С какой скоростью летит земля в космосе: С какой скоростью летит Земля в космосе и как это сказывается на нас |

Содержание

Космические скорости: насколько быстро нужно лететь, чтобы покинуть Землю, планетную систему и галактику?

Несмотря на то, что отечественная космонавтика переживает не лучшие, мягко говоря, времена, космосом на сегодняшний день интересуется все больше людей разного возраста и уровня образования. Усилиями частных инвесторов и популяризаторов науки пространство за пределами нашей планеты становится все более интересным, доступным и понятным, привлекая любознательных граждан к получению новых знаний.

Яблык в Telegram и YouTube. Подписывайтесь!

В этом материале мы кратко, избегая сложных пояснений и формулировок, расскажем о космических скоростях, которые необходимы для преодоления гравитационных полей астрономических объектов. В новостных сюжетах мы часто слышим такое словосочетание, как «первая (вторая, третья, четвертая) космическая скорость», однако далеко не каждый обыватель понимает о каких скоростях идет речь и как их определяют.

♥ ПО ТЕМЕ: Как хорошо выглядеть на любом фото: 5 простых советов.

Что такое космическая скорость

Космическими скоростями в космонавтике (речь идет не только о пилотируемых полетах, но для удобства мы будем называть все запуски искусственных космических аппаратов космонавтикой) пользуются для расчета минимально необходимой скорости для:

1. Выхода космических аппаратов на орбиту Земли;
2. Выхода космических аппаратов за пределы гравитационного поля Земли;
3. Выхода космических аппаратов за пределы Солнечной системы;
4. Выхода космических аппаратов за пределы галактики Млечный Путь.

Естественно, формулы расчета космических скоростей применимы не только к нашей планете, но и к любому другому объекту Вселенной, однако мы рассмотрим лишь актуальные для земных космических аппаратов значения.

♥ ПО ТЕМЕ: Что такое карат? Как определить вес драгоценного камня и пробу золота в каратах.

Первая космическая скорость — 7,9 км/сек

Чтобы вращаться на орбите Земли, спутнику необходимо иметь первую космическую или круговую скорость, которая для нашей планеты равна примерно 7,9 км/сек. В этом случае объект на орбите будет удерживать сила, называемая в народе центробежной, а движение Земли и сила притяжения не позволят спутнику покинуть гравитационное поле планеты.

Отсюда следует довольно интересное и простое умозаключение: что будет если в формуле расчета первой космической скорости (V1 = (GM/R) в степени 1/2, где M — масса объекта, R — радиус, а G — гравитационная постоянная) поиграть с цифрами и подставить данные, которые определят первую космическую скорость для выдуманного нами объекта, как равную скорости света (чуть менее 300 000 км/сек)?

Мы получим объект огромной массы и малого радиуса, на который свет может падать, но покинуть его гравитационное поле фотоны уже не в состоянии, ведь для этого нужна вторая космическая скорость, которая в данном случае будет превышать скорость света, что невозможно в известной нам Вселенной. Это есть объект, о котором слышал каждый и который астрофизики называют «черной дырой».

♥ ПО ТЕМЕ: БелАЗ-75710: 1 300 литров топлива на 100 км и другие 7 фактов о лучшем самосвале мира из Беларуси.

Вторая космическая скорость — 11,2 км/сек

В 1959 году в СССР состоялся запуск автоматической межпланетной станции Луна-1 — первого искусственного объекта, покинувшего гравитационное поле Земли и ставшего спутником Солнца. Для этого аппарату пришлось разогнаться до второй космической скорости (она же скорость убегания), которая для Земли составляет порядка 11,2 км/сек. Покинув Землю на такой скорости, объект выходит на параболическую орбиту, которая при условии отсутствия других тел во Вселенной позволила бы ему бесконечно далеко удалиться от планеты.

♥ ПО ТЕМЕ: Как появились названия брендов: Ikea, Lego, Pepsi, Reebok, Skype, Sony, Canon, Google — 16 историй о происхождении названий известных компаний.

