在國際空間站開一槍,射向太陽,能夠到達嗎

常常看到一些人提出,在國際空間站上用狙擊步槍向太陽打一槍,會咋樣呢?這些人當然知道一顆子彈是無法摧毀太陽的,但一定幻想著在太空沒有空氣阻力,這顆子彈就會一直飛,終究會飛到太陽上。事實咋樣呢?我們來討論一下。

在國際空間站開一槍,射向太陽,能夠到達嗎

要解答這個問題,咱們又要抬出經典力學大師牛頓了。

在三百多年前,經典力學大師牛頓就發現了萬有引力定律,就是世界上的一切具有質量的物體,都有引力,引力大小是與相互作用雙方的質量成正比,與距離平方成反比,其表示式為:F=GMm/r^2。這裡F就是引力大小值,G為引力常數,M和m是相互作用物體的質量,r為它們之間質心的距離。愛因斯坦雖然發現了萬有引力的本質,是質量對空間的擾動和扭曲導致,從而更精確地修正了引力與速度的時間膨脹效應,但牛頓萬有引力定律依然有效。這樣,根據這個定律我們就可以計算出要逃出地球引力的動能,也就是地球三個速度,即環繞速度、脫離速度、逃逸速度。

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地球上三個宇宙速度。

第一宇宙速度叫地球環繞速度,就是在地球上空一直環繞地球飛行,即不被地球引力拉扯下來,也沒法子逃出地球引力,這個速度為7。9km/s;第二宇宙速度叫地球脫離速度,實際上就是能夠逃脫地球引力的速度,為11。2km/s,但這個速度無法逃出太陽引力;第三宇宙速度是指在地球這個位置,逃離太陽引力的速度,這個速度為每秒16。7km。這三個宇宙速度是一個標準值,引力大小與距離平方成反比,因此在距離地球不同高度,三個宇宙速度值是不同的,需相應做出調整。第一宇宙速度,即環繞速度遵循的公式為:v‘^2=GM/r;第二宇宙速度,即逃逸速度的公式為v\\\“=√(2GM/R)。這裡v’為環繞速度,v“為逃逸速度,G為引力常量,M為地球質量,r為環繞物體距離地心的距離。根據這個公式,我們可以計算出在距離地表400km高空執行的國際空間站,其環繞速度需要約7。67km/s,逃逸速度約10。84km/s。

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知道了這三個速度,我們就能夠知道在空間站開一槍會怎樣了。

我們以M82A1狙擊步槍為例,其擊發出膛初速度約900m/s。在400km高空雖然還有空氣分子存在,但已經極其稀薄,我們就假定沒有空氣阻力,這樣子彈就一直以900m/s的速度飛,就能夠飛到太陽嗎?no,因為這顆子彈無法飛出地球引力圈,怎麼可能飛向太陽呢?太陽距離地球約1。5億km,地球的引力半徑(希爾球)約150萬km,在400km高空要逃出地球引力脫離速度為10。84km/s。這顆子彈的速度能夠達到多少呢?國際空間速度約7。7km/s。如果順著國際空間站運動方向打一槍,空間站慣性動能加上子彈速度,疊加速度可以達到8。6km/s,並沒有達到第二宇宙速度。這樣我們可以就計算出這顆子彈在地球上空會形成一個橢圓軌道,遠地點可以達到約5379km處,近地點在400km處。這個距離與太陽毛關係都沒有,只會成為地球一顆迷你衛星。

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子彈最終還是迴歸自己的家園。

在400km高空,空氣雖然和稀薄,但阻力還是存在的,因此子彈迷你衛星是不能永遠飛下去的,速度會慢慢降低,執行軌道也就越來越低,空氣阻力越來越大,最終這顆子彈會迴歸地球大氣層,成為一顆小流星被燒燬。如果朝著國際空間站運動反方向射出這顆子彈,這顆子彈的速度只有每秒6。8km了,而且不會朝著空間站運動反方向飛,還會在空間站慣性下跟著空間站一起飛,只不過沒有空間站快,慢慢拉下的差距越來越大而已。由於這顆子彈達不到在這個高度的環繞速度7。66km/s,會很快被地球引力拉扯進入大氣層燒燬。就是這樣,歡迎討論,感謝閱讀。時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解合作。

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