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看不懂《流浪地球》的科學(xué)奧秘?專家?guī)湍憧破?/h1>
春節(jié)檔,電影《流浪地球》大熱。不少觀眾在看完電影后依然覺得摸不著頭腦,到底什么是“引力彈弓”?“重聚變發(fā)動(dòng)機(jī)”又是怎樣工作的?南京航空航天大學(xué)理學(xué)院副教授李晉斌應(yīng)邀為揚(yáng)子晚報(bào)做了專門解讀。 揚(yáng)子晚報(bào)/揚(yáng)眼記者 楊甜子
關(guān)于引力彈弓
“引力彈弓”是飛行器加速常用的方法
《流浪地球》電影中,地球逃逸太陽(yáng)引力的重要段落里,“引力彈弓”扮演了舉足輕重的“角色”。李晉斌介紹,地球這個(gè)龐然大物,半徑6371公里。但劇中人類造出了同樣龐大的行星發(fā)動(dòng)機(jī),足以在5年左右將地球推進(jìn)到逃逸太陽(yáng)引力的最低速度,即16.7公里/秒。這個(gè)速度相當(dāng)于復(fù)興號(hào)列車速度的200倍。即便是如此高的速度,相對(duì)于星際距離來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,目的地比鄰星(半人馬座三星)距離地球4.3光年,如果按照逃逸速度航行,需要7.7萬年才能抵達(dá),這實(shí)在是太漫長(zhǎng)了!于是人類想到了借助木星的“引力彈弓”,令地球零消耗改變方向、提升速度,最后到達(dá)比鄰星。
李晉斌告訴揚(yáng)子晚報(bào)記者,“引力彈弓”是一種飛行器加速常用的方法,我們向地球以外的天體發(fā)射飛行器時(shí),常會(huì)應(yīng)用到其他行星或天體做“引力彈弓”,以此來節(jié)省燃料、時(shí)間和計(jì)劃成本。比較經(jīng)典的可能是美國(guó)的“卡西尼”號(hào)探測(cè)器了,它于1997年10月15日從地球發(fā)射前往目的地——土星,但只帶了很少的燃料。它在1998年4月26日利用了金星的彈射,在1999年7月24日利用了金星的第二次彈射,又于1999年8月18日利用了地球的彈射,后于2000年12月30日利用了木星的彈射,最終于2004年7月1日抵達(dá)土星。
電影里的“引力彈弓”場(chǎng)景很可能實(shí)現(xiàn)不了
“比如一只乒乓球,當(dāng)它飛向一面靜止的球拍時(shí),在忽略重力、空氣阻力、摩擦等因素的情況下,反彈速度是相同的。但如果這個(gè)球拍向著來球方向移動(dòng),那這個(gè)球與拍相撞后反彈速度就會(huì)變快,這就是‘引力彈弓’效應(yīng)?!崩顣x斌說,其實(shí)“引力彈弓”也是科幻電影經(jīng)典橋段之一。例如《星際穿越》中,庫(kù)珀為使“巡邏者”號(hào)飛船到達(dá)米勒星球,這就需要降速c/3,他采用的方案是利用一顆中子星進(jìn)行引力彈弓減速。
值得注意的是,《流浪地球》中的引力彈弓場(chǎng)景很可能實(shí)現(xiàn)不了,電影忽視了一個(gè)非常重要的先決條件,木星和地球的質(zhì)量比值不夠大,大約320(不像乒乓球和球拍質(zhì)量差那么懸殊)。地球不可能利用木星的巨大引力實(shí)現(xiàn)引力彈弓的加速效果,地球一旦被木星引力捕獲,結(jié)果必然是地球和木星相互牽扯,兩者相互圍繞旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)半徑會(huì)越來越小,最后,地球和木星發(fā)生猛烈碰撞,形成一個(gè)新的星球。
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更新時(shí)間:2019/2/11 10:11:34
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