国家公务员考试常识积累:三种宇宙速度
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高中物理宇宙三速度篇一:高中物理宇宙中的三速度是指宇宙飞船在环绕地球或行星运行时,所能达到的最高速度和平均速度。
这三个速度分别是:1. 逃逸速度:指地球或行星表面的逃逸速度,也就是宇宙飞船要想脱离地球或行星引力所需的最小速度。
逃逸速度分别为地球表面的逃逸速度为 16.6 千米/秒(针对地球)和行星表面的逃逸速度通常为 10 千米/秒以上。
2. 环绕速度:指宇宙飞船在环绕地球或行星运行时,所能达到的最高速度。
环绕速度分别为地球表面的环绕速度为 30 千米/秒和行星表面的环绕速度通常也大于 30 千米/秒。
3. 进动速度:指宇宙飞船在地球或行星引力作用下,围绕太阳 (或地球) 运行时,所能达到的最小速度。
进动速度分别为地球表面的进动速度为 24.6 千米/秒和行星表面的进动速度通常也大于 24.6 千米/秒。
这三个速度是高中物理宇宙中非常重要的概念,涉及到天体运动、万有引力等知识点。
在实际应用中,比如太空探索、星际旅行等领域,这三个速度都有着重要的应用价值。
篇二:高中物理宇宙中的三个速度是指在宇宙空间中物体运动的速度,它们分别是:1. 光速:指物体在真空中运动的速度,约为每秒 299,792,458 米。
它是宇宙中最重要的速度之一,因为所有物体在宇宙中的运动速度都接近光速。
2. 宇宙速度:指物体从地球表面发射后,前往太阳系外的宇宙空间所需的速度。
宇宙速度分为三类:上升宇宙速度、平飞宇宙速度和下降宇宙速度。
上升宇宙速度指从地球表面发射后,向月球或火星发射所需的速度;平飞宇宙速度指物体在太阳系内飞行所需的速度;下降宇宙速度指物体从太阳系内飞向地球或月球所需的速度。
3. 长征五号发射速度:指长征五号火箭将卫星或航天器送入太空所需的速度。
长征五号火箭是中国自主研发的大型火箭,能够发射大型卫星或航天器进入轨道。
它的发射速度高达每秒 8.6 千米,是宇宙中最快的速度之一。
这些速度对于理解宇宙结构和演化非常重要。
人类制定的宇宙六大速度一、第一宇宙速度。
这第一宇宙速度啊,大概是7.9千米/秒。
这个速度可是很神奇的呢,要是一个物体能达到这个速度,那它就可以在地球的引力范围内,绕着地球做圆周运动啦。
就像卫星一样,在地球外面飘着,给我们传信号,让我们能看到世界各地的新闻,能用上手机导航。
你看,这小小的速度,就有这么大的能耐。
就好像是一个小钥匙,打开了在地球周围溜达的大门。
要是低于这个速度呢,那物体就会被地球的引力给拉回来,就像你扔一个小石子,它飞一会儿就掉地上了。
二、第二宇宙速度。
第二宇宙速度大概是11.2千米/秒。
这个速度就更厉害啦,一旦达到这个速度,物体就可以挣脱地球的引力束缚,然后就可以跑到太阳系里面去晃悠啦。
就像那些探测火星、金星的探测器,它们就得达到这个速度,才能离开地球妈妈的怀抱,去探索更遥远的地方。
想象一下,一个小小的探测器,像一个勇敢的小冒险家,以这么快的速度冲向宇宙,是不是很激动人心呢?而且这个速度也是区分能不能从地球跑到太阳系其他地方的一个重要界限呢。
三、第三宇宙速度。
第三宇宙速度大约是16.7千米/秒。
达到这个速度的物体啊,就不满足于在太阳系里玩了,它可以直接冲出太阳系,去更广阔的宇宙空间。
这就好比一个人在一个小镇上玩腻了,决定离开小镇,去大城市闯荡一样。
不过这个速度可不是那么容易达到的,需要很多的能量和技术。
那些想要探索太阳系外的飞船,就得朝着这个速度努力。
这可是真正的星际旅行的门槛速度呢。
要是人类能让更多的飞船达到这个速度,那我们对宇宙的了解就会更多更多啦。
四、第四宇宙速度。
第四宇宙速度就有点神秘啦,这个速度目前还不是特别精确地确定下来呢。
大致上,它是让物体脱离银河系引力的速度。
银河系那么大,想要离开它可不容易。
就像我们在一个超级大的城市里,想要离开这个城市去到外面的世界,那得费好大的劲儿呢。
这个速度的计算很复杂,因为银河系的质量分布啥的都不是那么容易搞清楚的。
不过科学家们一直在努力研究,想要确定这个速度到底是多少,这样我们就离真正的银河系外探索又近了一步。