Третья космическая скорость — 16,6 км/сек

Определить точное значение третьей космической скорости невозможно, так оно может колебаться в довольно широком диапазоне. Имеет значение угол направления запуска к траектории движения Земли по орбите и контакт с гравитационными полями других планет, которые могут как ускорять, так и притормаживать КА. Минимальное значение третьей космической скорости оценивается как 16,6 км/сек.

♥ ПО ТЕМЕ: 70 интересных фактов об IT-технологиях.

Четвертая космическая скорость — 400-600 км/сек

Редко употребляемый термин ввиду недосягаемости определяемых им величин для нашей космонавтики в обозримом будущем. Четвертая космическая скорость подразумевает вылет КА за пределы галактики, что в принципе невозможно при текущем и ожидаемом уровне развития технологий. Учитывая, что наша Солнечная система вращается вокруг галактического центра со скоростью около 220 км/сек, примерную расчетную скорость искусственного аппарата для вылета за пределы Млечного Пути можно определить как 400-600 км/сек.

Смотрите также:

Первый велосипед: история создания, эволюция конструкции (фото).
Корабль в бутылке: как засовывают, где купить.
7 известных символов, о происхождении которых вы могли не знать.

Пожалуйста, оцените статью

Средняя оценка / 5. Количество оценок:

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

12 июля 2022

Метки: Удивительный мир.

его скорость в 27 раз превышает скорость звука

Этот космический камень, размером с синего кита, приблизится к нашей планете со скоростью 33 000 км/час.

С какой скоростью движется Земля?

Новое покадровое видео Земли объединяет 3000 изображений с камеры EPIC спутника DSCOVR, чтобы показать год вращения Земли, видимый с расстояния в миллион миль.
(Изображение предоставлено НАСА Годдардом через YouTube)

Землянину легко поверить, что мы стоим на месте. В конце концов, мы не чувствуем, что мчимся сквозь пространство. И все же мы.

Итак, с какой скоростью Земля движется вокруг Солнца?

Некоторые из первых астрономов в истории человечества предположили, что мы живем в геоцентрической вселенной, в которой Земля находится в центре всего. По их мнению, солнце вращалось вокруг нас, что вызывало восходы и закаты — то же самое касается движения луны и планет. Но даже тогда были некоторые вещи, которые не совсем соответствовали этим теориям. Например, иногда планета отступала в небе, прежде чем возобновить свое поступательное движение.

Теперь мы знаем, что это возвратно-поступательное движение, которое называется ретроградным движением, происходит, когда Земля «догоняет» другую планету на своей орбите. Например, Марс вращается дальше от Солнца, чем Земля. Итак, в какой-то момент на соответствующих орбитах планет Земля догоняет Красную планету и проходит мимо нее. Когда мы проходим мимо Марса, он движется по небу назад, а после того, как мы прошли, снова движется вперед.

Связанный: Насколько велика Земля?

Еще одна причина, по которой люди начали осознавать, что мы, возможно, не являемся центром вселенной, связана с параллаксом или очевидным изменением положения звезд относительно друг друга. Для простого примера параллакса поднесите указательный палец к лицу на расстоянии вытянутой руки. Смотрите на него только левым глазом, закрыв правый глаз. Затем закройте правый глаз и посмотрите на палец левым. Видимое положение пальца меняется. Это потому, что ваши левый и правый глаза смотрят на палец под немного разными углами.

То же самое происходит и на Земле, когда мы смотрим на звезды. Нам требуется около 365 дней, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Если мы посмотрим на звезду (находящуюся относительно близко от нас) летом и снова посмотрим на нее зимой, ее видимое положение на небе изменится, потому что мы находимся в разных точках нашей орбиты. Мы видим звезду с разных точек обзора. С помощью простых вычислений, используя параллакс, мы также можем определить расстояние до этой звезды.

Как быстро мы крутимся?

