如果地球大50%,我们可能会被困在这里

2020-06-23 05:41:47

对许多人来说,人类的巨大飞跃等同于尼尔·阿姆斯特朗登上月球表面的一小步。

美国宇航局宇航员、化学工程师和文艺复兴人唐纳德·佩蒂特不同意这种说法。他说,这一飞跃实际上发生在离家很近的地方。

他在2012年写道,人类的巨大飞跃不是登上月球的第一步,而是到达地球轨道的第一步。

这第一步距离地球约400公里,需要进入火星表面所需总能量的一半。地球和月球之间的目的地只是简单进入地球轨道所需的一小部分。这第一步的成本取决于地球引力的大小。物理学规定,支付比全额成本少一分钱的费用将导致地球以一种不那么温和的方式收回你的航天器。

重力对地球居民令人窒息的控制意味着,当前火箭质量的80%到90%必须被实际燃烧的推进剂吸收,才能将火箭送入太空!根据佩蒂特的说法,这意味着坐在火箭上比坐在汽油瓶上更不稳定。这也意味着没有太多的空间来放食物、电脑、科学实验和宇航员等东西。

佩蒂特说,如果我们星球的半径更大,可能会有一个无法建造地球逃逸火箭的点。

让我们假设用96%的推进剂(4%的火箭)建造一枚火箭.。是运载火箭工程的实际极限。让我们也选择氢氧,这是已知的、目前能够用于人类额定火箭发动机的最高能量的化学推进剂。通过将这些数字插入火箭方程,我们可以将计算的逃逸速度转换为其等效的行星半径。这个半径大约是9680公里(地球是6670公里)。如果我们的星球直径大50%[同时保持相同的密度],我们将无法进入太空,至少不能使用火箭进行运输。

佩蒂特的思维实验强调了几点。首先,尽管火箭作为人类的星际运输工具取得了成功,但它们的效率却低得令人悲哀。如果可能,我们必须找到新技术来打破地心引力的束缚。已经提出了许多方法,其中一些直接来自科幻小说。很少有人接受过测试,甚至没有得到充实。其次,在月球上建立发射基地很有直观性。月球的逃逸速度仅为地球的21.3%。在地球上发射太空需要轰鸣,而在月球上发射太空需要相对呜咽。月球上的卡纳维拉尔角还很遥远,但随着3D打印和材料加工的进步,它可能会得到更清晰的关注。毕竟,为了让它工作,我们需要从月球本身或附近的空间物体(如彗星或小行星)中提取大部分宇宙飞船材料。或者,我们可以简单地将月球作为加油站,将其储存的水冰加工成氢氧推进剂。

用佩蒂特的话说,地球目前对人类有着残暴的控制。到目前为止,我们超越其引力控制的尝试只是昙花一现,但最终还是有可能挣脱的。