脱出速度とは、オブジェクトが天体の重力場から永久に、または再び落下することなく脱出するために必要な最小速度です。
一般に知られていることとは反対に、月には大気があり、専門的には外気圏と呼ばれています。信じられないほど薄くまばらであるため、粒子が衝突することはめったにありません。月が非常に薄い理由は、地球とは異なり、月の引力が信じられないほど弱いためです。そのため、月の上に浮かんでいるガスや、ごつごつした内部から滲み出ているガスを保持することができません。
月にはいわゆる外気圏があります。
月の岩石が放出するガス粒子の大部分は、月の脱出速度よりも速い速度で上向きに矢を放ちます。これは、オブジェクトが天体の重力場から永久に、または二度と戻ってこないようにするために必要な最小速度です。
脱出速度
さて、物体の重力の強さはその質量の関数であるため、巨大な天体は脱出するのがはるかに難しいことは明らかです.当然のことながら、地球の脱出速度は月よりもはるかに速いですが、巨大なサイズのため、すべての惑星の中で最高の脱出速度を誇る木星よりもはるかに遅いです.
速度が質量に依存する結果の 1 つは、地球よりも質量の大きい惑星に探査機を送るときに直面する逆説的な問題です。探査機は、新たに探査された惑星を離陸して脱出するために燃焼しなければならない燃料の量が、地球を離陸して脱出するために燃焼する量よりも大幅に多いため、莫大な余剰燃料を運ぶ必要があります。しかし、この余分な燃料を持ち運ぶと、重くなり、地球の脱出速度まで加速するのが難しくなります。
再び落下することなく地球の重力場から逃れるには、ロケットは 11.2 km/s で移動する必要があります。 (画像ソース:pixabay.com)
脱出速度の方程式
オブジェクトは質量 M の天体から逃れることができます その運動エネルギーがその重力位置エネルギーに等しい場合のみ。質量 m の物体の運動エネルギー 速度 v で移動 ½mv² で与えられる <強い>。 このオブジェクトの重力ポテンシャル エネルギーは、定義上、距離 r の関数です。 天体の中心から。これは GMm/r, によって与えられます ここで G 値が 
. 2 つを同等にすると、次のようになります。
この方程式に異なる値の M と r を代入して、異なる天体の脱出速度を決定することができます。 r への依存は、体の表面よりも高い位置にある物体が、その上にある物体よりも逃げやすいことも意味します。惑星の引力の強さは、表面から離れるにつれて減少するため、これは明らかです。
最後に、方程式から、惑星の脱出速度は物体の質量とは無関係であると推測できます。これは直感に反しますが、恐竜であろうとカメであろうと、地球から脱出するには秒速 11.2 km (空気抵抗を無視) で移動する必要があります。ただし、加速度は質量の関数であるため、恐竜がカメと同じ速度で逃げるとしても、11.2 km/s まで加速するとかなり大きくなります。 タートルを同じ速度に加速するより難しい.