Вращение Земли постоянно, но скорость зависит от того, на какой широте вы находитесь. Вот пример. По данным НАСА, окружность (расстояние вокруг самой большой части Земли) составляет примерно 24 898 миль (40 070 километров). (Эта область также называется экватором.) Если вы считаете, что день длится 24 часа, вы делите длину окружности на продолжительность дня. Это дает скорость на экваторе около 1037 миль в час (1670 км/ч).

Связанный: Посмотрите потрясающие снимки Земли из космоса

Однако на других широтах вы будете двигаться не так быстро. Если мы переместимся на полпути вверх по земному шару до 45 градусов широты (северной или южной), вы вычислите скорость, используя косинус (тригонометрическую функцию) широты. Хороший научный калькулятор должен иметь доступную функцию косинуса, если вы не знаете, как ее вычислить. Косинус числа 45 равен 0,707, поэтому скорость вращения под углом 45 градусов составляет примерно 0,707 x 1037 = 733 мили в час (1180 км/ч). Эта скорость уменьшается больше, чем дальше на север или юг. К тому времени, как вы доберетесь до Северного или Южного полюсов, ваше вращение действительно будет очень медленным — вам потребуется целый день, чтобы вращаться на месте.

Космические агентства любят использовать вращение Земли. Например, если они отправляют людей на Международную космическую станцию, предпочтительное место для этого — близко к экватору. Вот почему грузовые миссии на Международную космическую станцию, например, стартуют из Флориды. Делая это и запуская в том же направлении, что и Земля, ракеты получают ускорение, чтобы помочь им лететь в космос.

С какой скоростью Земля вращается вокруг Солнца?

Вращение Земли, конечно, не единственное движение в космосе. По словам Корнелла, наша орбитальная скорость вокруг Солнца составляет около 67 000 миль в час (107 000 км/ч). Мы можем вычислить это с помощью базовой геометрии.

Во-первых, мы должны выяснить, как далеко летит Земля. Земле требуется около 365 дней, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Орбита представляет собой эллипс, но для упрощения математики допустим, что это круг. Итак, орбита Земли — это длина окружности. По данным Международного союза астрономов, расстояние от Земли до Солнца, называемое астрономической единицей, составляет 92 955 807 миль (149 597 870 километров). Это радиус ( r ). Длина окружности равна 2 x π x r . Таким образом, за год Земля проходит около 584 миллионов миль (940 миллионов километров).

Поскольку скорость равна расстоянию, пройденному за время, скорость Земли рассчитывается путем деления 584 миллионов миль (940 миллионов километров) на 365,25 дней и деления результата на 24 часа, чтобы получить мили в час или километры в час. Итак, Земля проходит около 1,6 миллиона миль (2,6 миллиона км) в день, или 66 627 миль в час (107 226 км/ч).

Связанный: Как быстро распространяется свет?

Как движутся Солнце и галактика?

Солнце имеет собственную орбиту в Млечном Пути. Солнце находится примерно в 25 000 световых лет от центра галактики, а Млечный Путь имеет диаметр не менее 100 000 световых лет. По данным Стэнфордского университета, мы находимся примерно на полпути от центра. Солнце и Солнечная система движутся со скоростью 200 километров в секунду, или со средней скоростью 448 000 миль в час (720 000 км/ч). Даже при такой высокой скорости Солнечной системе потребовалось бы около 230 миллионов лет, чтобы пройти весь Млечный Путь.

Млечный Путь тоже движется в пространстве относительно других галактик. Примерно через 4 миллиарда лет Млечный Путь столкнется со своим ближайшим соседом, галактикой Андромеды. Эти двое мчатся навстречу друг другу со скоростью около 70 миль в секунду (112 км в секунду).

Следовательно, все во вселенной находится в движении.

Что произойдет, если Земля перестанет вращаться?

Нет никаких шансов, что вас прямо сейчас выбросит в космос, потому что гравитация Земли настолько сильна по сравнению с ее вращательным движением. (Последнее движение называется центростремительным ускорением.) В самой сильной точке, находящейся на экваторе, центростремительное ускорение противодействует земному притяжению лишь примерно на 0,3 процента. Другими словами, вы этого даже не заметите, хотя на экваторе вы будете весить чуть меньше, чем на полюсах.

