объектов, имеющих начальную скорость и не приводящихся в действие.
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Скорость убегания — это скорость, с которой вы покинете Землю и не вернетесь , если не продолжите движение своего корабля . Ниже этой скорости гравитация будет тянуть вас вниз.
Если вы хотите, чтобы ваша ракета двигалась вертикально со скоростью 1 м/с в течение 100 000 секунд, вам потребуется неописуемо огромное количество топлива, потому что вы должны поддерживать достаточную тягу, чтобы компенсировать земное притяжение все это время. .
Кроме того, просто пребывания в космосе недостаточно, чтобы удержать вас от падения на Землю, как обсуждалось во многих других вопросах и ответах здесь. У XKCD есть одно из наиболее доступных объяснений.
$\endgroup$
10
$\begingroup$
Ключевое отличие состоит в том, что «убегающая скорость» — это скорость, с которой вам придется подбросить камень прямо с поверхности Земли (без учета сопротивления воздуха), чтобы он вырвался из-под гравитационного влияния Земли. было бы движется по инерции всю дорогу, постоянно теряя скорость из-за гравитационного притяжения Земли.
Если, с другой стороны, у вас есть ракетный двигатель с достаточным количеством топлива, вы можете просто продолжать медленно подниматься (1 миля в час), что почти зависает, пока вы не выйдете в космос и гравитация Земли не будет подавлена Солнце, Юпитер и т. д. Вы можете продолжать дросселировать, чтобы поддерживать ту же скорость восхождения (гравитация уменьшается с расстоянием, и ракета несет меньше топлива), если хотите, или позволить ракете увеличить скорость.
$\endgroup$
2
$\begingroup$
Если вы не находитесь очень далеко от Земли, если вы удаляетесь со скоростью всего 1 миля в час, гравитация Земли притянет вас обратно к Земле ( при условии, что у вас нет бесконечного запаса топлива для поддержания тяги 1 миля в час ) . Так что вы правы, когда говорите
.
Это потому, что объект должен набрать определенную скорость после достижения орбиты, чтобы поддерживать эту высоту.
Представьте себе мяч, подброшенный в воздух, он начинает двигаться быстро, но когда он поднимается выше, он движется медленнее, чем останавливается и падает обратно. В какой-то момент он удаляется от Земли со скоростью 1 миля в час, но гравитация преодолевает этот импульс. Сопротивление воздуха оказывает некоторое влияние на мяч, но вы можете бросить его горизонтально гораздо дальше, чем вверх.
Гравитация действует почти так же на поверхности Земли, как и на высоте 1000 миль. Когда вы бросаете что-то горизонтально, оно падает на землю по дуге, притягиваемое гравитацией Земли. Если он движется достаточно быстро, кривизна Земли будет соответствовать дуге падающего объекта, это называется орбитальной скоростью, и объект не ударится о землю.
Редактировать 4 года спустя, чтобы подумать о солнечном парусе
Если бы у вас был почти бесконечный запас топлива, и вы продолжали бы удаляться от Земли со скоростью 1 миля в час, да, вы могли бы убежать. Вы можете сделать это с солнечным парусом. Есть несколько проблем с использованием паруса вблизи Земли, но если вы начнете с высокой стабильной орбиты, вы можете легко расширяться до побега. Следует отметить, что при использовании солнечного паруса по мере удаления от Земли ваша скорость будет увеличиваться, если только вы не понизите эффективность паруса. Другими словами, если вы начали с солнечного паруса, чтобы получить тягу 1 миля в час, вам нужно было бы работать, чтобы поддерживать эту скорость, иначе вы вскоре будете двигаться быстрее.
$\endgroup$
0
$\begingroup$
Глядя на это с другой стороны, рассмотрим концепцию гравитационных колодцев. Гравитационный колодец, конечно, не является «настоящим», физическим колодцем, но это часто используемая метафора для описания того, сколько энергии требуется, чтобы уйти от гравитационного эффекта тела, и она обеспечивает достаточно прямой способ отвечая на ваш вопрос. (Любители космоса, потерпите меня ниже; это задумано как объяснение, а не лекция по физике и астрономии университетского уровня.)