高考物理考点分类汇编03〔3〕三种宇宙速度①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度.②第二宇宙速度〔脱离速度〕:v 2 =11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.③第三宇宙速度〔逃逸速度〕:v 3 =16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.〔4〕地球同步卫星所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期,即T=24h=86400s,离地面高度同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着.〔5〕卫星的超重和失重“超重〞是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机〞中物体超重相同.“失重〞是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重〞〔因为重力提供向心力〕,此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用.五、动量1.动量和冲量〔1〕动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv.是矢量,方向与v 的方向相同.两个动量相同必须是大小相等,方向一致.〔2〕冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft.冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定.2. ★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p 或Ft=mv′-mv〔1〕上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向.〔2〕公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.〔3〕动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.〔4〕动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值.★★★3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.表达式:m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1′+m 2 v 2′〔1〕动量守恒定律成立的条件①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计.③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,那么在该方向上系统的总动量的分量保持不变.〔2〕动量守恒的速度具有“四性〞:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.4.爆炸与碰撞〔1〕爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.〔2〕在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.〔3〕由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的.六、机械能1.功〔1〕功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量.定义式:W=F·s·cosθ,其中F是力,s是力的作用点位移〔对地〕,θ是力与位移间的夹角.〔2〕功的大小的计算方法:①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功.②根据W=P·t,计算一段时间内平均做功. ③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功.〔3〕摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积.发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd〔d是两物体间的相对路程〕,且W=Q〔摩擦生热〕2.功率〔1〕功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率.〔2〕功率的计算①平均功率:P=W/t〔定义式〕表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用. ②瞬时功率:P=F·v·cosα P和v分别表示t 时刻的功率和速度,α为两者间的夹角.〔3〕额定功率与实际功率:额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率. 〔4〕交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动,.②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
