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楼主: 淄川同好
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[提问] 变轨地球

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rottenweed 发表于 2019-2-14 09:53 | 显示全部楼层
peachtime 发表于 2019-2-13 23:50
首先感谢这篇超级硬核的科普文。
不过,他这篇文里,说的是“不停转,从南极直接推走,不借公转速度”, ...

很麻烦的。
要保持推进方向始终沿切线,得把地轴调整成完全垂直于黄道,自转周期调整为等于公转周期。在以后的推进过程中,还要根据公转周期的延长,不断地调整自转周期。
rottenweed 发表于 2019-2-14 10:02 | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2019-2-14 09:33
原著和电影的设定一堆科学上的bug
其实11公里高的发动机,比珠峰还高2公里呢,哪里的地壳承载的起,都得 ...

这玩意儿不能细究。反正大陆板块的地壳厚度可以到好几十公里,也可以在大陆上先往下挖坑,再往上堆嘛
非得说的话,这么大的喷子,搞泵后偏转或泵前偏转,难度都太高。现实中的主发动机,动个几度都费劲。
再说,开关大概太难了,工况还是尽可能保持不变为好。当今的主发动机,多次点火一样麻烦。
Lsquirrel 发表于 2019-2-14 10:33 | 显示全部楼层
rottenweed 发表于 2019-2-14 10:02
这玩意儿不能细究。反正大陆板块的地壳厚度可以到好几十公里,也可以在大陆上先往下挖坑,再往上堆嘛
...

细究更大的问题是烧光地球吧
我粗略估算了下,核聚变火箭发动机比冲就算用未来科技的一百万秒(一万公里/秒,或者说光速的百分之三点三)推算,加速到光速的千分之五那是要了地球的老命 ,光是等离子体喷流的质量就要挖地多深才行
氧和硅的聚变质量损失很小,比如氧大约是万分之三,远不如氢聚变的千分之七,要支持那么大的能量输出,挖到地幔深处是必然的,这么玩的话地球上还能有活人么
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joki 发表于 2019-2-14 10:53 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2019-2-14 10:33
细究更大的问题是烧光地球吧
我粗略估算了下,核聚变火箭发动机比冲就算用未来科技的一百万秒(一万公里 ...

固体地壳就那么点。脑洞开一下,有没有可能不挖石头,直接“抽”岩浆当燃料烧。。。
郭夫子 发表于 2019-2-14 11:09 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
joki 发表于 2019-2-14 10:53
固体地壳就那么点。脑洞开一下,有没有可能不挖石头,直接“抽”岩浆当燃料烧。。。


抽掉几十公里厚的地幔,地壳顶不住吧,到处都是地震火山啥的。
gdxd 发表于 2019-2-14 11:44 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
科幻电影嘛,那么较真干什么。
这么较真,火星救援里火星风现实中哪有电影中表现的如此强大。按现实的话,电影就拍不成了。
rottenweed 发表于 2019-2-14 13:24 | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2019-2-14 10:33
细究更大的问题是烧光地球吧
我粗略估算了下,核聚变火箭发动机比冲就算用未来科技的一百万秒(一万公里 ...

我也算过,地球的干质比实在是太差了
估计刘慈欣没仔细算过这些数字。一年8m/s的速度增量,还是老老实实在地下呆个若干万年慢慢流浪过去吧。
protoss1 发表于 2019-2-14 14:59 | 显示全部楼层
gdxd 发表于 2019-2-14 11:44
科幻电影嘛,那么较真干什么。
这么较真,火星救援里火星风现实中哪有电影中表现的如此强大。按现实的话, ...

较真有助于科普,这个行星发动机可以再编圆满点啊,比如超高比冲,亚光速工质推进,物质湮灭能量发动机。
peachtime 发表于 2019-2-14 15:29 | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2019-2-14 09:33
原著和电影的设定一堆科学上的bug
其实11公里高的发动机,比珠峰还高2公里呢,哪里的地壳承载的起,都得 ...

故事设定是只有北半球两块大陆能承受住推力。
如果地球按现在方向自转,则始终有一半的发动机无法开机,而且只在北半球发力,力量并不能顺着地球公转方向指向地心再加速啊。
咦,这样的话,不管停不停自转,都必须让地球翻个身啊。
peachtime 发表于 2019-2-14 15:37 | 显示全部楼层
protoss1 发表于 2019-2-14 01:27
需要加速到光速千分之5,这几十公里秒速节省真不重要,如果真的要加速到这么高,还是要自转比较好。当然 ...

我估算了一下。
500年加速到光速千分之五,分摊到一年,只需要增加三公里秒速。
所以,这几十公里秒速,是非常重要的。如果走太阳极地轨道,就没法借公转的速度了。
差好几倍。
郭夫子 发表于 2019-2-14 15:49 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
peachtime 发表于 2019-2-14 15:37
我估算了一下。
500年加速到光速千分之五,分摊到一年,只需要增加三公里秒速。
所以,这几十公里秒速 ...

