火箭 如果地球變大50%,我們可能會被困在地球上!

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大約在半個世紀(jì)前,阿姆斯特朗在月球上邁出了人類的一大步。但在此之前,航天器飛上太空進(jìn)入地球軌道才是人類的一大步。
【 火箭|如果地球變大50%,我們可能會被困在地球上!】以航天器飛向火星為例,飛到距離地球約400公里的太空所需的能量已經(jīng)占整個旅程的一半。因此,地月之間的飛行只占到進(jìn)入地球軌道所需能量的一小部分。太空旅行第一步的成本是由地心引力的大小而決定的。
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由于地球引力的束縛,進(jìn)入地球軌道的火箭需要攜帶占自身總重量80%-90%的推進(jìn)劑。因此,火箭猶如一枚巨型炸彈。同時,這意味著火箭中可用于存放食物、科學(xué)設(shè)備以及宇航員的空間非常小。
盡管如此,我們還是應(yīng)該感到慶幸。因?yàn)槿绻厍蛟俅蟮揭欢ǔ潭?,那么以目前的技術(shù),人類將無法建造出能夠脫離地球的火箭。利用齊奧爾科夫斯基火箭方程,可以計算出火箭無法進(jìn)入太空的地球大小。
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假設(shè)建造了一枚火箭,其重量的96%為推進(jìn)劑——這是運(yùn)載火箭工程的實(shí)際極限。并且,選擇液氫和液氧作為推進(jìn)劑——這是目前已知能量最高的化學(xué)推進(jìn)劑。把這些數(shù)值代入到火箭方程中,然后把計算出的逃逸速度轉(zhuǎn)換成等效的地球半徑。結(jié)果得到,這樣的半徑為9680公里(地球?qū)嶋H半徑為6371公里)。因此,如果地球的半徑增加了50%,人類目前所能造出的最強(qiáng)火箭將無法進(jìn)入太空。
從中還可以看到,目前火箭的效率并不高,尤其是考慮到人類的深空探索。地球的引力牢牢地束縛著人類,想要擺脫它,人類還需再邁出一大步。
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