在开始讨论问题之前,我们先来了解下《流浪地球》这个时代背景,描述的是未来太阳将进入氦燃烧阶段,剧烈的氦元素聚变将会导致太阳的窥规模扩大很多倍,并且不稳定的燃烧将会使太阳系内的空间环境变得极度恶劣,地球将不再适合人类生存!
当然有两种方式,巨型飞船搭载部分人员逃离或者带着地球一起逃离,当然最终的决定是带着地球一起逃离啦.....就如蜗牛一般,旅行都带着房子!
接下来就是制造巨型的行星发动机准备逃离了,原理很简单,使用核聚变发动机,就是太阳上天天正在发生的过程!但燃料.....太阳上是氢元素,我们正在努力中的ITER是氘氚核聚变!而逃离太阳系的似乎是铁元素之前的所有元素!!
理论上铁以前的元素都可以作为核聚变的燃料,但氘氚门槛最低,只需要五千万至一亿度!!!而之后是氘和氦三,再是氦三和氦三......
当然氕即氢的同位素也很干净,可惜就是要求比较高,而之后的元素都可以聚变,只是近乎超级超级变态的要求至少在地球上百年之内是不可能了.....当然我们不需要较真,在《流浪地球》剧情中我们信它实现了就行!
操作过程也不复杂,首先将地球自转减速,因为地球一直在自转中这个发动机喷口不知道往哪儿喷!很多人认为地球不转了会有很严重的后果,其实慢慢不转也没所谓,只不过赤道地区会稍稍感觉重了一点,而两极并没有任何差别!
接下来就是开启上千台行星发动机在地球轨道上向前加速了......为什么不直接将地球推离当前轨道?理解起来不难--将地球加速后它自然会跑到更远的轨道,而发动机的推力不足是主要问题!就像霍曼转移轨道一样,加速之后轨道将慢慢提升至转移轨道......
计算方式如果不考虑那么复杂的话也挺简单的,如果你向后以10M/S丢10KG的物质,那么可以10KG的飞船以10M/S的速度前进,假如100M/S的速度丢1KG的物质也能获得同样的效果....地球的质量高达5.965*10^24千克,而逃离太阳系的速度要求是16.7KM/S,假如这个核聚变喷流速度是10万千米/S,想必就可以根据这个公式计算出每秒需要丢弃多少物质了吧!大约是:996155000000000000000KG
当然这是一次性加速到这个速度,但慢慢就没有那么变态要求了!而且到目的地后减速也需要这么多质量的物质哦.....因此上述数量是×2的,大概需要消耗:0.0334%地球的质量!
但而实际上离子发动机能达到的喷流速度连1万千米/S都不到,如果以此计算,质量消耗将会增加十倍!当然以上仅为简单计算,不考虑乱七八糟的情况,比如首先得把月球给甩了,那地月系一起走就是个累赘.......
因此从理论上来看,完全没有问题!但从实际操作上,我们的ITER连氘氚聚变都还没搞定,更别说铁元素之前的所有元素聚变了........
不过这《流浪地球》看预告还是不错的,大年初一可以来个科普大餐.......
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