第三宇宙速度17千米，地球公轉30公里，地球爲何沒飛出太陽系？

宇宙速度是個省略句，咱們常說的三個宇宙速度指的是從地球表面出發相對於地球的宇宙速度，宇宙空間中每一個地方和不同的對像，其宇宙速度是不同的。

在回答這個問題之前，咱們先簡單作一科普。

何爲宇宙速度？

拿地球來說，第一宇宙速度又叫環繞速度，是飛行器環繞行星地球作圓周運動的最高速度，也是從地球表面發射飛行器的最小速度，這個速度公式爲Ⅴ1=√GM/r，（其中G爲萬有引力常數，M爲地球質量，r爲物體距地心距離），計算大小爲7.9千米/秒。第二宇宙速度又叫逃逸速度，是飛行器從地面出發掙脫地球引力成爲圍繞恆星太陽轉動的人造行星的速度，公式爲V2=√2GM/r，即第一速度的√2倍，大小爲11.2千米/秒。第三宇宙速度是從地面出發掙脫太陽系引力成爲圍繞銀河系中心天體繞轉的人造天體的速度，利用動能定理求得其大小爲16.7千米/秒，由於篇幅原因，這裡不再敘述計算過程。

三個宇宙速度相應的軌道特點

第一宇宙速度爲7.9千米/秒，物體以這個速度可以環繞地球表面運動，其軌道是個正圓形。大於這個速度而小於第二宇宙速度（11.2千米/秒），物體繞地球軌道就變爲橢圓形，把地球作爲其中的一個焦點，軌道仍然是封閉的，所以物體仍然沒有脫離地球引力。如果達到第二宇宙速度（11.2千米/秒）以上，其軌道就會變爲拋物線，對於地球來說軌道就不是封閉的了，意味着物體已經脫離地球引力不再回來了，所以第二宇宙速度又叫逃逸速度，就是逃離地球，成爲繞太陽轉動的行星了。如果達到第三宇宙速度16.7千米/秒以上，物體的軌道就會變爲雙曲線，軌道更不是封閉的了，連太陽引力也擺脫了。

從地球表面出發相對於地球的第三宇宙速度相對於太陽是多大？

上述三個宇宙速度都是從地球表面出發相對於地球的，如果從火星表面出發相對於火星，它的宇宙速度要小於地球的宇宙速度。當然地球上空的宇宙速度和地面的也是不同的。地球上的物體想脫離太陽（即第三宇宙速度）着重考慮的是地球的影響，而地球本身想脫離太陽就必須要考慮太陽的影響。我們知道地球的公轉速度爲29.8千米/秒，它是相對於太陽的。16.7千米/秒的第三宇宙速度是相對於地球質心的，如果是相對於太陽，那這個第三宇宙速度就是29.8+16.7=46.5千米/秒。因此在地球軌道的位置，地球想脫離太陽，29.8千米/秒的速度顯然是不夠的。也就是說如果是相對於太陽，第三宇宙速度是大於地球公轉的速度的。所以地球是飛不出太陽系的。

地球自身從軌道出發相對於太陽的宇宙逃逸速度

當然了，地球想脫離太陽，速度用不着46.5千米/秒，這是因爲第三宇宙速度是地球上的物體從地球出發去掙脫太陽引力的速度，這個物體除了掙脫太陽引力，還要克服地球的引力。而地球繞着太陽轉，只需要考慮太陽引力就行，脫離太陽相當於它的逃逸速度，即是它公轉速度的√2倍，也就是29.8x√2≈42.13千米/秒。也就是說地球想飛離太陽系，其相對太陽的速度必須達到42.13千米/秒才行。

由此也看出，即使同一位置（都是地球軌道），但逃離環境和逃離對像不同（地球和地球上的物體），其宇宙速度也是不同的。