-
1 # 時空通訊
-
2 # 寒木釣萌
先說答案:能。
提問的本意是:
持續不斷地以螞蟻般的速度,不斷升高,升高,持續任意長時間,能否飛出地球?咱們來想象一種情形,如下:
地球在茫茫太空是這樣的,它拖著一根幾百萬公里長的碳奈米線。
此時,一隻傳說中的異形,它的生命力足夠強大,電影中也是這樣說的(吃的人越多就越強大),那麼,異形能透過不斷地攀爬這根線,從而離開地球嗎?
當然是可以的。
你說異形再強大它也不能在真空中生存,如果你這麼認真,那咱們就再給異形加一個能維持生命的大箱子就好了。
物理書上說,只有航天器的速度達到或超過第二宇宙速度(11.2千米每秒),航天器才能脫離地球。
但這裡說的只是速度而已,就是說,在外太空僅憑一個11.2千米每秒的初始速度,之後無任何加速,就能逃離地球。
而我們剛才說異形的例子,它可是一直在不斷地爬,它一直在努力,一直有一個加速度。
題目的第二個問題。如果航天器的發動機足夠強悍,一直以一個很慢的速度返回地球,那麼能不能避免黑障?
答案同樣是能。
因為黑障形成的根本原因是:航天器返回大氣層時,因航天器表面與大氣超高速摩擦,從而形成高溫等離子區,而高溫等離子會遮蔽無線電,導致無法與地面通訊。
前些年,俄羅斯打算造的隱形戰鬥機,有一個設想是在戰鬥機周圍弄出很多等離子體,從而遮蔽來自地面的雷達波並隱形。
所以,如果航天器始終以一個很慢的速度返回地球,則它與大氣的劇烈摩擦也就不存在,黑障當然也就不會出現。
題目問的是一種設想,它能不能實現。而不是問,如果這樣做在經濟是否可行。
-
3 # 壹點科譜
其實不管快速飛行達到逃逸速度離開地球也好,緩慢如蝸牛離開地球也罷。這裡有一個共同點,就是必須克服地球引力。
有了這個共同點,就比較容易說了。
先說達到逃逸速度離開地球。都知道達到逃逸速度可以離開地球,你知道原因嗎?
舉個例子,你拿根細繩,一端綁個石頭,一端用手拉著越過頭甩起來,石頭有了速度,就會對你做圓周運動,如果你越來越快,石頭速度也會越來越快。或許你繩子不結實的話,你的繩子就會斷掉,石頭就離你而去。產生的這個讓石頭拉斷繩子的力,叫做離心力。同理,當一個物體告訴運動時,於地球之間就會產生這種力,隨著速度越來越快,離心力越來越強,就好比石頭拉斷繩子一般,它就會克服地球的引力逃脫,這就能離開地球了。
好了,再來說說為何緩慢速度也可以離開地球。
再舉個例子,當你跳起來的時候,你的速度明顯達不到逃逸速度,為何你還能離開地面。這是因為在你彈跳時,你的彈跳力克服了地球引力,但這個過程是短暫的。當你的彈跳力在克服地球引力的過程中,上升動能在引力和阻力作用下消耗完,不足以對抗引力,你就被拉回地面了。
如果有一個持續的力對抗地球引力,就好比你慢慢提起東西,就算是很慢,但東西在有了你的提升力後,他就克服了地球引力,離開了地面,除非你手痠,提不住放下,不然你可以一直提著,它會一直都是離開地面的。
所以,不管是航天器緩慢離開地球表面也好,快速離開地球表面也好,只要克服地球引力,都可以離開地球。但慢慢離開這種不科學,你如何獲得這種源源不斷緩慢的力?這種就會造成拿兩百噸燃料推200斤東西的局面,不合算,而且攜帶的燃料也是有重量的。就像你開車,速度快時慣性大,藉助慣性省油,速度慢就費油。
-
4 # 四海為牢
垂直於地球勻速上升肯定離地球越來越遠,最終離開地球,小時候老師給我們說第一宇宙速度,第二宇宙速度就沒講明白,困擾了我好多年,那是純靠慣性必須達到的速度,或者說線速度,速度這個東西是有方向的,圓周方向的速度增大就會離地球越來越遠,而航天器半徑增大本身就是離地球越來越遠
-
5 # 智藏山林
當然可以!這裡先得明白宇宙速度的概念,第幾宇宙速度指的是要逃離某個引力區所必須達到的速度,這個速度是指慣性速度。
比如你拋一個石子上天,石子離開你的手之後的速度就是慣性速度,石子離開手之手沒有再受到向上的力的作用。假如你能將石子丟到7.9米/秒(忽略空氣阻力),石子也會成為一顆小衛星。
