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1 # 傲翔鷹
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2 # 科技和生活
電影《流浪地球》主要講的就是地球經過木星時克服木星引力,重新開始流浪征途的故事。實際上地球經過木星也是小說中的安排,只是其中的故事並沒有這麼驚險,而是電影中將這一片段誇大了而已,那麼劉慈欣創作《流浪地球》時為什麼要讓地球經過木星呢?說起來原因其實非常簡單,就是為了讓地球利用木星的引力彈弓效應加快速度,所以地球經過木星只是一個加速行為,如此而已!
其實木星就是太陽系中一個優良的加速器,不但是在影視作品中,在現實中更是如此,在人類已有的數十次向著外太陽系發射的航天器中,很多航天器都利用到了木星的引力彈弓效應,比如旅行者1號,旅行者2號,先驅者號、新視野號探測器都曾經利用過木星的引力彈弓效應加速,好處不但是航天器的速度大大加快,而且還能節省燃料。
如今人類飛行最遠的航天器旅行者1號和旅行者2號都是透過木星的引力彈弓效應而獲得了可以離開太陽系的速度的,已經航行到了210億公里外的旅行者2號,就是從木星這裡獲得了極大的動能,從剛到木星附近時的秒速不到10公里加速到了秒速35公里左右,經過幾十年的飛奔才跑到了如此遙遠的距離的。
實際上不止是木星具有引力彈弓效應,較大質量的天體都可以讓圍繞它執行的物體獲取引力彈弓效應,太陽系中的8大行星連同太陽都可以進行引力彈弓效應的運用,我們的地球也一樣,比如我們要去月球探測,但是我們的長征三號乙型火箭並沒有能力把嫦娥四號直接發射到月球軌道上,所以也是發射之後依靠地球的引力彈弓效應增加速度和擴張其軌道,最終讓嫦娥四號進入環月軌道執行。
而在《流浪地球》這部作品中,其實劉慈欣安排了太陽和木星共同給地球加速,故事中講到曾經有一段時間地球時而靠近太陽時而遠離太陽,這個時候正是利用太陽的引力彈弓效應給地球加速之時,後來地球又執行到了木星的附近,開始利用木星的引力彈弓效應給地球加速,這也是因為木星的質量巨大,是地球質量的318倍,現實中利用它的引力彈弓效應就可以把航天器加速到脫離太陽系引力的程度,小說中也是可以靠其大大加速地球離開太陽系的速度,而且還可以大大節省燃料,但在電影中則是由於木星引力出現不穩定狀況,導致地球難以脫離木星引力出現了撞向木星的可能,後來人類齊心協力克服了困難,才又開啟了流浪地球航向新家園的征程。
但如果真的將地球執行到木星附近,利用其引力彈弓效應的話,將是十分不可取的,因為木星的引力足以將近距離的地球拉變形,電影中地球的大氣都已經被木星吸收,如此近的距離,地球勢必會被木星引力揉成一個熔岩星球,甚至有被拉碎的可能,這是絕對不可以嘗試的,所以要讓地球利用木星的引力彈弓效應並不容易,這需要在很遠的距離上才能保證安全,然而距離太遠的話,引力彈弓的加速效應卻就又不明顯了。
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3 # 施主賒瓶可樂
網上有很多人拿美國旅行者號飛出太陽系來貶低中國航天
其實他們不知道,中國現在不能發射航天器飛出太陽系的最大原因不是技術,而是沒有時機
旅行者號發射那一年,太陽系所有的行星都位於太陽同一側,於是有人提出計劃,讓飛行器靠近行星利用行星引力加速,像丟鏈球一樣把飛行器甩開,可以大大節約燃料
這種方式被稱為“引力彈弓”
引力彈弓176年出現一次,流浪地球裡面也是用這個方式,但是因為木星是氣態行星,引力變化異常偏離計算,導致地球偏向木星軌道
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4 # 諸葛小村姑
目前人類在太空飛行,採取的方式是牛頓第三定律,物體A推動物體B,那麼物體B也同樣推動物體A,且推力相等。說明白點,就是向後扔東西,讓自己前進。
《流浪地球》中的行星發動機是一種極其高效的高能粒子發動機,它們噴射的不是大塊的物體,甚至不是宏觀物體,而是基本粒子,這些基本粒子的速度幾乎達到光速,實際上,這些發動機都是粒子加速器,只是個頭比現在地球上的任何加速器龐大而已,這就是為什麼部分人類可以在行星發動機下面生存的原因。
這樣的發動機可以最大限度地節省拋射物質,不過這樣的發動機有個缺憾,那就是加速度不高,原著中,為了讓地球停止轉動,啟動赤道上部署的3000臺巨大發動機,就花費了40年!
