地球直径如果增加50%会怎样?无法造出能去太空的火箭
- pradafx北京时间7月24日,据国外媒体报道,对许多人来说,尼尔·阿姆斯特朗所说的登上月球表面的“一小步”,是毫无疑问的人类“伟大跨越”;而美国航空航天局(NASA)宇航员、化学工程师,同时也是一位博学家的唐纳德·佩蒂特(Donald Pettit)则不这么看,他认为人类的伟大跨越其实就发生在距离地球更近的地方。
“人类的伟大跨越并不是在月球上的第一步,而在于到达地球轨道,”佩蒂特在2012年这样写道。迈向太空的这第一步,即到达距离地球约400千米的地球轨道,所需的总能量是到达火星所需能量的一半。而从地球轨道到月球之间的任何目的地,所需的能量与到达地球轨道比起来,都只是一小部分。之所以如此,正是由于地球重力的巨大量级。可以说,总成本上如果少花一美元,地球就将把火箭或飞船重新“收回”地面,过程显然不会太温柔。
地球的重力影响之大,使得目前火箭重量的80%到90%都由推进燃料组成,唯有如此才能将火箭送上太空。佩蒂特称,这意味着坐在火箭顶端其实比坐在一桶汽油上面更加危险。与此同时,火箭上留给食物、计算机、科学实验设备和宇航员的空间也变得很有限。
尽管有这些不尽如意的地方,但我们其实应该感到庆幸。“如果我们的地球半径变大,可能就会有一个临界点,使我们无法建造出能逃脱地球束缚的火箭,”佩蒂特说道。利用齐奥尔科夫斯基火箭方程,他计算出了这个临界点。
让我们假设建造一枚推进燃料占总重量达到96%的火箭,并选择已知能效最高,也经常使用的氢-氧化学燃料。将相关数值填入火箭方程中,我们可以把逃逸速度的计算结果转变成行星半径,从而得出临界点时的半径大约为9680千米。地球半径是6670千米,也就是说,在现有的技术条件下,如果地球直径增大50%(同时保持相同的密度),我们就无法进行太空冒险,至少是无法用火箭来进行运输了。
佩蒂特的思想实验强调了几个关键问题。首先,尽管火箭作为人类向外太空的运输工具发展得很成功,但悲哀的是,它们的效率其实低得惊人。如果可能,我们必须找到突破地球重力束缚的新技术。一些科幻小说已经提出了许多方法,但几乎都没有被实际测试过,甚至都没有具体的阐述。
其次,在月球上建立一个发射基地似乎要更可行得多。月球的逃逸速度只有地球的21.3%。地球上的火箭发射会发出可怕的轰鸣声,但在月球上,同样的发射或许会显得沉闷得多。虽然在月球上建立发射基地看起来还很遥远,但随着3D打印技术和材料科学的发展,这一设想将变得越来越清晰。毕竟,要实现这一切,我们还需要从月球本身或附近的彗星、小行星等天体上获取大部分的原材料。又或者,我们可以只把月球当作一个“加气站”,将月球上存储的水冰转化成氢-氧燃料。
用佩蒂特的话来说,现在的地球依然像暴君一样束缚着人类。尽管人类突破地球重力的时间还非常短暂,但未来我们获得真正自由的可能还是存在的。 - divergence直径增加50%,地球质量大三倍。也就能保留更多有害或有益的大气气体,会有很多不确定因素吧。其实现在地球的质量已经有点像液态外层行星的趋势了,表面有大半是液态。
- divergence就是说要是有那些超级地球,质量比地球大几倍以上的外星人,那些文明无法跨过化学火箭探索宇宙的阶段,也就是永远比地球现在人类文明落后了?
- elia有新技术就可以了
- achen126别搞月球啊,万一崩了就搞笑了!最多建几个基地
- ylgtx质量按直径的3次方增长,除以距离的平方,那还剩一次方呢,地球越大引力就越大,越难冲出地球
- divergence质量还和行星密度有关。像土星这种比水还轻的星球,直径比地球大2倍都不见得比地球质量大。
- 炽十二翼
不考虑自转产生的离心力吗?
- naughtyben重力都变了,那时候人类科技也说不定不是这么发展的了
- 纸杯那些大行星的文明就要很久很久才能发射卫星,从而延缓了全球化,导致不停地打世界大战,更进而文明退化?
- toccata地球直径增加50%,你觉得人类身高能到1米么?
- 威猛先生为什么不能制造核动力飞船?
- macfan所以说小国积极对外探索殖民,大国坐吃山空盲目自大是有根据的
我大地球地大物博历史悠久,地球鹅民身高1米,文化自信,从不翻重力墙去外星看 - 腻水染花腥现代科技还没完全突破无工质发动机,意味着核动力照样需要带暖瓶上天
- NintendoVii话说登月后是怎么返回地球的?连火箭都不需要?
- handsomeken月球重力只有地球1/6。。。
这贴也算是叹为观止。。。 - NintendoVii我知道,不是质疑,是求科普
大概什么样的飞行装置能脱离月球 - handsomeken没有大气,阻力小,重力低,这两个都是地球的阻碍。
提供反作用力就行了啊。 - NintendoVii那大概什么样的飞行装置能脱离月球? 有图和参数吗
本帖最后由 NintendoVii 于 2017-7-25 06:13 通过手机版编辑 - vault-tec
- NintendoVii3个人能搞定这么个装置也不容易啊,话说以现在人类科技,上了火星还回得来吗
- 暗蛹地球变大,房价应该像现在不会这么贵吧?
- handsomeken变大的话整个生态圈都不一样了,又不是平面的一个纬度直接100平方变200平方……
- hoshienchun变大50%的话,应该很少人能长过1米5高吧
- 级替四地球好多地方都还是人迹罕至的。
- terryleo恐龙都能那么高大。到时候智慧物种和现在不一定一样啊。
- Friday你的那锅开水估计还不够你离地呢
- 反索倒史返回舱载荷也比地球发射的时候少得多,发射基座,月球车,各种探月装备都丢在月球上了。只带2个人的维生装备物资,月岩和上升燃料。月球轨道上还有一个人的服务仓接应啊。
- 反索倒史这个大地球有恐龙的话估计体型也大大缩水啊。
- 888999000并不存在什么离心力
这只是一种变通的说法 - 女武神玩过坎巴拉的都知道 脱离地球的引力是最难的一步 其它的都只需要小火箭慢慢推高轨道即可
上次国内卫星发射不成功 不就是卫星留在400km的轨道上 然后只靠卫星的小火箭就把自己推到了3万公里的同步轨道啊
再上一次被国内耻笑的印度火星探测 不就是探测器在地球低轨道上 最后靠重新规划轨道 最后探测器成功火星入轨啊 - lionheart00770年代的《宇宙骑士》原版动画里面,地球轨道环发射站的设定已经有了,当年的人估计没想到过了四十多年还是只停留在NASA科学家的设想中
本帖最后由 lionheart007 于 2017-7-25 10:31 通过手机版编辑