这个问题是基于一个对逃逸速度的常见误解。
逃逸速度是指物体在没有额外力(如推进器)的情况下,能够超过重力的速度。“逃逸速度”的概念决定了一个未推进物体在重力减速的情况下飞行的速度。这个理论认为,物体会不断减速,但随着物体越来越远,引力会不断减弱。以逃逸速度,速度会在无限远的地方达到零。
它不是要脱离地球表面,而是要脱离地球引力。月球在地球的引力范围内(如果不是,它就不会绕地球运行)。
阿波罗11号不需要足够的速度来很好地逃离地球的重力。它只需要足够的速度爬升到足够高的高度,进入月球的引力井。
燃料是昂贵的。我们设计的宇宙飞船不需要不断地点燃引擎和燃烧燃料,而是短时间地点燃引擎为宇宙飞船提供正确的动能让自然轨道力学把宇宙飞船带到我们想去的地方。物体的动能等于其重力势能的速度为:
重新整理求解速度(v),得到:
G是引力常数(6.67E-11), M是地球的质量(5.97E24), r是地球的半径(6378100)。这使我们在地球表面的逃逸速度达到11,179米/秒(36,678英尺/秒)。阿波罗11号的最高速度实际上非常接近这个速度。它的最大速度是11032米/秒。要达到这个速度,需要一枚携带350万升燃料的火箭。这相当于1。4个奥运游泳池的水量。
这个速度改变我们远离地球的中心(注意,更大的“r”(从地球的中心半径矢量)的方程,速度将越低),因为重力会削弱我们远离地球质量的中心。