常识积累:三种宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度,指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,是飞离地球最小的速度。
不管是天上的鸟,还是地上的走兽,他们始终没法逃离地球,还是会被地球引力给拉回来。
后来科学家发现了一个有趣的现象,如果往天空扔石头,石头会做抛物线运动,随着力度不断的加大,会抛的越来越高,并且会越来越远。
于是他们设想,假如拿一个很厉害的大炮,用最大的力量把一个物体给轰出去,物体有可能会环绕地球一圈后落回原点,如果再足够大,物体就可以一直环绕地球飞行,这个刚好可以环绕地球飞行的速度就是第一宇宙速度。
经过科学家的一个严谨的计算,最终确定了第一宇宙速度为7.9KM/S。
这个速度以人类的能力来说很难达到,所以很难飞出地球进入外太空,1903年俄国科学家齐奥尔科夫斯基在他的论文中提出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭理想速度公式,按照公式,要想达到最高速度,就必去想方设法的消除一切阻碍速度的因素,随着人类探索星空的深入,出现了多级火箭。
多级火箭就是把几个单级火箭连接在一起形成的,其中的一个火箭先工作,工作完毕后与其他的火箭分开,然后第二个火箭接着工作,依此类推。
由几个火箭组成的就称为几级火箭,如二级火箭、三级火箭。
经过几级火箭的推力,最终达到第一宇宙速度。
第二宇宙速度即使物体达到第一宇宙,它也没法逃离地球引力的束缚,最终会掉回地球,我们把能够摆脱地球引力的最小速度称为第二宇宙速度,如果没能摆脱地球引力的束缚,就没法进更遥远的星空,比如登陆火星,除了能飞出地球,还需要摆脱地球引力的束缚。
所以一般的飞行器都会自带有燃料,环绕地球飞行后,通过自身能源的加速,最终达到第二宇宙速度,经过科学家的测量,最终确定了第二宇宙速度为11.2KM/S。
第三宇宙速度力第三宇宙速度又称为脱离速度,是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度,人类要想飞出更远的星空,飞出太阳系,就不得不摆脱太阳引力的束缚,经过科学家的推算,摆脱太阳引力束缚的最小速度是16.7KM/S。
宇宙速度的计算方法第一宇宙速度的计算方法第一宇宙速度(V 1): 航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。
按照力学理论可以计算出V 1=7.9km/s 。
航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行,地面对航天器引力比在地面时要小,故其速度也略小于V 1第二宇宙速度的计算方法1。
第二宇宙速度(V 2): 当航天器超过第一宇宙速度V 1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称逃逸速度。
按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V 2=11.2 km/s 。
第三宇宙速度(V3) 从地球表面发射航天器,飞出太阳系,到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。
按照力学理论可以计算出第三宇宙速度V 3=16.7公里/秒。
需要注意的是,这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的V 3值;如果方向不一致,所需速度就要大于16.7公里/秒了.可以说,航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破宇宙速度设物体以第三宇宙速度抛出时具有的动能为1232E mV k =,这部分动能应该包括两部分:即脱离地球引力的动能E k1和脱离太阳引力的动能E k2.即:E k =E k1+E k2。
易知:12122E mV k =,V 2为地球第二宇宙速度。
下面再求E k2:有两点说明:①因为地球绕太阳公转的椭圆轨道的离心率很小,可以当作圆来处理。
②发射时个行星对物体的引力很小,可以忽略不计。
基于这两点简化,发射过程可以应用机械能守恒定律解题.物体随地球绕太阳的公转速率等于29。
8km/s 。
其倍应该为物体挣脱太阳引力所需的速度,即:'29.842.2/2V km s =(以太阳为参照物)。
如果准备飞出太阳系的物体在地球上的发射方向与地球绕太阳公转方向相同,便可以充分利用地球公转速度,这样物体在离开地球时只需要有相对地球的速度V ’=42.2-29。