木星公转速度才13km/s,各种七七八八的因素扣除一下,顶多可以借20km/s的dv。
peachtime 发表于 2019-2-14 16:37 | 显示全部楼层
郭夫子 发表于 2019-2-14 15:49
木星公转速度才13km/s,各种七七八八的因素扣除一下,顶多可以借20km/s的dv。


知乎上有人用软件跑了一下。
发现如果结尾的“500年加速到光速千分之五”的推力计算,变轨借木星弹弓完全不值得,还不如全速升轨跑的更快。
而按开头的单机150亿吨计算,跑出去要一万年,也不行。
所以,跑出故事中的情节,应该是有个特定的推力范围的。
一头一尾,是“试验样机”和“远期计划型号”的差别。

但是走黄道面还是必须的。所以,怎么也得让地球“躺下”再发动。
我也觉得,飞比邻星完全不值得。等躲过氦闪,在柯伊伯带老老实实发展上几百年,再去也不迟。
Lsquirrel 发表于 2019-2-14 17:04 | 显示全部楼层
peachtime 发表于 2019-2-13 23:50
首先感谢这篇超级硬核的科普文。
不过,他这篇文里,说的是“不停转,从南极直接推走,不借公转速度”, ...

这里需要考虑一个实际问题:半人马alpha并不在黄道面上,地球最终奔向它的轨道面倾角很高
要是设定为了改变轨道倾角,利用木星引力变轨还是有一定合理性的
郭夫子 发表于 2019-2-14 17:18 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
peachtime 发表于 2019-2-14 16:37
知乎上有人用软件跑了一下。
发现借木星弹弓完全不值得,还不如全速升轨跑的更快。
但是走黄道面还是必 ...

光走黄道带是不行的,半人马的赤纬是-62度,借木星变倾角兼加速可以有,但是像电影里来个木星“引力骤变”,我怀疑地球能不能到目的地。
着急上火1 发表于 2019-2-14 17:32 | 显示全部楼层
peachtime 发表于 2019-2-14 16:37
知乎上有人用软件跑了一下。
发现借木星弹弓完全不值得,还不如全速升轨跑的更快。
但是走黄道面还是必 ...

躲在木星L2点的阴影里需要的能量是不是能省一些?用木星当挡箭牌效果应该比躲远几公里好一点吧?
郭夫子 发表于 2019-2-14 17:39 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
着急上火1 发表于 2019-2-14 17:32
躲在木星L2点的阴影里需要的能量是不是能省一些?用木星当挡箭牌效果应该比躲远几公里好一点吧?

估计不行,轨道插入需要短时间里提供很大dv才行,所以目前没有用电推进行轨道插入的航天器。
自由狼-台风 发表于 2019-2-14 17:53 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
protoss1 发表于 2019-2-14 14:59
较真有助于科普,这个行星发动机可以再编圆满点啊,比如超高比冲,亚光速工质推进,物质湮灭能量发动机。

按原著的时间,三百年的基础物理及数学方面的突破之后用可能能造出这样的行星发动机,再用几十年建造和调整地轴方向,也许行。
电影中的百年以内就比较虚了。
peachtime 发表于 2019-2-17 12:24 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
会不会存在这样一个Δv区间,就是能到木星轨道,但是到不了逃逸速度?
topzdx 发表于 2019-2-17 13:01 | 显示全部楼层
peachtime 发表于 2019-2-13 23:50
首先感谢这篇超级硬核的科普文。
不过,他这篇文里,说的是“不停转,从南极直接推走,不借公转速度”, ...

地球自转的惯量不小,陀螺有两个特点进动性和定轴性,不停止自转,如何改变自转的轴向?

另外有个问题,根据地球自转的方向,停转产生的后果应该是任何大陆的东海岸无水,西海岸海啸。 上海的海啸 水从何而来?
topzdx 发表于 2019-2-17 13:17 | 显示全部楼层
还有,如果要点燃 (局部地区的)木-地 混合气体,根本不需要 损坏昂贵的大型航天器,更不需要大量的燃料去点燃。

木星的引力这么大,任何一发 石球、铁球, 再入木星大气层,只要落区的混合气体处于爆炸范围内,火流星  妥妥的 就是 最可靠的火柴。  

(航天器在再入过程中由于没有针对性的强度设计,可能过早开裂解体,达不到在预定深度爆燃的目的。定时炸弹之类的也有可靠性问题,航天器未必搭载这类武器系统,就是有,也未必是针对木星设计。  火流星,简单的就是最好的,怕石头开裂,用个铁球就行了。哑铃、杠铃片之类的航天器上会有吗?是否质量小了会提前烧光?)
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