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今年的春节贺岁档，出现了一匹黑马，就是被称为中国科幻电影新纪元的《流浪地球》。 这部由刘慈欣小说《流浪地球》改编的同名电影，历时4年与观众见面。 为了打造这部科幻电影，剧组做了大量的功课，整部电影对太空、航天、机械等有着丰富的表现。 很多人看完电影后表示，不相信这是中国拍的。很多人看完后依然意犹未尽。
《流浪地球》讲述了这样一个故事 《流浪地球》讲了一个脑洞十分大的故事。 未来的某一天，人们发现太阳在急速老化，快要炸了，人类唯一生存的办法就是逃离太阳系。 但是，最近的适合居住的星系是4.2光年外的比邻星。 于是，大家想出一办法，把地球上安装上上万个发动机。 把地球推走。 这就是行星发动机。 人类建造了1万个行星发动机，遍布世界各地。 这样就能把地球推离太阳系。 但是把地球搬家的步骤也很繁琐，总体需要这样五个步骤： 第一步，用地球发动机使地球停止转动，使发动机喷口固定在地球运行的反方向； 第二步，全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速度，飞出太阳系； 第三步，在外太空继续加速，飞向比邻星； 第四步，在中途使地球重新自转，调转发动机方向，开始减速； 第五步，地球泊入比邻星轨道，成为这颗恒星的卫星。 当这一万个行星发动机全部启动，地球就是如此壮观的景象： 但是人类为了这个计划，也付出了巨大的代价。 让地球刹车，并推动地球前进，让板块变动，引发了滔天海啸和地震；地球人口减半，只剩35亿人口……城市陷入冰封。 幸存的35亿人，被迫迁入地下城，因为地面已经低温将至零下84度了。 就在这种时刻，人类为了生存，艰难前行。 在这时，在地球还没有飞出太阳系的时候，飞近了木星的时候，被木星引力吸引，地球逐渐接近木星并最后要撞击木星的危险时刻。 在这危机关头，人们为了脱离危险，上演了一段段潸然泪下的求生故事。 老师家长，你有带着孩子看这部电影吗？在看电影时，当孩子提出了自己的不解之处，你该如何给孩子答复的呢？ 其实，在这部电影中，涉及的科学知识非常多，设定详实，且高度融入了剧情。 电影讲述的故事中，明知靠近木星有危险，为什么地球还要走这条路？为什么接近了木星地球就会被“撕裂”？ 带着种种疑问和思考，让我们一起了解这些电影情节里的科学解读和科学背景，探寻这个电影故事中的科学奥秘！ 故事背景是这样的：太阳急速老化，不断膨胀，太阳系已经不适合人类生存，于是人类为自己选了一个新的家园——比邻星（半人马座三星）。
比邻星同太阳一样，都是恒星，但质量只有太阳的八分之一 地球是个庞然大物，半径6371公里，重达59万亿亿吨。但人类造出了同样庞大的行星发动机，足以在5年左右将地球推进到逃逸速度（脱离太阳引力的最低速度）。
行星发动机示意图 但这个速度还远远不够。比邻星（半人马座三星）距离地球4.3光年，如果按照逃逸速度航行，需要7.7万年才能抵达，这实在是太漫长了！ 即使行星发动机继续加速，达到光速的百分之一仍然不可行。于是人类想到了借助木星的“引力弹弓”，令地球零消耗改变方向、提升速度，最后到达比邻星。
那为什么行星发动机不能加速到百分之一光速呢？这是因为行星发动机的能量来自“重元素聚变”。 所谓重元素聚变并不是什么稀奇玩意儿。在宇宙深处有不少恒星“巨无霸”，内部就在进行着重元素聚变。
重元素聚变的质能转换效率是相当低的。最乐观估计，地球要达到逃逸速度，也必须烧掉7亿亿吨的石头，相当于把全球的地面挖掉40米做为燃料；要达到光速的百分之一，则必须削去地壳的一半。 如果无法靠自己的力量推动地球，那就借助精巧的轨道计算，利用天文尺度的力量——万有引力。于是人类将目光投向木星，这就是电影前半段上演的。 航天中存在引力弹弓现象，利用它，可以令航天器零消耗低改变方向、提升速度，送达目标轨道。
引力弹弓一般发生在一对重量相差悬殊的天体之间。这里我们用木星（红色球）和地球（蓝色球）举个例子，如图a和图b所示。 |
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