宇宙速度提到第一宇宙速度想必大家都不会陌生吧,好像在哪里见过听过,但就是想起不起来,那他到底是什么呢?一、第一宇宙速度的概念第一宇宙速度是指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,也有别名航天器最小发射速度、航天器最大运行速度、环绕速度。
通俗一点的来讲就是说如果你想要把一个物体送出地球,他至少需要达到的速度就是第一宇宙速度。
二、第一宇宙速度的来源最早提出这个概念的人是牛顿(牛顿当时称之为环绕速度),当时的牛顿能提出这个概念也是源于他细心观察生活的特点,他发现大炮发射出去的炮弹总会落地,而炮弹落地的距离和大炮的威力相关,大炮威力越大,落地距离越远,所以牛顿在想因为地球是圆的,如果在山上架一门大炮威力足够大的时候,是不是就可以让炮弹绕着地球旋转一直不落地?这就是著名的牛顿大炮的故事,而这其中提到保持炮弹不落地的出射速度就是第一宇宙速度。
三、第一宇宙速度计算方式我们当时上中学学到这个知识的时候只记得第一宇宙速度是7.9km/s,但这个数据是怎么算出来的呢?这个就要用到我们的两个公式了,一个是万有引力公式,一个是向心力公式。
第一个万有引力公式想必大家并不陌生,这个是由著名的物理学家牛顿提出来的:其中M、m分别代表两个不同的物体的质量,r代表两个物体之间的距离,G为万有引力常量(ps:万有引力公式虽然是牛顿提出来的,但是万有引力常量G却是一个叫做卡文迪许的科学家算出来的),这个公式想要阐明的道理其实就是任何两个物体之间都存在着相互引力,而这个引力大小和两个物体的质量大小和物体间的距离有关,两个物体的质量越重相互引力就越大,两个物体之间的距离越远则相互引力越小。
举个例子,一个正常人类在地球上原地跳高一般能跳0.5米,但是如果这个人他跑到了月球上他就可以跳3米高,这个原因主要就是因为地球的质量比月球大得多。
了解完万有引力我们再来看看向心力,向心力其实就是一种维持物体做圆周运动的力。
举个例子,小的时候我们玩的溜溜球,如果我拿着绳子的一端甩动溜溜球做圆周运动的时候突然松开手,溜溜球就会直接飞出去,而你手上拿住绳子不让球飞出去的力就是向心力,而向心力的计算公式的表达有两种,这里我们只讨论其中一种即:从公式不难看出向心力的大小其实跟物体的质量运动速度、运动半径都有关。
第7讲宇宙速度与卫星【百优考点】考点一:涉及航空航天的“三大速度”(一)宇宙速度:1.第一宇宙速度:人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度叫第一宇宙速度,也叫地面附近的环绕速度,v1=7.9km/s。
它是近地卫星的运行速度,也是人造卫星最小发射速度。
(待在地球旁边的速度)2.第二宇宙速度:使物体挣脱地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造卫星或飞到其他行星上去的最小速度,v2=11.2km/s。
(离弃地球,投入太阳怀抱的速度)3.第三宇宙速度:使物体挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳以外的宇宙空间去的最小速度,v2=16.7km/s。
(离弃太阳,投入更大宇宙空间怀抱的速度)(二)发射速度:1.定义:卫星在地面附近离开发射装置的初速度。
2.取值范围及运行状态:①人造卫星只能“贴着”地面近地运行。
②可以使卫星在距地面较高的轨道上运行。
③一般情况下人造地球卫星发射速度。
(三)运行速度:1.定义:卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。
2.大小:对于人造地球卫星,,该速度指的是人造地球卫星在轨道上的运行的环绕速度,其大小随轨道的半径r↓而v↑。
3.注意:①当卫星“贴着”地面飞行时,运行速度等于第一宇宙速度;②当卫星的轨道半径大于地球半径时,运行速度小于第一宇宙速度。
例1.地球的第一宇宙速度约为8km/s,某行星的质量是地球的6倍,半径是地球的1.5倍。
该行星上的第一宇宙速度约为【】A.16km/s B.32km/s C.46km/s D.2km/s例2.某行星的质量为地球质量的16倍,半径为地球半径的4倍,已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s,该行星的第一宇宙速度是多少?例3.某星球半径为R,一物体在该星球表面附近自由下落,若在连续两个T时间内下落的高度依次为h1、h2,则该星球附近的第一宇宙速度为____________。
考点二:两种卫星(一)人造地球卫星:1.定义:在地球上以一定初速度将物体发射出去,物体将不再落回地面而绕地球运行而形成的人造卫星。
公务员考试物理学知识积累:宇宙速度
(1)第一宇宙速度
(又称环绕速度):是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度(也是人造地球卫星的最小发射速度)。