Если вы находитесь на дне гравитационного колодца или около него (скажем, на поверхности Земли) и хотите выбраться из этого колодца, у вас есть два варианта. Либо очень быстро поднимайтесь на короткое расстояние (это подход, используемый для отрыва от поверхности Земли по причинам, указанным в других ответах), либо медленно поднимайтесь на гораздо большее расстояние (это работает, когда вы находитесь достаточно далеко от тела, образующего гравитацию, так что преобладающие гравитационные силы, действующие на вас, малы или пренебрежимо малы). Каждый взгляд на это представляет одно и то же: вы предоставляете некоторый вид энергии, обычно в виде топлива, которое используется, чтобы подняться на «бок» гравитационного колодца. Энергия, поступающая на вход, становится потенциальной по мере того, как вы поднимаетесь дальше от поверхности, и в какой-то момент ваша потенциальная энергия превышает гравитационное притяжение в той точке тела, которая образует гравитационный колодец; вы «продолжаете движение по касательной» и двигаетесь прямо от этой точки вперед, а не по кривой гравитационного колодца. Как только это произойдет, вы достигнете скорости убегания от этого тела.
Если вы не поднимаетесь достаточно далеко для своей скорости набора высоты в момент прекращения активного набора высоты, то, когда вы прекращаете набор высоты (допустим, вы не можете ни за что ухватиться, потому что в космосе не за что держаться) вы упадет обратно к телу, образующему гравитационный колодец, из которого вы пытаетесь выбраться; вы не достигли космической скорости.
Конечно, в любой точке обычно приходится бороться с несколькими гравитационными силами. Однако один из них проецирует на вас более сильную силу, чем другие; это концепция сферы влияния. Рядом с Землей (да, это определенно включает в себя низкую околоземную орбиту) доминирует земная гравитация; совершите путешествие к Луне, и ее гравитация будет проявлять большую силу, как только вы пройдете точку Лагранжа L1 системы Земля-Луна.
«Глубина» самотечной скважины часто определяется как ее скорость убегания в км/с или каким-либо другим удобным способом измерения скорости, измеренной на дне скважины. Следовательно, глубина земного гравитационного колодца составляет приблизительно 11,2 км/с, что является скоростью убегания на поверхности Земли. Википедия дает скорость убегания на высоте 9000 км над поверхностью Земли как 7,1 км / с, но, как мы видели в других ответах, достижение высоты 9000 км над самой поверхностью требует много энергии, что сводит на нет выигрыш от более низкой «абсолютной» скорость, необходимая для освобождения от земного притяжения.
$\endgroup$
$\begingroup$
, чтобы поддерживать скорость 1 милю в час достаточно долго, чтобы убежать, человек ускоряется примерно на 34 фута в секунду в секунду (1,46 фута в секунду над гравитацией) прямо вверх. Чтобы выбраться за пределы сферы холма (и в «солнечное пространство», а не в «земное пространство»), вам потребуется 107 лет непрерывного ускорения 1,05G.
Так что в теории да, но на практике delta-V делает это безумно дорого.
$\endgroup$
5
$\begingroup$
То, что каждый, кто привык думать о ракетах, считает само собой разумеющимся, но может быть интуитивно непонятно: Каждый грамм топлива, сожженного для противодействия гравитации, — это грамм топлива, потраченного впустую. Подумайте о худшем случае: парите над работающим ракетным двигателем, мощности которого достаточно, чтобы удержать вас на плаву. Вы сжигаете топливо, никуда не уходя. Ваше предложение идти куда-то со скоростью 1 м/с немного лучше, но ненамного.
Отсюда непосредственно вытекает главный критерий эффективной стартовой траектории: Минимизируйте время разгона против силы тяжести, потому что вы могли бы достичь такого же ускорения плюс 9,81 м/с 2 с тем же топливом при боковом ускорении! Как только у стартующей ракеты появится хоть какая-то скорость, она начнет максимально наклоняться вбок. В идеале он с самого начала ускорял бы перпендикулярно гравитации , т.е. после подъема на самолете-носителе или на магнитной подушке на небесном теле без атмосферы.
Теперь, если вы не хотите противодействовать гравитации по причинам, изложенным выше, вам нужна скорость, чтобы выйти из гравитации. Направление не имеет значения, если только оно не приведет вас к встречному курсу. Теоретически, когда вы находитесь в космосе (без сопротивления), вы можете двигаться по спирали с небольшим, но непрерывным тангенциальным ускорением и медленно покидать гравитацию Земли, никогда не достигая скорости 11,2 км/с. Я предполагаю, что это был бы жизнеспособный вариант для зонда, оборудованного фотонным двигателем, уже находящегося в космосе, если он изначально медленнее, чем скорость убегания. (Фотонный привод может работать долго, потому что 9Энергия 0210 может транспортироваться или передаваться легче, чем реакционная масса .)
$\endgroup$
$\begingroup$
Да, можно.