|
如果在空间站对着月球开一枪会怎么样？能击中月球吗？对此我们似乎可以认为，空间站处于失重环境，并且在太空中又没有空气的阻力，因此如果在空间站开一枪，那么发射出的子弹应该会不受阻碍地沿着直线飞行，在这种情况下，只要瞄得够准（比如说计算好提前量），那么就应该能击中月球。 然而这样的事情却不会发生，这是因为失重并不代表空间站没有受到地球的引力作用，为了说明这个问题，我们不妨来看看“牛顿大炮”这个经典的思想实验。 如上图所示，假如我们在地球上的一座高山上架起一门大炮，然后将炮弹沿着水平的方向发射出去，在不考虑空气阻力的前提下，根据炮弹速度的不同，就会出现以下三种情况。
实际上，空间站就是属于上述的第三种情况，对于这种现象我们可以简单地理解为，空间站其实一直处于自由落体的状态，只不过由于地球是圆的，空间站的水平速度又很快，因此空间站就一直掉不下来。 在做自由落体运动时，空间站内的所有物体（包括空间站本身）都在以同样的加速度下落，因此物体之间因为重力而产生的各种效应就全部消失了，在这种情况下，物体就感受不到重力了，也就是所谓的“失重”。 由此可见，空间站中的所有物体依然受到了地球引力的束缚，而假如我们想做到“在空间站对着月球开一枪，并让子弹击中月球”，首要条件就是要求发射出的子弹必须是属于前面提到的第1种情况，即：以非常快的速度直接飞出地球，具体要多快呢？答案就是第二宇宙速度（物体在无动力的情况下摆脱地球引力束缚所需要的最低速度）。 需要注意的是，因为空间站一直在以第一宇宙速度围绕地球运行，所以如果可以的话，我们应该在月球运行到空间站运动方向的切线前方时对着月球开枪，这样就可以将子弹发射时的初速度和空间站的速度完美地叠加起来。 已知第一宇宙速度为7.9公里/秒，第二宇宙速度为11.2/秒，也就是说，在理想的情况下，子弹的速度只要达到3.3公里/秒，就可以摆脱地球引力的束缚，进而达到击中月球的目的。 （注：由于空间站运行在距离数百公里的近地轨道上，受地球的引力相对要小一些，因此对于空间站来讲，这两个速度也就相应地要低一些，但这个数值相差不大，所以这里我们可以将其忽略） 那么什么样的枪射出的子弹能达到这样的速度呢？很遗憾，世界上所有已知的枪都不可能发射出如此高速的子弹，比如说大名鼎鼎的巴雷特（M82A1），其子弹发射时的初速度也只有0.9公里/秒左右，就算是在理想的情况下，其速度最多也只能达到8.8公里/秒，距离第二宇宙速度还差得很远。 顺便讲一下，现代子弹的发射药基本上都是氧化基团和可燃性基团组成的混合物，简单地讲就是，这类发射药自带氧化剂，因此在没有氧气的环境中（比如说太空中或者水中），这种子弹依然能够正常发射。 总而言之，如果在空间站对着月球开一枪，发射出的子弹将被地球的引力牢牢地束缚住，根本就不可能击中月球，而根据开枪方向的不同，发射出的子弹将以不同的轨道围绕着地球运行，大概可以分为3种情形。 如果开枪方向与空间站的运行方向相同，那么子弹的运行轨道将会是一个狭长的椭圆形，如果相反，那么子弹相对于地球的速度就会变慢，并因为低于第一宇宙速度而逐渐坠入大气层，最终化身为一颗微小的流星。如果向上（相对于地球），那么子弹的运行轨道将会升高，最终也会是一个椭圆形，但没有第一种情形那么狭长。 当然了，以上分析只是基于正常范围的讨论，如果有人非要说用的是激光枪的话，那我们也就没有什么讨论的必要了。 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见` |
|
|