等到地球停止轉動後,調整所有的發動機噴口,讓其獲得離開既有軌道的動能,領航者號太空站的工作是破壞火星和木星之間的小行星帶,清理出出一個缺口,讓地球透過的時候,不至於被大塊隕石砸壞地殼。同時,太空站也是一種備份,上面有30萬個受精卵,數百名宇航員,數百萬噸的噴射燃料。
就這樣,地球踏上了流浪之路,別看東半球部署了10000臺發動機,它們功率全開獲得的加速度也只是毫米/秒^2,畢竟地球質量太大了啊!況且不能夠一直加速,還要儲備能量在後面減速,要想這樣子飛到4.5光年外的比鄰星,可能需要數萬年,這可是人類不能夠承受的。
在正式飛往木星之前,其實人類繞著太陽進行了15次靠近、遠離的引力加速過程,花費了幾十年時間,等到抵達木星附近的時候,內行星系統的擾動,早就引起了木星的變化,木星的也產生了位移,導致引力變化,將地球無情地吸了過去。
看過雜技火流星表演的都知道,雜技演員繩子一頭拴著的火球,可以用極高的速度旋轉,一旦鬆手或者繩子拉斷,火球就會急速飛出去,這比人類徒手投擲要飛得遠,古代用這個打仗的,皮帶投石索就是這個道理,《羋月傳》裡面的小羋月,就喜歡這個。
人類就是利用這個原理,讓木星用巨大的引力扯住地球瘋狂旋轉幾十圈,在關鍵的時候,只要新增一丁點推力,就切斷了引力束縛,讓地球獲得巨大的速率,飛向目的地。如果靠噴射物質達到這樣的速度,可能需要將地球總質量的50%高速扔掉……
然而計劃比不上變化,木星發怒了,繩子拉得緊了些,地球眼看就跑不掉了,要知道木星的質量是地球的318倍,體積是地球的1000多倍,上面的一個風暴眼,都比地球大,好比一個蜂鳥蛋用高速去撞籃球,結果可想而知。
這個時候,電影導演就設定了木星瘋狂吸取地球的大氣,融合了自身的氫氣,讓領航者號犧牲自己,點燃了混合氣體通路,利用巨大的爆炸衝擊力將地球推離木星一點點,擦肩而過……呵呵,這個值得商榷。也是這部電影最大的BUG。
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5 # 科學新視野
天文物理學裡有個叫做“引力彈弓效應”的概念,指的就是這個了。
引力彈弓就是利用行星的重力場來給太空探測船加速,將它甩向下一個目標,也就是把行星當作“引力助推器”。
上世紀70年代發射的旅行者號(一號和二號)就曾利用相似的原理進行過加速,使得飛行速度大大提高。
我們的地球同樣如此,如果地球始終以第三宇宙速度(逃離太陽系的速度,大約16.7㎞/s)飛向最近的恆星系(比鄰星,距離4.3光年),即便透過行星發動機加速,至少也需要數萬年。
但整個流浪地球計劃,要求我們花2500年,大約100代人的時間就抵達新的恆星系,這就需要新的方法給地球提速,透過巨大的木星引力加速就是這樣的一個方法。
但要想真正地加速,合適的距離是需要掌控好的,電影裡描述的正是行星發動機在木星引力作用下出故障導致地球逐漸突破洛希極限(木星撕碎地球的距離),進行脫險的故事。
透過引力彈弓效應,我們確實能節約大量的燃料,實現速度的提升,但關鍵是掌握好度,否則就是災難性的毀滅。
最後說一句,無論最終結果講人類導向何處,我們選擇希望!
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6 # lgp3651
彈弓效應。旅行者1號,伽利略號,信使號等人類發射的探測器必須用到彈弓效應,才能達到和超過第三宇宙速度飛出太陽系。
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謝謝邀請。原著是描寫地球經過木星的引力彈弓效應加速來脫離太陽系。電影里正是把這一段作為重點來描寫,以地球經過引力彈弓關鍵節點需要加速脫離時推力發動機故障的情節來入手,描寫了一個緊急搶險的故事。現實中,引力彈弓確實是經常被利用的天體物理效應,但是飛行器都需要在彈弓效應頂端利用自身的推力發動機來擺脫引力的束縛。這點電影描寫的比較符合物理學原理。