解读地球的潮汐引力锁定,月球的一面为何总朝向地球?
解读地球的潮汐引力锁定,月球的一面为何总朝向地球?1,为什么地球海水会有潮汐现象,分为大潮和小潮!为什么月球总一面朝向地球?直接抓重点言简意赅的描述! 2,月球为什么总会一面朝向地球呢?
在中国科幻大片《落难地球》中,由于太阳不停膨胀,即将吞没地球,人类不得已借助漫衍在世界各地的巨型推进器改变地球的轨道,踏上落难之旅。若是在未来的某一天,《落难地球》中的情节成为现实,我们能否让地球迁入一条新轨道?整个历程又将遭遇哪些工程学挑战。
50亿年后,太阳将耗尽燃料并不停膨胀,极有可能吞噬地球 《落难地球》虽然是一部科幻影片,但片中的情节可能在未来的某一天成为现实。50亿年后,太阳将耗尽燃料并不停膨胀,极有可能吞噬地球。与太阳殒命相比,全球变暖则是一个更为紧迫的威胁。将地球迁入一条新轨道是一种解决方案,而且在理论上可行。若是上演现实版的《落难地球》,我们将怎么做,又会遭遇哪些工程学挑战? 首先,我们做这样一个假设:我们的目的是让地球迁入一条距太阳更远的轨道——比当前轨道远50%的类火星轨道。多年来,我们一直在研发小行星变轨手艺,试图让它们改变轨道,避免与地球发生相撞事故。
艺术概念图,落难行星与地球相撞 一些变轨方案往往会接纳破坏性行动,例如在小行星外面或者四周引爆核弹,又或者行使所谓的动能撞击器,例如让飞船高速撞击来袭小行星。由于极具破坏性,这些方式显然不适合地球。 其它方案较为温顺但需要相当长的时间。具体地说,就是行使钩挂在小行星外面的拖船一点点拖动小行星,或者让飞船在小行星四周盘旋,行使引力或者其它方式改变小行星的轨道。由于地球质量很大,纵然是个头最大的小行星,也无法与地球相提并论,这些手艺同样不适合地球。
Space X在加州范登堡空军基地发射猎鹰9型火箭 实际上,我们一直在改变地球的轨道。每次探测器飞离地球并前往另一颗行星,都市对地球施加很小的反向推力,这有点像开枪时发生的后座力。庆幸地说,这种反向推力微乎其微,无法被我们察觉到。不外,这也意味着我们无法通过这种方式到达给地球迁居的目的。纵然存在这种可能性,也是一种异常不现实的做法。 SpaceX公司的猎鹰重型火箭是当前性能最卓越的运载火箭之一。为了让地球迁入与火星一样的轨道,我们需要举行3万亿亿次满负荷发射。制造这些火箭花费的质料相当于地球质量的85%。等到迁到火星轨道,地球质量就只剩下15%。
喷气推进实验室,美国宇航局的NSTAR离子推进器正在接受测试 电动推进器的能效远高于通例火箭,尤其是离子推进器。离子推进器喷射带电粒子流,进而驱动飞船前行。我们可以向地球轨道的背向启动巨型电动推进器,改变地球的轨道。这种巨型推进器可以部署在海平面1000公里,虽然脱离地球大气层,但仍借助刚性梁与地球牢牢相连,
量子力学的不完备性会引发物理学新的变革吗?
作为现代物理学的两大支柱之一,量子力学描述了微观粒子是如何发生相互作用的。在人类已知的四大基本作用力中,除了引力之外的三个都已经在量子力学中得到统一。两个物体靠得越近,它们对彼此施加的作用力就越大。如果它们离得太远,作用力就会降到零。
不停输出推动力。若是偏向准确,有了每秒40公里速率喷射的离子束,我们仍需要喷射出相当于地球质量13%的粒子才气推动余下87%的质量。
太阳帆艺术概念图 虽然光子没有静止质量然则有动量。我们还可以给聚焦光束,例如激光束,供能来实现给地球迁居的愿望。我们可以从阳光获取所需的能量,如此一来,便无需花费地球的质量。不外,纵然接纳突破摄星设计设想的100GW超级激光阵列,也需要300亿亿年才气改变地球的轨道。(突破摄星的激光阵列用于驱动飞船逃离太阳系并造访四周的恒星系统。) 借助部署在地球四周的太阳帆,我们可以将阳光直接反射到地球。研究人员发现需要一个比地球直径大19倍多的反射盘,才气实现这个10亿年的设计。
欧洲航天局的“罗塞塔”号探测器 所谓的“引力弓”是指两颗相互围绕的天体通过极近然则互不接触的方式交流动量和改变速率。这是行星际探测器习用的一种灵活方式。2014年至2016年间,欧洲航天局的“罗塞塔”号飞船造访彗星67P。在奔赴这颗彗星的10年旅途中,“罗塞塔”号于2005年和2007年两次近距离掠过地球。通过这种操作,地球的引力场大幅提高“罗塞塔”号的加速率。这是单纯使用推进器无法做到的。虽然地球受到气力相同但偏向相反的推动力,但由于地球质量很大,并不能发生可测量的影响。 若是借助质量远大于飞船的物体,此时的引力弹弓会发生怎样的效果?小行星确实可以被地球的引力改变轨道,但地球轨道受到的反作用力微乎其微。若是接纳这种方式,需要重复无数次,才气在很大程度上改变地球的轨道。
太阳是地球生命不可或缺的能量源。但太阳终究是一颗恒星,终有一天会走向殒命 太阳系的某些区域充斥着大量小天体,包罗小行星和彗星,其中许多天体的质量很小,可以借助手艺手段改变它们的轨道。但与从地球发射的人造飞船相比,它们仍旧是庞然大物。 通过精准的航行门路设计,我们可以行使“Δv杠杆”,让地球获得推力。所谓的“Δv杠杆”是指将小天体被推出它们的轨道尔后掠过地球,让地球获得更大的推动力。这听起来很令人兴奋,但据科学家估量,我们需要100万次小行星擦肩而过,每次距离几千年,才气在太阳急剧膨胀并吞噬地球前,让地球逃离当下的轨道。
用于驱动光帆的激光相控阵列,可能建在智利沙漠 在所有潜在方案中,行使多颗小行星的引力弹弓在当下最具可行性。但在未来,光束驱动才是最佳选择。若是我们知道如何在太空中制作巨型修建或者拥有功率超级壮大的激光阵列,我们便可让这个方案成为现实。除了改变地球轨道,这项手艺也可用于太空探索。 作为地球的邻人,殖民火星一直是人类的一个梦想。纵然太阳在未来发生恐怖的膨胀,火星也可能幸免于难。现在,火星殖民设计只在理论上具有可能性,但在未来的某一天,这项设计在手艺上也将具有可行性。 与改变地球轨道相比,移民火星的难度更低。究竟,我们已经多次派遣探测器造访这颗红色星球。在思索地球变轨面临的挑战时,我们不妨将眼光投向火星殖民设计。我们可以借助手艺手段让火星具有宜居性,尔后随着时间的推移分批移民。与让地球落难相比,这是一个更合理的选择。
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