НАСА заявляет, что вероятность того, что Земля остановит свое вращение, «практически равна нулю» в течение следующих нескольких миллиардов лет. Теоретически, однако, если бы Земля вдруг перестала двигаться, был бы ужасный эффект. Атмосфера по-прежнему будет двигаться с первоначальной скоростью вращения Земли. Это означает, что с земли будет сметено все, включая людей, здания и даже деревья, верхний слой почвы и камни, добавили в НАСА.

Что, если бы процесс был более постепенным? По словам НАСА, это более вероятный сценарий на миллиарды лет, потому что Солнце и Луна тянут вращение Земли. Это даст людям, животным и растениям достаточно времени, чтобы привыкнуть к переменам. По законам физики самое медленное, что Земля может замедлить свое вращение, — это 1 оборот каждые 365 дней. Эта ситуация называется «солнечно-синхронной» и заставит одну сторону нашей планеты всегда быть обращенной к солнцу, а другую сторону постоянно отворачивать. Для сравнения: Луна Земли уже находится в синхронном с Землей вращении, когда одна сторона Луны всегда обращена к нам, а другая сторона противоположна нам.

Но вернемся на секунду к сценарию без вращения: если Земля полностью перестанет вращаться, возникнут и другие странные эффекты, заявило НАСА. Во-первых, магнитное поле, по-видимому, исчезнет, потому что считается, что оно частично создается вращением. Мы бы потеряли наши красочные полярные сияния, и радиационные пояса Ван Аллена, окружающие Землю, вероятно, тоже исчезли бы. Тогда Земля была бы обнажена перед яростью солнца. Каждый раз, когда он посылал выброс корональной массы (заряженных частиц) к Земле, он ударялся о поверхность и заливал все вокруг радиацией. «Это серьезная биологическая опасность», — заявили в НАСА.

Дополнительные ресурсы и чтение

«Спросите астронома» Корнельского университета: с какой скоростью Земля движется вокруг Солнца?
НАСА «Спросите космонавта»: какова скорость вращения Земли?

Библиография

New Scientist, «Как быстро вращается Земля?» https://www.newscientist.com/question/fast-earth-spin/ (открывается в новой вкладке)

Лаборатория реактивного движения НАСА, «Как быстро вы движетесь, когда сидите на месте?» 2007 г. https://nightsky.jpl.nasa.gov/docs/HowFast.pdf (открывается в новой вкладке)

Эта статья была обновлена 5 августа 2021 г. старшим писателем Space.com Челси Год. Эта статья была дополнительно обновлена участником Space.com Дорис Элин Уррутиа.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Элизабет Хауэлл, доктор философии, является штатным корреспондентом на канале космических полетов с 2022 года. Она была автором статей для Space.com (открывается в новой вкладке) в течение 10 лет до этого, с 2012 года. Репортажи Элизабет включают эксклюзив для Office вице-президента Соединенных Штатов, несколько раз выступая с Международной космической станцией, наблюдая за пятью запусками человека в космос на двух континентах, работая в скафандре и участвуя в имитации полета на Марс. Ее последняя книга «Почему я выше?» написана в соавторстве с астронавтом Дэйвом Уильямсом. Элизабет имеет докторскую степень. и магистр наук. получил степень бакалавра космических исследований в Университете Северной Дакоты, степень бакалавра журналистики в Карлтонском университете в Канаде и (скоро) степень бакалавра истории в Университете Атабаски. Элизабет также является инструктором по коммуникациям и естественным наукам с 2015 года. Элизабет впервые заинтересовалась космосом после просмотра фильма «Аполлон-13» в 19 лет.96, и все еще хочет когда-нибудь стать космонавтом. Мастодонт: https://qoto.org/@howellspace

Анимация бывшего ученого НАСА показывает, как Земля движется со скоростью 1,3 миллиона миль в час

Поскольку Земля вращается вокруг своей оси, она вращается вокруг Солнца, которое вращается вокруг центра Млечного Пути, который сам несется в космосе.
Простая анимация бывшего ученого НАСА Джеймса О’Донохью показывает, как быстро движутся все эти объекты.
Земля относительно медленная, но на фоне космического излучения мы летим сквозь космос. Мы просто не можем этого почувствовать, потому что наша скорость постоянна.
Посетите домашнюю страницу Business Insider, чтобы узнать больше.

