Fluchtgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die ein Objekt benötigt, um dem Gravitationseinfluss eines Körpers zu entkommen, wenn es sich im freien Fall befindet, d. h. es wirkt keine andere Kraft als die Schwerkraft auf ihn.Ihre Rakete befindet sich nicht im freien Fall, da sie ihr Triebwerk verwendet, um eine konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, sodass der Begriff "Fluchtgeschwindigkeit" für sie nicht gilt.

Wenn ich eine Rakete von der Erdoberfläche in Richtung Sonne mit gerade genug Kraft abfeuere, um die Schwerkraft zu überwinden, bewegt sich die Rakete langsam von der Erde weg und wir sehen dies bei herkömmlichen Raketenstarts.

Dies ist nicht das, was in der tatsächlichen Raumfahrt passiert. Die eigentlichen Raketen arbeiten für kurze Zeit und danach bewegt sich das Raumschiff durch Trägheit. Und sie wirken nicht wirklich gegen die Schwerkraft der Erde - der vertikale Startzweck besteht darin, die Rakete in die Höhe zu schießen, in der die Atmosphäre dünn ist. Dann drehen sich die Raketen und beschleunigen horizontal, um genügend Geschwindigkeit zu erreichen, um auf die Umlaufbahn oder die gewünschte Fluchtbahn zu gelangen. Was Sie beschreiben, wäre äußerst ineffizient, und es gibt keine Rakete, um dies im wirklichen Leben tatsächlich zu tun.

Um zu verstehen, warum keine Rakete auf diese Weise weit gelangen kann, berechnen wir schnell die benötigte Kraftstoffmenge. Nehmen wir an, dass Sie mit einer konstanten Geschwindigkeit von 80 km / h eine Höhe von 80 km erreichen möchten (die Höhe, die von den Astronautenflügeln in den USA vergeben werden muss). In dieser Höhe ist die Schwerkraftbeschleunigung $ g $ span> fast dieselbe wie am Boden. Deshalb gehen wir davon aus, dass es konstant ist. Dann sollte eine Rakete, die 1 Stunde lang gegen diese Beschleunigung kämpft, so viel Treibstoff haben, dass sie sich in einem leeren Raum ohne Gravitationskörper auf die Geschwindigkeit beschleunigt, die $ \ Delta v = entspricht 1 \ \ mathrm h \ cdot g $ span>. Die Tsiolkovsky-Gleichung bezieht diese Geschwindigkeit auf das Verhältnis der Masse der angetriebenen Rakete $ m_0 $ span> zu ihrer endgültigen Masse $ m_ \ mathrm f $ span>.

$$ \ frac {m_ \ mathrm f} {m_0} = \ exp \ left [\ frac {\ Delta v} {g I_ \ mathrm {sp}} \ right ] = \ exp \ left [\ frac {1 \ \ mathrm h} {I_ \ mathrm {sp}} \ right] $$ span>

wobei $ I_ \ mathrm {sp} $ span> ein sogenannter spezifischer Impuls ist, der vom Raketentyp abhängt.Für die idealisierte LH2-LOX-Rakete $ I_ \ mathrm {sp} = 450 \ \ mathrm s $ span>.Dies bedeutet, dass für eine solche Rakete $ \ frac {m_ \ mathrm f} {m_0} = \ mathrm e ^ {8} \ simeq 2980 $ span>.Das heißt,Um auf diese Weise 1 Tonne auf diese Höhe zu heben, benötigen Sie dieselbe Menge Kraftstoff wie die Masse der gesamten Saturn V-Rakete.Und diese Berechnung ist idealisiert, d. H. Alle Raketentriebwerke, die tragende Struktur, Kraftstofftanks usw. sind in dieser 1 Tonne enthalten.Wenn wir die Höhe erhöhen, wächst das Massenverhältnis exponentiell , dh Sie benötigen $ \ simeq 10 ^ {17} $ span> Tonnen Kraftstoff, um 1 zu erhöhenTonne auf die Höhe der ISS.

Wie aus anderen Antworten hervorgeht, entspricht Ihr Betriebsbeispiel einfach nicht der >> definition<< der "Fluchtgeschwindigkeit".Ein operatives Beispiel, das der Definition entspricht, ist die Kanone in Jules Vernes klassischer Science-Fiction-Geschichte https://en.wikipedia.org/wiki/From_the_Earth_to_the_Moon

Was Sie also vorschlagen, kann absolut genau so gemacht werden, wie Sie es sagen, und es wird genau so funktionieren, wie Sie es sagen.Es hat aber nichts mit "Fluchtgeschwindigkeit" zu tun.Dies wäre stattdessen die Mindestgeschwindigkeit, mit der ein Cannoball abgefeuert werden muss, um nur der Erde zu entkommen (ohne Berücksichtigung des atmosphärischen Widerstands), mit >> keinen weiteren Kräften<< nach dem ersten Abfeuern.Das ist nur die Definition des Begriffs.

Fluchtgeschwindigkeit ist erforderlich, wenn Sie alle Raketen ausschalten. Ohne Raketenschub und wenn Sie die Fluchtgeschwindigkeit unterschreiten, gelangen Sie in die Umlaufbahn oder stoßen gegen das Objekt, dem Sie entkommen möchten. Wenn Sie Ihre Raketen eingeschaltet lassen, benötigen Sie keine Fluchtgeschwindigkeit.

Um dies in die Praxis umzusetzen, waren die Raketen während der Apollo-Mondmissionen fast die ganze Zeit ausgeschaltet. Die als "translunare Injektion" bezeichnete Verbrennung gab dem Raumschiff genügend Geschwindigkeit, um aus dem Gravitationseinfluss der Erde in den Mond zu gelangen. Eine weitere Verbrennung war erforderlich, als das Raumschiff in der Nähe des Mondes ankam. Diese Verbrennung sollte es in die Mondumlaufbahn bringen. Es war eine weitere Verbrennung erforderlich, um dem Mondzug zu entkommen und ihn wieder auf eine Flugbahn zur Erde zu bringen. Es gab ein paar kleinere Verbrennungen für die Korrektur während des Kurses. Und zum Start gab es den großen Brand.

Das Monderkundungsmodul musste noch einige Verbrennungen verursachen, auf dem Mond landen, in die Mondumlaufbahn zurückkehren und sich mit dem Mutterschiff verbinden.

Ansonsten wurde die Flugbahn des Fahrzeugs durch Schwerkraft und Trägheit (Impuls) bestimmt.

Wenn Sie mit Autobahngeschwindigkeit in einem Auto sitzen und in eine beliebige Richtung springen, fahren Sie dann immer noch mit Autobahngeschwindigkeit?

Wenn Sie einen Ball mit 80 km / h mit einer Kanone aus dem Heck eines Autos schießen, das 80 km / h fährt, steht er still: https://www.youtube.com/watch?v=BLuI118nhzc

Stellen Sie sich also vor, die Erde ist das Auto, aus dem Sie herausspringen, und die Erde bewegt sich mit etwa 30 km / s um die Sonne.Sie müssten die "Fluchtgeschwindigkeit" noch in umgekehrter Weise um 19 km / s erhöhen, bevor Sie zum Stillstand kommen und in Richtung Sonne fallen.19 km / s sind viel Kraftstoff!