月球和地球的关系列数字的段落,如果在地球和月亮之间架座桥,我们开着最好的车多久能到达月球
如果在地球和月亮之间架座桥月球和地球的关系列数字的段落,我们开着最好的车多久能到达月球?
月球是地球唯一的卫星,也是距离地球最近的天体,在几十亿的漫长岁月中一直默默陪伴和守护着地球,成为我们最忠实的伙伴,自古以来,人们对月亮就有着非常美好的愿景,借之抒发理想,寻求精神寄托,因此就有了嫦娥奔月等神话传说。而我们对月球的探索,自从人类能够进行深空探测之后,脚步一直没有停歇,使得人们对月球本身特征以及运行规律有了更加清晰的认知。那么,不妨我们脑洞大开一下,在地球与月球之间建造一座桥,开着最好的车进行来回旅行,岂不美哉!下面,就从理想化的状态和实际上的操作两个大方面来简要分析一下,来一个头脑风暴吧。
月球的基本特征月球是人类第一次踏上的地外天体,也是迄今为止唯一踏上的地外天体。“我的一小步,是人类的一大步”是第一个登上月球的宇航员阿姆斯特朗所说的非常著名的一句话,从此人类进行地外太空探测的步伐,就像插上翅膀一样高飞猛进,众多的月球探测器或围绕月球运动,或直接降落在月球表面,为我们深入对月球进行科学探测,全方位了解月球打下了非常坚实的基础。
月球的形态。直径平均3476公里,是地球的1/4;质量7.3×10^19吨,是地球的1/81;平均密度3.34克/立方厘米,是地球的2/3。
月球的大气。月球由于引力仅是地球的1/6,很难有效地吸住大气,因此大气层的气体分子浓度水平极低,表面的大气压力仅为地球的十万亿分之一,氧气就更加可以忽略不计了。在这种情况下,月球上的水分子也在较弱的引力作用下很容易逃逸到太空中。
月球的温度。由于没有大气层的保温作用,向着太阳的一面可以达到120多度,背着太阳一面又能够降到零下200度。
月球的运行。月球与地球的平均距离为38万千米,围绕地球公转的周期27.3天,与月球自转周期相同,因此月球表面与地球的相对位置不会发生变化,从地球上看到的月球始终是它的相同一面。
月球的磁场。月球内核已经完全冷却,失去了存在磁场的条件,来自太阳的高能粒子可以几乎不受任何阻拦直接到达月球表面,辐射环境非常恶劣。
理想状态下通过桥梁进行地月旅行在理想状态下,我们只需要考虑地月之间的距离既可,而不需要考虑诸如重力因素、氧气含量、建造材料来源、建造起始点等等复杂因素。
由于月球围绕地球公转的轨道不是一个完美的圆形,而是一个类似的椭圆形状,存在着近地点和远地点,其中近地点36.3万公里、远地点40.5万公里,平均距离为38.4万公里。
从目前来看,世界上最快的跑车为科尼赛克One:1,时速为450公里/小时,在不考虑加油和驾驶员休息、吃饭等其它因素外,在月球近地点到达月球只需要33.6天,远地点需要37.5天。
不过,还有一种超音速汽车,叫寻血猎犬(Bloodhound),把欧洲"台风"战斗机喷气式发动机与一种混合火箭发动机作为汽车的动力系统,它的最高极限速度可以达到1600公里/小时,如果用这种“变态汽车”,则到达月球的时间就大大缩短了,到达近地点仅需9.5天,到达远日点也只需要10.6天。
实际情况下的操作性上面只是理想状态下的情况,如果排除驾驶员的休息、吃饭、汽车加油、材料的强度、氧气的供给等这些基础条件之外,仍然面临着不可回避和难以解决的困难,这些困难均是由于月球和地球相互之间运转关系决定的。主要表现在以下两个方面:
一是月球公转和地球自转周期之间存在非常大的差异。月球围绕地球公转一圈,所需的时间为27.3天,而地球自转一周仅需要24个小时左右。也就是说,即使真的有强度异常高的材料建成一座桥梁,那么在地球自转速度明显大于月球公转速度的情况下,地球上的桥梁支点总会比月球上的桥梁支点移动速率快,总跑在前面,因此这座桥梁就将会像绳子一样,一圈一圈缠绕在地球上,直到把月球拉到地球表面,两者最终相撞在一起。当然,我们也不可能找得到有这样强度的建筑材料,月球也不会被拉近地球。
二是月球公转轨道与地球自转轴并不垂直。我们都知道地球围绕太阳公转有一个黄道平面,其与地球赤道有一个夹角,平均为23度26秒,变化幅度在22度到24.5度之间,变化周期在4万年左右,因此基本感受不到这种变化。而月球围绕地球公转的轨道平面,与地球赤道平面之间也有一个夹角,变化幅度在18.5度到28.5度之间,幅度变化区间很大,而且变化周期较短,约为18.61年,月球公转轨道面与地球公转黄道面之间的交点,每年会有24个交点,因此每个月都会有不同的交点,表现在每天我们所看到的月球在天空中的位置都会有稍许的位移。那么,这就将给月球桥梁设计时的终点选择带来很大的不确定性,如何选择起始点,如何处理每天同一时间二者之间的位移是一个大问题。
总结一下在月球和地球之间架座桥,从而减少地月之间的“旅行代沟”,是我们发自内心的朴素设想,但却是以现有技术水平根本不可能实现的愿望,因为除了要克服重力、氧气含量、燃料、建造桥梁的材料强度等方面的限制因素以外,我们根本不可能突破地月之间运行速率的不一致性、以及月球公转轨道与地球赤道之间交点位移的问题。以后的月球旅行,还得依靠载人航天器来实现。