La velocidad de escape se refiere a la velocidad mínima que un objeto necesita tener para escapar permanentemente de la atracción gravitacional de un cuerpo celestial, sin caer de nuevo.
Contrariamente a la creencia común, la luna sí tiene una atmósfera delgada conocida como exosfera. Esta exosfera es extremadamente escasa, con partículas que rara vez chocan. La razón de su delgadez es que la fuerza gravitacional de la luna es muy débil, incapaz de retener los gases que flotan por encima de ella o que son emitidos desde su superficie rugosa.
La luna tiene una exosfera.
La mayoría de las partículas de gas liberadas por las rocas lunares se mueven hacia arriba con una velocidad mayor que la velocidad de escape de la luna. Esta velocidad de escape es la velocidad mínima requerida para que un objeto escape permanentemente del campo gravitacional de un cuerpo celestial, sin caer de nuevo.
Velocidad de Escape
Es evidente que la velocidad de escape de un cuerpo celestial está influenciada por su masa. Por lo tanto, los cuerpos celestiales más grandes tienen una mayor velocidad de escape. La Tierra, por ejemplo, tiene una velocidad de escape mayor en comparación con la luna, pero aún es más baja que la de Júpiter, que tiene la velocidad de escape más alta entre todos los planetas debido a su tamaño masivo.
Una consecuencia de esta dependencia de la masa es el desafío que se enfrenta al enviar una sonda a planetas con una masa mayor que la de la Tierra. La sonda necesita llevar una cantidad significativa de combustible adicional para superar la mayor atracción gravitacional y escapar del planeta. Sin embargo, llevar este combustible adicional agrega peso a la sonda, lo que dificulta alcanzar la velocidad de escape de la Tierra.
Para escapar permanentemente del campo gravitacional de la Tierra, un cohete debe viajar a una velocidad de 11,2 km/s. (Fuente de la imagen: pixabay.com)
Ecuation para la Velocidad de Escape
Para que un objeto escape de un cuerpo celestial con masa M, su energía cinética debe ser igual a su energía potencial gravitatoria. La energía cinética de un objeto con masa m y velocidad v se calcula utilizando la fórmula ½mv². Por otro lado, la energía potencial gravitatoria del objeto se determina por su distancia r desde el centro del cuerpo celestial. Esto se puede calcular utilizando la fórmula GMm/r, donde G es la constante gravitatoria con un valor de 
. Al igualar estas dos energías, obtenemos:
Sustituyendo diferentes valores de M y r en esta ecuación, podemos determinar la velocidad de escape para diferentes cuerpos celestiales. La dependencia de la ecuación de r sugiere que los objetos ubicados en lo alto de la superficie del cuerpo celestial tienen más facilidad para escapar en comparación con los objetos que descansan en su superficie. Esto se debe a que la fuerza de la atracción gravitatoria del planeta disminuye a medida que nos alejamos de su superficie.
Por último, la ecuación revela que la velocidad de escape de un planeta es independiente de la masa del objeto. Esto puede parecer contraintuitivo, ¡pero ya sea un dinosaurio o una tortuga, ambos necesitarían viajar a 11.2 km/s (sin considerar la resistencia del aire) para escapar de la Tierra! Sin embargo, la aceleración necesaria para lograr esta velocidad es mucho más desafiante para el dinosaurio debido a su mayor masa en comparación con la tortuga.