Velocidade de Escape
no início de 2018, Elon Musk fez manchetes, lançando seu Tesla Roadster para o espaço, interpretando “Starman” de David Bowie em repetição, como ele fez sua jornada lenta através do espaço. Isto foi um golpe publicitário divertido. Mas como o Roadster chegou ao espaço é uma história ainda mais fixe.
O Roadster fez uma viagem no mais novo foguete SpaceX, o Falcão pesado, como fez sua viagem inaugural para o espaço. Na época de seu lançamento, o “Falcon Heavy” era o foguete operacional mais poderoso do mundo (embora não na história).
você sabia?,o Falcão pesado pesa quase 1,5 milhões de kg!
como você lança algo para o espaço?
você pode estar se perguntando sobre o quão difícil é lançar algo tão grande. A que velocidade precisa de ir?, Surpreendentemente, obter qualquer coisa no espaço profundo (além da órbita da Terra) a partir da superfície da Terra—O Falcão pesado, um Roadster, ou mesmo uma bola de beisebol—requer a mesma velocidade de lançamento. Esta velocidade chama-se Velocidade de escape, já que é velocidade suficiente para escapar da força gravitacional da Terra. mas porque é que a velocidade de escape é a mesma, independentemente da massa do objecto? A razão é que a massa e a velocidade de escape não estão relacionadas. Por exemplo, digamos que você queria dirigir 100 km em uma hora. Não importaria se você estivesse dirigindo um carro pequeno ou um grande caminhão de transporte., Você ainda precisa dirigir a uma velocidade de 100 km / h para atingir este objetivo.então, qual é exactamente a velocidade de escape da superfície da Terra? É um pico de 11,2 km / s (quilómetros por segundo). Isso é mais de 40 000 km / h. A essa velocidade, você poderia viajar do Pólo Norte para o Pólo Sul em cerca de 21 minutos!
alerta de equívoco
indo para o espaço vs. velocidade de Escape
A maioria dos satélites e naves espaciais enviados para o espaço não atingem a velocidade de escape!, O espaço é geralmente considerado para começar a uma altitude de 100 km (isto é conhecido como a linha Kármán). Se um foguete for rápido o suficiente e alto o suficiente para entrar no espaço, mas não atingir a velocidade de escape, ele entrará em órbita em torno da Terra. A Estação Espacial Internacional e muitos satélites orbitam a Terra.
como calcular a velocidade de escape?
a velocidade de Escape depende de uma série de factores. Vamos dar um passo atrás por um momento., Os cientistas determinaram que a velocidade de escape para qualquer objeto grande (como um planeta ou estrela) pode ser calculado a partir da equação a seguir:
ve = √(2GM/r)
O M na equação representa a massa do planeta., Planetas com mais massa são mais difíceis de escapar do que planetas com menos massa. Isto porque quanto mais massa um planeta tem, mais forte é a sua força de gravidade. Por exemplo, quando você vê imagens de astronautas pulando na Lua, parece sem esforço. Isto porque a massa da lua (e, portanto, sua gravidade) é muito menor que a da Terra.
você sabia?a partir de 2019, apenas 24 humanos atingiram a velocidade de escape. Eles foram as tripulações das missões Apollo que voaram para a Lua entre 1968 e 1972.,
a r na equação representa raio, que é a distância entre o centro do planeta e o objeto que está tentando escapar. Em outras palavras, raio é a distância entre o centro do planeta e sua superfície. À medida que um objeto se afasta do planeta, a força gravitacional do planeta terá menos influência sobre ele. Se o objeto se move para longe o suficiente, ele quase não sente atração. Quando isso acontecer, a velocidade de escape será basicamente zero!
finalmente, o G na equação é uma constante., Especificamente, é a constante universal de gravidade de Newton. De momento, tudo o que precisas de saber é que precisamos desta constante para fazer a equação funcionar. G é aproximadamente igual a 6,67 × 10-11 metres3 / (kg) (segundo) 2.agora, vamos ligar alguns números para determinar a velocidade de escape da superfície da Terra. Para M, usamos a massa da Terra, que é de aproximadamente 5,97 × 1024 kg.
Para r, uma vez que estamos a calcular a velocidade de escape da superfície da Terra, podemos usar o raio da Terra, que é de aproximadamente 6.37 × 106 m.,
agora podemos calcular a velocidade de escape para o Terra:
Infográfico Versão de Texto
velocidade de Escape é igual a raiz quadrada da 2GM sobre r, que é igual a raiz quadrada de 2 vezes 6.67 vezes dez a menos onze vezes 5.97 vezes dez a vinte quarta mais de 6 378 000, o que equivale a aproximadamente 11,2 quilômetros por segundo.,
pode calcular a velocidade de escape de qualquer corpo no espaço, desde que saiba o seu raio e a sua massa. Por exemplo, usando a equação acima, podemos calcular a velocidade de escape da lua. A partir de seu Equador, a Lua tem um raio de 1738 km. Tem também uma massa estimada de 7,342 × 1022 kg. Isto significa que a velocidade de escape Da Lua é de 2,38 km/s. Isso é muito menos do que os 11,2 km/s que leva para sair da Terra. No futuro, talvez os foguetes sejam construídos e decolem da lua e não da Terra!,
a velocidade de escape de Marte é de 4,25 km.s. A velocidade de escape da Terra é 11.19 km/s. A velocidade de escape de Vênus é de 10,36 km/s. A velocidade de escape da superfície de Marte é 5.03 km/s. A velocidade de escape de Saturno é 36.09 km/s. A velocidade de escape de Urano é 21.38 km/s. A velocidade de escape de Netuno é 23.56 km/s. A velocidade de escape de Júpiter é 60.20 km/s.,
tivemos um primeiro vislumbre da ciência de foguetes necessária para colocar o Falcão pesado (e um Roadster interpretando David Bowie) no espaço. Tudo o que temos de fazer é acelerar o foguete para 11,2 km/s e apontá-lo para cima. Como os cientistas e engenheiros da SpaceX bem sabem, aceleração e apontar os foguetes são a parte mais difícil!
você sabia?
A partir de 2019, o foguete mais poderoso já feito foi o Saturno V. foi o foguete usado para levar astronautas para a lua nas décadas de 1960 e 1970.