从地球射出的物体会掉入太阳下吗？

从地球射出的物体会掉入太阳下吗？

如果某个物体通过火箭或其他方式以107,000 km / h的速度朝与我们围绕太阳的轨道相反的方向射击，则它将相对于太阳以0 km / h的速度行进。出于这个问题的目的，月球离物体的距离还不足以使其具有强大的力量。

这个物体会开始向太阳加速还是会以某种方式落入另一个稳定轨道？

它会被困在L4 Earth-Sun Lagrange点吗？

假设航天器在地球表面瞬间加速（为简单起见，不考虑大气）。我们将从太阳的参考系中考虑这一点；换句话说，太阳是静止的，地球在它周围运动。

航天器被加速到与地球绕太阳公转的速度正好相反的速度，使其在加速后的瞬间完全静止。

接下来发生什么？好吧，我们可以考虑作用在航天器上的力：

• 地球的重力会在地球方向产生力。
• 太阳的引力在太阳方向上产生作用力。

因此，固定的航天器将朝着地球和朝太阳加速。由于地球在其轨道上快速移动，因此引力不足以将航天器拉回到地球轨道。但是，它将把航天器推入椭圆轨道。

为了演示这种情况，我创建了一个小型仿真，可以在桌面浏览器中查看该仿真。单击此处尝试模拟。（您可以单击“查看此程序”来检查代码，并刷新页面以重新启动仿真。）

该模拟在物理上是准确的（忽略其他行星的影响），但为了便于解释，已对这些球进行了放大。地球表示为绿色，而太阳表示为橙色，航天器表示为白色。请注意，虽然代表航天器和太阳的球体相交，但两个物理对象之间的距离始终大于3.35太阳半径。

此屏幕快照显示了航天器如何被地球拉入椭圆轨道：

最后，我们可以考虑一个更现实的情况，即航天器在距地球一定距离处加速直至达到零速度（再次在太阳的参考系中）。在达到零速度的瞬间，发动机停止。

在这种情况下，结果基本上是相同的：地球和太阳仍然施加力，因此将形成椭圆轨道。到达零速度时，火箭离地球越远，轨道越椭圆。如果地球距离太远而重力可以忽略不计，则航天器将直接朝着太阳落下。

您所描述的发射类似于2018年8月以12 km / s的速度以与地球轨道速度相反的方向发射的派克太阳探测器的发射，因此它在椭圆轨道上朝着太阳而不是落入太阳。最接近的速度有望超过200km / s

如果一个物体加速离开地球的速度足够快，以至于它绕着太阳旋转时没有轨道速度，那么它将沿径向落入太阳。轨道速度使物体（或地球本身）掉落在太阳周围而不进入太阳。轨道速度为零时，它只是直线下落而无能为力（被困在L4点处要求它的轨道运动与地球的运动几乎相同）。

如果月亮和太阳系中的其他行星相距足够远，以至于它们不会显着改变物体的速度或方向，那么它将受到太阳引力的吸引。