Fluchtgeschwindigkeit
Die Fluchtgeschwindigkeit oder Entweichgeschwindigkeit ist die minimale Geschwindigkeit, die ein unbeschleunigtes Objekt benötigt, um das Gravitationsfeld eines Himmelskörpers verlassen zu können.
Wirft oder schießt man auf der Erde einen Gegenstand nach oben, so erreicht er eine bestimmte Höhe und fällt dann wieder auf die Erde zurück. Je höher die Anfangsgeschwindigkeit des Objekts ist, desto größer ist die erzielte Höhe. Dies gilt, solange die Anfangsgeschwindigkeit kleiner als die Fluchtgeschwindigkeit der Erde ist.
Schießt man ein Objekt mit mindestens der Fluchtgeschwindkeit nach oben, so reicht die Schwerkraft der Erde nicht aus, um das Objekt vollständig abzubremsen. Das Objekt wird sich für immer von der Erde entfernen.
Was für die Erde gilt, gilt auch für alle anderen Himmelskörper. Die Fluchtgeschwindigkeit von der Oberfläche der einzelnen Himmelskörper hängt dabei von ihrer Masse und ihrer Größe ab.
Einige Fluchtgeschwindigkeiten:
| Himmelskörper | Fluchtgeschwindigkeit am Äquator (in km/s) |
|---|---|
| Merkur | 4,3 |
| Venus | 10,2 |
| Erde | 11,2 |
| Mond | 2,3 |
| Mars | 5,0 |
| Jupiter | 59,6 |
| Saturn | 35,5 |
| Uranus | 21,3 |
| Neptun | 23,3 |
| Pluto | 1,1 |
Für die Fluchtgeschwindigkeit v gilt:
wobei γ die Gravitationskonstante, M die Masse des Planeten und r der Planetenradius bzw. Abstand vom Mittelpunkt ist.
Für Satelliten auf einer kreisförmigen Bahn gilt: Die Fluchtgeschwindigkeit ist √2 Mal so groß wie ihre Bahngeschwindigkeit.
Kosmische Geschwindigkeiten:
- Als erste kosmische Geschwindigkeit bezeichnet man die Geschwindigkeit, die benötigt wird, um eine erdnahe Umlaufbahn zu erreichen. Sie beträgt 7,9 km/s.
- Die zweite kosmische Geschwindigkeit muss erreicht werden, wenn man das Gravitationsfeld der Erde verlassen möchte. Dafür sind 11,2 km/s nötig.
- Damit ein von der Erde gestartetes Objekt das Sonnensystem verlassen kann, muss es die dritte kosmische Geschwindigkeit, 16,7 km/s erreichen.
- Die vierte kosmische Geschwindigkeit ist schließlich nötig, um auch die Galaxie zu verlassen. Dafür wären 129 km/s nötig.