Astronomie

Puis-je quitter une planète sans atteindre la vitesse de fuite ?

Puis-je quitter une planète sans atteindre la vitesse de fuite ?



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Je sais que si vous dépassez la vitesse orbitale, vous ne retomberez jamais sur la planète. Ma question ne concerne pas les orbites. Il s'agit de propulsion par force brute pour atteindre l'altitude. J'utilise une vitesse intentionnellement lente pour aider à illustrer mon propos.

Imaginez que j'ai une fusée avec un stockage de carburant très efficace. Ma fusée peut stocker suffisamment d'énergie pour accélérer à 100 km/h peu de temps après avoir quitté le sol, et continuer à maintenir cette vitesse (100 km/h) pendant une très longue période.

Ma fusée monte tout droit. Il n'essaie pas d'entrer en orbite. Lorsqu'il quitte l'atmosphère, il peut ralentir car il n'y a pas de résistance d'air. Alors qu'elle continue de gagner de l'altitude dans l'espace interplanétaire, elle peut ralentir encore plus car l'influence gravitationnelle de la Terre diminue avec la distance. Il maintient juste assez d'accélérateur pour continuer à s'éloigner de la Terre à 100 km/h.

À un moment donné, l'influence gravitationnelle de la Terre serait sans objet, car d'autres corps (Jupiter, Soleil) gagneraient en influence relative. Finalement, loin du système solaire, même l'influence du Soleil serait insignifiante.

Ma fusée n'a jamais atteint la vitesse de fuite, mais elle s'est certainement échappée.

En supposant que mon approvisionnement en carburant puisse durer assez longtemps et que je ne me soucie pas du temps de trajet, cette méthode pourrait-elle permettre à ma fusée de « partir » sans atteindre la vitesse de fuite ?


La vitesse de fuite est la vitesse à laquelle vous devez aller pour continuer à vous éloigner indéfiniment sans pour autant poussée supplémentaire. Si la Terre était le seul corps majeur du système et que vous vous en éloigniez à 100 km/h pendant 1180 ans, vous seriez à 6,9 UA. Étant donné que la vitesse de fuite de la Terre à cette distance n'est que de 100 km/h, vous pourriez alors arrêter le moteur et rouler jusqu'à l'infini.

Si l'on ajoute le Soleil à ce système simpliste, on pourrait y échapper en maintenant 100 km/h jusqu'à 36 années-lumière, ce qui prendrait 390 millions d'années. Dans l'univers réel, bien sûr, les voisins de la Terre et du Soleil rendent leurs sphères d'influence beaucoup plus petites.


Le concept de base ici, qu'au lieu de compter sur une vitesse suffisamment grande pour que la Terre ne puisse pas vous ramener dans le temps, ayez juste une vitesse faible et constante, et continuez à pousser pour contrer la gravité à la place, n'est pas défectueux par défaut, étant donné votre hypothèses

En supposant que mon approvisionnement en carburant puisse durer assez longtemps et que je ne me soucie pas du temps de trajet, cette méthode pourrait-elle permettre à ma fusée de « partir » sans atteindre la vitesse de fuite ?

pourtant la vitesse d'échappement diminue avec la distance, donc même si vous voyagez à seulement 100 km/h, cela finira par être supérieur à la vitesse d'échappement, car la vitesse d'échappement tend vers zéro lorsque la distance tend vers l'infini. Vous ne pouvez pas vraiment échapper à un champ gravitationnel, donc la seule métrique significative est si vous avez suffisamment d'énergie cinétique pour ne pas être retiré. Cela n'est pas possible par votre contrainte de ne pas avoir de vitesse d'échappement.

Dans un sens cependant, vous pouvez échapper au champ gravitationnel de la Terre, en utilisant l'approximation courante de la sphère d'influence. Il définit une région d'influence gravitationnelle de la Terre et l'ignore en dehors de celle-ci. La frontière du SOI peut être atteinte sans jamais aller à la vitesse d'échappement.