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第三百三十八章:一米每秒飛離地球的可能性

請牢記域名:黃金屋 直播在荒野手搓核聚變

  翌日,晴空萬里,湛藍的高空像碧玉一樣澄澈。

  已經運載出來的‘零號航天飛機’宛如一頭等待命令的猛獸一般安安靜靜的躺在測試場地中。

  從清晨到正午,韓元一項一項的迅速的檢查著航天飛機,完成最后的調試。

  這是起飛前最后一次檢查。

  時間一點一點過去,正午時分,幾近無風,而懸掛在天上的太陽卻相當毒辣。

  這對于生物來說有些酷暑難耐,但對于零號航天飛機來說是轉換光電的最好時機。

  從測試場地退出來,韓元返回控制室,看了一眼顯示器上的時間。

  十一點五十六分四十三秒。

  距離摁下起飛按鈕還差十七分鐘。

  零號的發射并不是十二點準時,有些偏差。

  這是他計算過的結果。

  雖然航天飛機上天并非一帆風順,但在沒有意外的情況下,從起飛到入軌的時間是固定的。

  在韓元的計算中,零號會在正午十二點十四分啟動。

  布置在底部的三臺電推進發動機將會逐級提升功率。

  在兩小時二十三分鐘后,會到達距離地面六十八點三公里的高空。

  在這個點,電推進無工質發動機的輸出功率會逐步降低,但依舊能維持升空。

  與此同時,尾部的電磁型推進系統會啟動。

  電磁推進系統啟動后,航天飛機的飛行軌道將不再是直線升空,而是宛如一條曲線斜率一般在天空中劃過一道上升的弧線。

  而在經過一分二十七秒的預熱后,電磁型推進系統的輸出功率會達到百分之六十。

  三臺電磁發動機百分之六十的功率已經可以支撐零號的飛行了。

  電磁發動機預熱完成后,理論上計算,零號將達到距離七十六公里的高空。

  這個距離,已經接近暖層了,空氣將會開始變得稀薄起來。

  不過電推進發動機依舊會運行,來減輕一部分液態氙工質的消耗,直到八十公里的高空。

  雖然四公里的距離對于航天飛機來說并不算什么,但還是能節省一點工質的。

  這是零號航天飛機和運載火箭的區別之一。

  如果使用運載火箭發送衛星上天,過程并不漫長,從起飛到衛星入軌,正常來說,六百秒的時間,也就是十分鐘就足夠了。

  但對于韓元來說則完全不同。

  零號航天飛機從頭到尾,它的飛行速度都并不算很快,所以需要較長的時間來升空。

  哪怕是到了一百六十公里的近地軌道上,其速度也遠達不到第一宇宙速度。

  他給零號飛行器設定,在一百六十公里的近地軌道時,

  速度是5.3公里每秒。

  和普通的火箭發送衛星時,

  二級助推火箭能提供的速度差不多。

  只不過聽到這里時,

  直播間里面的大部分觀眾頓時就迷惑不解了起來。

  第一宇宙速度的要求,我記得是7.9公里每秒吧?

  五公里每秒做不到將衛星送上軌道啊,主播你的飛行速度設錯了吧?

  主播突然間智障了嗎?第一宇宙速度都能設錯。

  是換人了吧?

  什么鬼,

  主播設錯了就趕緊改啊,等下別上天了,

  速度達不到要求掉下來就慘了。

  第一宇宙速度,

  指物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度;7.9km/s。

  這么多人,

  一看就是物理沒學好的,你們的第一宇宙速度定義都是這樣的嗎?一群智商低的小朋友,

  看什么科技直播,去看美女跳舞吧,那個不需要腦子。

  樓上你馬沒了,

  你這么懂,

  那你說說。

  一群菜雞,

  聽好了,

  從理論上來講,一個物體只要一直擁有額外的動力,

  不必非要達到第一宇宙速度才能飛出地球,哪怕是以每秒1米的速度一直向上飛,同樣也能飛出地球。

  一米一秒飛出地球?你在搞什么笑呢?

  瞎扯淡。

  第一宇宙速度擺看的嗎?

  其實他說的是對的,

  所謂的第一宇宙速度,那個是在無動力的情況下保持軌道用的,

  如果你一直有推力,能夠對抗引力和空氣阻力,

  就無所謂宇宙速度。

  一秒一米,只要你能一直保持這個速度,

  別說飛出地球了,就是飛出太陽系,銀河系都可以的。

  ?????我高中學了個假物理嗎?