LoadingЧто-то загружается.

Спасибо за регистрацию!

Получайте доступ к своим любимым темам в персонализированной ленте, пока вы в пути.

Вы этого не чувствуете, но мы летим сквозь космос со скоростью 1,3 миллиона миль в час.

Это потому, что Земля вращается вокруг Солнца, которое вращается вокруг центра галактики, которая несется сквозь космический ветер радиации, выпущенной во время Большого Взрыва.

Простая анимация, созданная ученым-планетологом Джеймсом О’Донохью, представляет все в перспективе.

«Люди часто говорят о том, что мы стоим на шаре (Земле), который вращается с огромной скоростью, и что этот шар вращается вокруг другого с еще большей скоростью. Иногда это распространяется на то, как быстро мы вращаемся вокруг центра нашего Млечного Пути. , — рассказал Business Insider в электронном письме О’Донохью, который раньше работал в НАСА, а сейчас работает в Японском агентстве аэрокосмических исследований или JAXA.

Он добавил: «Во всей путанице с большими числами и направлениями я просто хотел поместить всю эту информацию в контекст в одном кадре, чтобы люди могли понять, куда они направляются — и как быстро».

В левой части анимации числа обозначают скорость вращения Земли, ее орбиту вокруг Солнца, орбиту Солнечной системы вокруг центра Млечного Пути и галактику, летящую в космосе. Точки, движущиеся по правой стороне анимации, показывают, как быстро каждый объект перемещается на 150 километров.

Как видите, вращение Земли относительно медленное, в то время как Млечный Путь мчится сквозь пространство, преодолевая 600 километров (373 мили) в секунду.

Обычно, сказал О’Донохью, люди изображают скорость Млечного Пути тем, как быстро он приближается к ближайшей галактике Андромеды. Но это не обязательно лучшая точка сравнения.

«Существует так много галактик, движущихся с разными скоростями относительно нашей собственной, поэтому я решил пропустить этот шаг и сразу перейти к самой большой движущейся вещи, о которой я только мог подумать, — реликтовому излучению», — сказал О’Донохью, имея в виду космическому микроволновому фону. Это слабое излучение, оставшееся после Большого взрыва, заполняет все пространство.

«Измерения показывают, что он дует с определенного направления, вроде ветра», — добавил О’Донохью.

Самый старый свет во Вселенной, называемый космическим микроволновым фоном, наблюдаемый космическим телескопом «Планк».

Планковское сотрудничество / ЕКА

Но поскольку все это движется, скорость относительна.

Таким образом, хотя Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 66 600 миль в час, а Солнце вращается вокруг Млечного Пути со скоростью 514 500 миль в час, скорость нашей Солнечной системы относительно реликтового излучения составляет около 827 000 миль в час. Уменьшите масштаб еще больше, и вся наша галактика пронесется через реликтовое излучение со скоростью около 1,3 миллиона миль в час.

Конечно, в своей повседневной жизни на Земле вы не замечаете, что мы так быстро движемся.

Как сказал Илон Маск в Твиттере, это видео «дает понять, что вы можете ощущать только ускорение, а не скорость».

То есть вы чувствуете только изменение скорости. Когда вы находитесь в машине, даже если вы едете со скоростью 80 миль в час, вы не чувствуете этого движения. Конечно, вы можете наблюдать, как мир проносится мимо окна автомобиля, точно так же, как астрономы наблюдают за движением Земли, глядя в небо. Но вы замечаете скорость только тогда, когда кто-то нажимает на тормоз или на газ.