Escape Velocity (Français)
Au début de 2018, Elon Musk a fait les gros titres en lançant son Tesla Roadster dans l’espace, jouant « Starman” de David Bowie à répétition alors qu’il effectuait son lent voyage dans l’espace. Ce fut un plaisir de coup de publicité. Mais comment le Roadster est arrivé dans l’espace est une histoire encore plus cool.
le Roadster a fait un tour sur la dernière fusée SpaceX, le Falcon Heavy, alors qu’il effectuait son voyage inaugural dans l’espace. Au moment de son lancement, la Falcon Heavy était la fusée opérationnelle la plus puissante au monde (mais pas dans l’histoire).
le Saviez-vous?,
le Falcon Heavy pèse près de 1,5 million de kilogrammes!
Comment avez-vous lancer quelque chose dans l’espace?
vous vous demandez peut-être à quel point il est difficile de lancer quelque chose d’aussi grand. Comment rapide est-il besoin d’aller?, Étonnamment, obtenir quoi que ce soit dans l’espace profond (au—delà de l’orbite terrestre) de la surface de la Terre—le Falcon Heavy, un Roadster ou même une base-ball-nécessite la même vitesse de lancement. Cette vitesse est appelée vitesse d’échappement, car c’est juste assez de vitesse pour échapper à l’attraction gravitationnelle de la Terre.
Mais pourquoi la vitesse d’évasion de la même, peu importe la masse de l’objet? La raison en est que la masse et la vitesse d’échappement ne sont pas liées. Par exemple, disons que vous vouliez parcourir 100 km en une heure. Peu importe si vous conduisiez une petite voiture ou un gros camion de transport., Vous devrez toujours conduire à une vitesse de 100 km/h pour atteindre cet objectif.
Alors, quelle est exactement la vitesse d’évasion de la surface de la Terre? C’est un énorme 11.2 km/S (kilomètres par seconde). C’est plus de 40 000 km/h. à cette vitesse, vous pourriez voyager du pôle Nord au pôle Sud en environ 21 minutes!
alerte D’erreur
aller dans L’espace par rapport à la vitesse D’échappement
La plupart des satellites et des engins spatiaux envoyés dans l’espace n’atteignent pas la vitesse d’échappement!, L’espace est généralement considéré comme commençant à une altitude de 100 km (c’est ce qu’on appelle la ligne Kármán). Si une fusée va assez vite et assez haut pour entrer dans l’espace, mais n’atteint pas la vitesse d’évasion, il entrera en orbite autour de la Terre. La Station spatiale internationale et de nombreux satellites orbitent autour de la Terre.
comment calculez-vous la vitesse d’échappement?
la vitesse d’échappement dépend d’un certain nombre de facteurs. Prenons un peu de recul pendant un moment., Les scientifiques ont déterminé que la vitesse d’échappement pour tout objet de grande taille (comme une planète ou une étoile) peut être calculée à partir de l’équation suivante:
ve = √(2GM/r)
La M dans l’équation représente la masse de la planète., Les planètes avec plus de masse sont plus difficiles à échapper que les planètes avec moins de masse. En effet, plus une planète a de masse, plus sa force de gravité est forte. Par exemple, lorsque vous regardez des images d’astronautes sautant sur la Lune, cela semble sans effort. En effet, la masse de la Lune (et donc sa gravité) est bien inférieure à celle de la Terre.
Le saviez-vous?
en 2019, seuls 24 humains ont atteint la vitesse de fuite. Ce sont les équipages des missions Apollo qui ont volé vers la Lune entre 1968 et 1972.,
Le r dans l’équation représente le rayon, qui est la distance entre le centre de la planète et l’objet qui tente de s’échapper. En d’autres termes, le rayon est la distance entre le centre de la planète et sa surface. Comme un objet s’éloigne de la planète, l’attraction gravitationnelle de la planète aura moins d’influence sur elle. Si l’objet se déplace assez loin, il ne ressent presque aucune attraction. Lorsque cela se produit, la vitesse d’échappement sera fondamentalement nulle!
enfin, le G dans l’équation est une constante., Plus précisément, C’est la constante universelle de la gravité de Newton. Pour le moment, tout ce que vous devez savoir, c’est que nous avons besoin de cette constante pour faire fonctionner l’équation. G est approximativement égal à 6,67 × 10-11 mètres3 / (kg) (seconde)2.
maintenant, branchons quelques chiffres pour déterminer la vitesse d’échappement de la surface de la Terre. Pour M, nous utilisons la masse de la Terre, qui est d’environ 5,97 × 1024 kg.
Pour r, puisque nous calculons la vitesse d’échappement de la surface de la Terre, nous pouvons utiliser le rayon de la Terre, qui est d’environ 6,37 × 106 M.,
Nous pouvons maintenant calculer la vitesse de libération de la Terre:
version Infographie – texte
La vitesse D’échappement est égale aux racines carrées de 2GM sur r, ce qui équivaut à la racine carrée de 2 fois 6,67 fois dix à moins onze fois 5,97 fois dix à vingt-quatrième sur 6 378 000, ce qui équivaut à environ 11,2 kilomètres par seconde.,
Vous pouvez calculer la vitesse d’échappement de n’importe quel corps dans l’espace tant que vous connaissez son rayon et sa masse. Par exemple, en utilisant l’équation ci-dessus, nous pouvons calculer la vitesse d’échappement de la Lune. De son équateur, la Lune a un rayon de 1 738 km. Il a également une masse estimée à 7,342 × 1022 kg. Cela signifie que la vitesse d’échappement de la Lune est de 2,38 km/s. c’est beaucoup moins que les 11,2 km/S nécessaires pour quitter la Terre. À l’avenir, peut-être que les fusées seront construites et décolleront de la Lune plutôt que de la Terre!,
Infographie – version texte
La vitesse d’échappement de Mars est de 4,25 km.s. La vitesse D’échappement de la Terre est de 11,19 km/s. La vitesse d’échappement de Vénus est de 10,36 km/s. La vitesse d’échappement de Mars est de 5,03 km/s. La vitesse d’échappement de Saturne est de 36,09 km/s. La vitesse D’échappement D’Uranus est de 21,38 km/s. La vitesse,
Nous avons eu un premier aperçu de la science de la fusée nécessaire pour obtenir le Falcon Heavy (et un Roadster jouant David Bowie) dans l’espace. Tout ce que nous devons faire est d’accélérer la fusée à 11,2 km/S et de la pointer vers le haut. Comme le savent bien les scientifiques et les ingénieurs de SpaceX, l’accélération et le pointage des fusées sont la partie la plus difficile!
le Saviez-vous?
en 2019, La fusée la plus puissante jamais fabriquée était la Saturn V de la NASA. c’était la fusée utilisée pour amener les astronautes sur la Lune dans les années 1960 et 1970.