Перша космічна швидкість - початок шляху у всесвіт
У полоні гравітації
Земля - будинок людства, його колиска. Але вона ж зовсім донедавна була і його темницею. Сила, яка сформувала його вигляд, - сила гравітації утримувала людини на планеті і не давала йому можливості відправитися до світів, сіявшім над його головою. Перша космічна швидкість до зовсім недавнього часу була для нього недосяжною.
Невблаганні закони
Якщо сильно кинути камінь, то швидкість його буде недостатньою для подолання земної гравітації, і вона врешті-решт притягне його до себе. Однак чим сильніше кидати уявний камінь, тим більше буде його швидкість, і тим більше вона буде врівноважувати силу земного тяжіння. Нарешті, настане момент, коли камінь почне як би нескінченно падати на Землю - їм буде досягнута перша космічна швидкість. Це можна пояснити, якщо прикріпити на мотузці вантаж і розкручувати його по колу. Мотузка буде грати роль сили тяжіння, що утримує вантаж від прямолінійного рівномірного руху і змушує його замість цього рухатися по колу з центром в руці, що тримає мотузку.
У нескінченному падінні
Оскільки небесні тіла володіють різною масою і щільністю, перша космічна швидкість біля поверхні кожного з них буде відрізнятися. Вона спрощено вираховується як квадратний корінь твори прискорення вільного падіння на радіус небесного тіла. Для Землі мінімальна швидкість початку руху тіла по орбіті навколо неї в земної поверхні становить 7,9 км / с. Чим більше висота над Землею, тим ця швидкість менше. При нескінченному падінні вагу тіла і всіх предметів, що знаходяться на ньому або в ньому дорівнює нулю- кажуть, що настає стан невагомості. При цьому, однак, маса предметів залишається незмінною.
Звільнення ракетою
Аж до середини 50-х років XX століття ні м'язова сила людини, ні енергія тварин, пара або двигуна внутрішнього згоряння не могли розігнати рухомі ними апарати до відповідної швидкості. Однак ще наприкінці XIX століття російським винахідником і вченим-самоучкою Костянтином Ціолковським було математично доведено, що перша космічна швидкість орбітального польоту може бути досягнута літальним апаратом, що використовують для руху реактивну тягу, тобто ракетою. Чим потужніше буде її двигун, чим краще паливо і чим легше конструкція, тим більших швидкостей можна досягти.
У ближньому космосі ...
Вперше в історії людства перша космічна швидкість була повідомлена найпростішого супутника міжконтинентальної балістичної ракетою Р-7, створеними в СРСР. День запуску першого супутника - 4 жовтня 1957 - вважається першим днем Космічної Ери людства. На сьогоднішній день на навколоземній орбіті знаходиться більше 10 тисяч діючих і непрацюючих космічних апаратів, ракетних ступенів, вузлів і частин, а також космічного сміття. Вага найменшого супутника ледве дотягує до 10 кг, вага найбільшого - Міжнародної космічної станції - перевищує 417 тонн.
...і в космосі далекому
Якщо збільшувати орбітальну швидкість до тих пір, поки замкнутий еліпс навколоземної орбіти чи не перетвориться в параболу або гіперболу по відношенню до Землі, то космічний апарат придбає другу космічну швидкість, ідентичну тій, з якою відбувається рух планет та інших небесних тіл навколо Сонця. У цьому випадку космічний апарат перейде на орбіту штучного супутника Сонця. Подальше збільшення швидкості перевищить гравітаційне тяжіння нашої зірки, і космічний апарат, придбавши третю космічну швидкість, відправиться в міжзоряний подорож, звертаючись навколо центру нашої галактики Чумацький Шлях.