大小为7.9km/s。
(2)第二宇宙速度
(又称脱离速度):是指物体完全摆脱地球引力束缚,飞离地球的所需要的最小初始速度。
大小为11.2km/s。
(3)第三宇宙速度
(又称逃逸速度):是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度。
其大小为16.7km/s。
环绕速度和逃逸速度也可应用于其他天体。
例如计算火星的环绕速度和逃逸速度,只需要把公式中的M、R、g换成火星的质量、半径、表面重力加速度即可。
(4)第四宇宙速度
所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为110-120km/s,指在银河内绝大部分地方所需要的航行速度。
如充分利用太阳系围绕银心的转速,最低航行速度可为82km/s。
由于人类对银河系所知甚少,这个数字还需要很久才能形成公论。
目前根本无法得出第四宇宙速度,原因是对于银心的质量以及半径等无法取值。
(5)第五宇宙速度
第五宇宙速度指航天器从地球发射,飞出本星系群的最小速度大小,由于本星系群的半径、质量均未有足够精确的数据,所以无法准确得知数据大小。
目前科学家估计本星系群大概有500--1000万光年,照这样算,应该需要1500--2250km/S的速度才能飞离,但这个速度以人类目前的科学发展水平,至少要几百年才能达到,所以现在只是个幻想。
三种宇宙速度的推导原理
宇宙速度是指物体在宇宙中的运动速度,是指物体在宇宙空间的运动速度,它不同于地球上的物体的运动速度,它是指物体在实际宇宙中的运动速度。
宇宙速度有三种,即光速、超光速和超超光速。
首先,光速是指物体在真空中的运动速度,它是宇宙中最快的速度,它是每秒.458公里。
光速是由费米发现的,他在
20世纪30年代建立了相对论,证明了光速是宇宙中永恒不变
的速度。
其次,超光速是指物体速度超出光速,超出真空中的运动速度。
超光速是由爱因斯坦发现的,他在20世纪发现物体在
真空中的运动速度不是恒定的,而是随着物体的加速而增加,即超过光速的运动速度,也就是超光速。
第三,超超光速是指物体运动速度超出超光速。
超超光速是一种新发现的宇宙速度,它是美国宇航局发现的,它是一种超出超光速的速度,它是一种超出光速的新型宇宙速度。
宇宙速度是宇宙中最重要的速度之一,它是探索宇宙的重要基础,它的推导原理也是科学研究的重要基础。
它有三种,即光速、超光速和超超光速,它们都是科学家多年研究的结果,它们是宇宙中重要的速度,也是探索宇宙的重要基础。
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国家公务员考试常识积累:三种宇宙速度
第一宇宙速度
第一宇宙速度,指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,是飞离地球最小的速度。
不管是天上的鸟,还是地上的走兽,他们始终没法逃离地球,还是会被地球引力给拉回来。
后来科学家发现了一个有趣的现象,如果往天空扔石头,石头会做抛物线运动,随着力度不断的加大,会抛的越来越高,并且会越来越远。
于是他们设想,假如拿一个很厉害的大炮,用最大的力量把一个物体给轰出去,物体有可能会环绕地球一圈后落回原点,如果再足够大,物体就可以一直环绕地球飞行,这个刚好可以环绕地球飞行的速度就是第一宇宙速度。
经过科学家的一个严谨的计算,最终确定了第一宇宙速度为7.9KM/S。
这个速度以人类的能力来说很难达到,所以很难飞出地球进入外太空,1903年俄国科学家齐奥尔科夫斯基在他的论文中提出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭理想速度公式,按照公式,要想达到最高速度,就必去想方设法的消除一切阻碍速度的因素,随着人类探索星空的深入,出现了多级火箭。
多级火箭就是把几个单级火箭连接在一起形成的,其中的一个火箭先工作,工作完毕后与其他的火箭分开,然后第二个火箭接着工作,依此类推。
由几个火箭组成的就称为几级火箭,如二级火箭、三级火箭。
经过几级火箭的推力,最终达到第一宇宙速度。
第二宇宙速度
即使物体达到第一宇宙,它也没法逃离地球引力的束缚,最终会掉回地球,我们把能够摆脱地球引力的最小速度称为第二宇宙速度,如果没能摆脱地球引力的束缚,就没法进更遥远的星空,比如登陆火星,除了能飞出地球,还需要摆脱地球引力的束缚。
所以一般的飞行器都会自带有燃料,环绕地球飞行后,通过自身能源的加速,最终达到第二宇宙速度,经过科学家的测量,最终确定了第二宇宙速度为11.2KM/S。
第三宇宙速度
力第三宇宙速度又称为脱离速度,是指在地球上发射的物体摆脱太阳引力束缚,飞出太阳系所需的最小初始速度,人类要想飞出更远的星空,飞出太阳系,就不得不摆脱太阳引力的束缚,经过科学家的推算,摆脱太阳引力束缚的最小速度是16.7KM/S。