  別扯了,如果一米一秒能飛出地球的話,為啥火箭還要將速度加速到7.9km每秒?

  主播,到底咋回事啊?你這個速度真的能飛出地球?

  直播間內,八位數的觀眾又吵了起來,

  雙方各持己見吵個不停。

  一部分觀眾認為只有速度達到7.9km/s后才能突破地球引力變成衛星繞地飛行,這部分觀眾占據的人數不少,在一半以上。

  另一部觀眾則認為只要有源源不斷的動力,即便是一米一秒的速度,

  也能飛出地球。

  雙方分歧不小,直播間里面的彈幕都快開始人身攻擊了。

  韓元看著彈幕,微微搖了搖頭,道:

  “其實只要能對抗引力、阻力等力的話,一米一秒的速度也是能飛出太陽系的。”

  “所謂的第一宇宙速度第二宇宙速度,指的是在沒有持續提供動力的情況下,只給你一個初速度,讓你環繞地球做圓周運動或者逃離地球的速度。”

  “這種情況下,物體的確要達到7.9千米每秒以及11.2千米每秒,才可以擺脫引力或者向別的星球飛去。”

  “如果你有一定的推力,就無所謂宇宙速度。”

  “假設你現在有一架航天器,以1米每秒速度飛離地球。”

  “而它的發動機提供的動力,能在對抗重力勢能、空氣摩擦力等各種阻力外,還能讓航天飛機保持速度為1米每秒的動能,完全是可以做到飛離地球的。”

  “這并沒有違背任何定律。”

  頓了頓,韓元接著補充道:

  “其實從嚴格意義上來說,第幾宇宙速度并不是準確的說法。”

  “準確來說,應該是第幾宇宙速率,因為速率是一個標量,而速度是一個矢量(向量)。”

  “第一宇宙速度講的是圍繞地表做圓周運動不掉落的速度(速率)。”

  “也就是保持高度0km的運動速率,其計算方式為,引力等于圓周運動的離心力。”

  “而根據運動學原理,完全可以持續加速,緩慢到達再軌運行的速率。”

  “如果能夠提供足夠能量,完全可以以1m每秒的加速度把速率加上去。”

  直播間里面的觀眾聽的迷迷糊糊的,不過也大致知道了之前爭論的問題點在哪里。

  如果是這樣的話,我一架飛機多帶點燃料不就可以了嗎?速度不夠,時間來湊,遲早能飛出去。

  很快,直播間里面又有觀眾提問。

  這代表了一部分觀眾的迷惑,在這些人看來,速度達不到7.9km/s是不可能飛出地球的。

  看到問題,韓元笑了笑,道:“理論上來說,這種方法是可行的。”

  “比如我之前制造的那架飛行器,使用了電推進無工質發動機、鑭化鎵硅太陽能發電板。”

  “如果不是因為工質需求量過高,在二十四小時都能接受到光照的情況下,它是能夠以一米每秒的速度飛向太空的。”

  “只要你的能源足夠,是可以做到的。”

  “只不過別忘了一件事情。“

  “燃料,無論是哪一種,它都是有重量的。”

  “即便是你使用可控核聚變,它也需要對應的氘或者氚。”

  “你的速度越慢,你在上升的過程中,需要對抗的引力阻力就越多,消耗掉的能源也就越多。”

  “所以即便是能做到一米每秒的速度飛向外太空,消耗掉的能源也會巨多,根本就得不償失。”

  “如果是化石燃料的話,那么重量就更夸張了,甚至會出現攜帶過多的燃料而導致發動機輸出功率不夠,推力不足以讓航天器起飛的情況。”

  “關于這一點,關于這一點,有一個叫做‘齊奧爾科夫斯基公式’簡單的公式,可以參考。”

  “vm代表火箭能夠達到的最高速度,vr代表燃料噴速,m1和m2分別代表火箭的初始總質量和最終質量,而ln”則代表以常數e為底數的自然對數函數。”

  “通過這個公式可以進行計算,燃料數量的增長并不能有效地提高火箭的速度。”

  “所以對于化石燃料來說,最優的選擇,其實還是將航天器的速度在短時間內加速到一定的速度。”

  想了想,韓元又補充了一句:

  “當然,如果小型可控核聚變能制造出來的話,你們想的慢速度離開星球進入太空是可以實現的。”

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