提問者的意思是保持這個石子持續保持一個速度,那就需要持續不斷的動力,因為石子受到一個向下的重力,必須要抵消這個力的作用。
如果一個人用手託著石子向上,始終保持1釐米/秒的速度,那也能讓石子成為地球的一顆小衛星。
-
6 # Sam144611313
不可以,目前的航天器都是使用化學燃料,必須達到第一宇宙速度-圍繞地球的最低環繞速度,才能圍繞地球飛行,飛出地球需要更快的速度。除非有取之不盡的能源,比如裂變能或者聚變能的發動機,才能愛怎麼飛怎麼飛。
-
7 # AITg9374
可以,起磚蓋樓都可以。只是不上算。第一宇宙速度7.9公里/秒是離心平速度,垂直飛時與第一宇宙速度沒啥關係,7.9是掉不下來,只要不怕燃料浪費怎麼飛都行。但垂直飛一熄火就被引力吸下來了,
-
8 # 公爵老狼
速度不夠,始終沒有脫離地球引力,但是能距離不斷增加罷了,一旦停止推力,就會在引力作用下回落。速度夠了,才能穩定在對應的軌道上,雖然仍然受到引力作用自由下落(這是不可避免的),但切向速度使得下落的橫向速度始終保持住,進而變成繞地飛行的軌道或者脫離地球軌道
回覆列表
如果有足夠多的燃料,這個燃料可能是個天文數字,理論上可以,但這是傻子才幹的事。事實上,火箭上天起飛重量主要就是燃料,真正的有效載荷很小。明明100噸燃料可以把衛星送上天,你一定要顯擺自己,為了證明自己正確,花10000噸燃料把一個本來只要100噸燃料的東西弄上去。而且回來用自由落體就可以了,但你一定要用反推力來緩緩降下,又要10000噸燃料,這豈不是作死的傻子?
當然這隻能是按照題主提出的燃料足夠情況下的假設,實際上這種做法也是行不通的。由於慢慢地推力需要更多的燃料,這樣飛船的起始重量就會巨大,比如上述假設(並沒有精確的計算)要攜帶20000多噸燃料, 發動機和推力就要十分巨大,起飛所消耗的燃料也將十分巨大。這樣不但這個火箭要做的非常龐大,在飛行中需要克服的空氣阻力也大大加大,又需要更多的燃料,這就形成了一個又一個能以解開的矛盾。
上了天以後,為了留足返回時緩慢下降反推力的燃料,還要載著10000噸的燃料在太空中飛行,而實際上有效載荷只有十幾噸,卻要拖著一個10000噸的包袱。由於燃料太多,還有巨大的安全風險。
要知道,地球上的宇宙速度有三個,即第一宇宙速度(環繞速度),第二宇宙速度(脫離速度),第三宇宙速度(太陽系逃逸速度)。第一宇宙速度是飛到地球軌道,圍繞著地球軌道執行的最低速度,為每秒7.9公里,如果達不到這個速度,就會被地球的引力拖下來。要脫離地球,就需要11.2公里/秒的速度,要脫離太陽引力就要達到16.7公里/秒的速度。
所以,不管你開始用怎樣的速度慢慢離開地球升上軌道,你最終都得達到這個基本速度,才能夠圍繞著地球飛行。太空中沒有阻力,近地軌道阻力也極其微弱,如果達到了第一宇宙速度,就可以依靠慣性圍繞著地球軌道飛行。如果一定要按照100km/h的速度飛,只能一直用燃料向上飛,直到你的燃料耗盡,還是會被拖進地球引力,掉落下來。
火箭起飛發動機是根據起飛重量設計的。比如嫦娥一號的起飛重量為260噸,發動機推力設計為2962千牛頓(300噸),這樣推力抵消掉起飛重量,就剩下約40噸的推力用於加速度。這個加速度開始很小,為1.5米/秒,10秒後會提升到15米/秒,推進劑消耗每秒1噸,隨著燃料重量降低,而加速度也增大。如果按照題意為了保持100km/h的速度緩緩飛行,需要帶那麼多的燃料,發動機要設計多大的?而且當達到了100km/h速度後,為了停止加速度的慣性,還需“點剎車”(反推力),這又要消耗很多燃料。
上世紀六十年代美國發射的土星五號起飛總重量超過 3000 噸,其攜帶的燃料高達2726噸,而有效載荷才45噸。這種火箭起飛每秒鐘需要消耗燃料13.1噸。這就說明火箭升空起飛重量主要是攜帶的燃料,如果按照題目所要求的那種飛法,需要的燃料將是天文數字,怎麼可能做到呢?
綜上所述,題目所說的這種執行方法雖然理論上似乎可行,但實際上是不可能實現的,只是異想天開的無稽之談。