¿Cuál es la altitud mínima para que las naves espaciales alcancen la velocidad de escape?

La velocidad de escape es la velocidad mínima requerida para abandonar un cuerpo (generalmente un planeta o luna) sin necesidad de energía adicional. Un cohete que apunta al espacio, no necesita velocidad de escape, para escapar, porque un cohete sigue disparando su motor de cohete, y de esta manera sigue acelerando, o al menos mantiene la misma velocidad. Un cohete podría escapar de la Tierra yendo a 1 km / h, siempre que tenga suficiente combustible.

Solo si no tiene más energía para usar , necesita esta velocidad para escapar. Si desea hacer que una roca escape de la tierra, tendría que tirarla (después de lo cual no tiene ninguna forma de propulsarse más) con una velocidad de escape de aproximadamente 11 km / seg, para que nunca llegue espalda.

Nota al margen 1: En el ejemplo del lanzamiento de la roca, no tomamos en cuenta la resistencia aerodinámica … En realidad, la velocidad que lanzarías alcanza lo suficiente para que se queme, antes de que alcance la velocidad de escape.

nota al margen 2: La velocidad de escape depende directamente y solo de la atracción gravitacional, que depende directamente de la masa del cuerpo cerca de donde se encuentre y de qué tan cerca esté de él. En un planeta más grande, la velocidad de escape es más alta, pero cuanto más alto esté sobre el planeta su superficie, menor será la velocidad de escape. Entonces, si arrojas tu piedra mientras ya estás en el espacio, sería un poco más fácil …

¡No hay altitud mínima! La única razón para subir alto cuando vas rápido es reducir la resistencia del aire.

En un cuerpo sin aire como la luna, si aceleras hacia arriba (la velocidad de escape de la luna) y estás apuntando a cualquier parte del cielo, saldrás de la luna. La dirección y la altitud no importan.

Creo que hay una buena explicación de esto en la primera parte de la novela de 1952 de Heinlein “The Rolling Stones”.

Cualquier altitud está bien … excepto por dos cosas.

  • Si hay atmósfera a tu alrededor, perderás algo de tu velocidad antes de escapar.
  • La velocidad de escape depende de su altitud, es más a altitudes más bajas, por lo que, en teoría, es más fácil alcanzar la velocidad de escape desde gran altitud. En la práctica, la diferencia es pequeña para cualquier altitud sobre la superficie de la Tierra que podamos alcanzar con un avión o la cima de una montaña, y comenzar desde el nivel del suelo es mucho más conveniente.

A una altitud infinita, la velocidad de escape es cero.

A altitud cero (superficie de la tierra), la velocidad de escape es de 11 km / s. (pero vea la nota a continuación)

A una altitud intermedia, la velocidad de escape está entre cero y 11 km / s.

Nota: 11 km / s es un escape de la tierra pero no del sistema solar.

No hay requisitos de altitud en la definición de la velocidad de escape, pero si el cohete no se ha elevado por encima de la atmósfera sensible, habrá un arrastre adicional que, si no se compensa con un empuje continuo para mantener la velocidad (de escape) alcanzada, habrá ser una pérdida de velocidad