Fluchtgeschwindigkeit

Die Fluchtgeschwindigkeit (auch Entweichgeschwindigkeit) ist die Geschwindigkeit, die ein Objekt an der Oberfläche eines Himmelskörpers mindestens erreichen muss, um dessen Gravitationsfeld zu verlassen, ohne weiteren Antrieb zu nutzen. Auf der Erde beträgt sie rund 11,2 Kilometer pro Sekunde, auf dem Mond nur 2,4 km/s und auf Jupiter etwa 60 km/s.

Das Konzept ist grundlegend für die Raumfahrt: Jede Rakete muss genug Energie aufbringen, um die Fluchtgeschwindigkeit ihres Startplaneten zu überwinden. Bei einem Schwarzen Loch übersteigt die Fluchtgeschwindigkeit am Ereignishorizont die Lichtgeschwindigkeit, weshalb nichts von dort entkommen kann.

In der Science Fiction bestimmt die Fluchtgeschwindigkeit eines Planeten maßgeblich, ob eine Zivilisation überhaupt ins All aufbrechen kann. Auf Supererden mit der doppelten Erdmasse wäre die Fluchtgeschwindigkeit so hoch, dass chemische Raketen nicht mehr ausreichen würden. Diese Idee wird in Cixin Lius Die drei Sonnen und in Hal Clements Mission of Gravity thematisiert, wo die Protagonisten auf Welten mit extremer Gravitation agieren.

Physikalisch hängt die Fluchtgeschwindigkeit nur von der Masse und dem Radius eines Körpers ab, nicht von der Masse des fliehenden Objekts selbst. Das bedeutet: Eine Feder muss dieselbe Geschwindigkeit erreichen wie eine Raumkapsel, um der Erde zu entkommen. Was Raketen bremst, ist nicht eine besondere Schwerkraft für schwere Dinge, sondern ausschließlich die Energiemenge, die gebraucht wird, um die Bindungsenergie des Gravitationsfeldes zu überwinden.

Die Verbindung zur Science Fiction ist direkt: Auf einem Gasriesen wie Jupiter wäre eine chemische Rakete hoffnungslos überfordert. Für eine erdähnliche Zivilisation auf einer Supererde mit dem Dreifachen der Erdmasse könnte Raumfahrt schlicht technisch unbezahlbar sein, es sei denn, man erfindet etwas völlig anderes als Verbrennungsraketen. Diese Überlegung hat echte Konsequenzen für das Fermi-Paradoxon: Vielleicht sitzen Zivilisationen auf schweren Planeten schlicht in ihrer eigenen Schwerkraft gefangen.