題:
可怕的世界末日小行星接近地球，但以零相對速度安全著陸在月球上
chasly - reinstate Monica
2018-11-29 17:29:34 UTC
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小行星接近並與月球“接住”，就像體育運動員接球一樣-也就是說，使手的速度與球的速度相匹配。

可以幸運的彈弓方法會導致這種情況發生？

假設月球沒有大氣層，我的直覺告訴我必須有一個方向和速度，這樣小行星才能做到這一點。數學是否會另外說明？

重力輔助

在軌道力學和航空航天工程中，重力彈弓，重力輔助機動或擺動是利用行星或其他天文物體的相對運動（例如繞太陽旋轉）和重力來改變航天器的路徑和速度。

注意

我的意思是小行星以與月球地球軌道相反的方向接近月球。然後它開始在月球後面擺動，並且恰好在速度精確匹配發生時接觸月球表面。因此，在任何方向上以零速度相對於表面著陸。

倒想一下。如果沒有積極地改變動力，就不可能從零速度開始。嘗試著陸時也是如此。
登上月球（即使沒有“軟著陸”選項）也可能是對付世界末日小行星的完全合法的選擇。根據它的軌道，一個人可能需要更少的δ-v才能將其偏轉到月球，而試圖完全避開地球。然後，也許在瘋狂的額外delta-v預算下，布魯斯·威利斯（Bruce Willis）的角色可以安全地回家並繼續追逐他的女son。 ps。嘿，這不是worldbuilding.se ...
五 答案:
Steve Linton
2018-11-29 17:46:07 UTC
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要著陸在月球上，您必須在某個時候向月球移動（更精確地說，您要與月球的距離減小，也可能是側向移動），並且必須足夠近以使月球的重力起主導作用地球和太陽。從那時起，您的動能（相對於月球的質心）只會隨著距離的增加而增加（將勢能轉換為動能），因此重力不會使您的速度放慢。因此，您將始終以大約月球的逃逸速度（2.3 km / s）或更高速度墜毀。在幾乎水平移動的同時，您可能會直撞或擦掠表面，但是會有相當大的相對速度。

我們是否可以假設一個假想的衛星以與小行星的飛行方向相同的方向旋轉並具有足夠低的引力，那麼我的情況會起作用嗎？
為了獲得真正平滑的接觸，您需要使月亮的赤道精確地以逃逸速度旋轉，以便以逃逸速度進入的小行星也可以與它“對接”。問題在於，在赤道處的岩石會“逃逸”，即飛向太空。如果月亮足夠小，以至於岩石的力量將其凝聚在一起，那麼這可以起作用，但是如果它是靠重力來保持的話，那就行不通了。
小行星也將進入地球和太陽的重力井，並從中吸收動能等能量，因此，月亮的自轉速度必須比逃逸速度快得多。
然後發生SevenEves。
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這個最低限度是否意味著它進入軌道的最低高度有限制？
@JollyJoker一顆孤立的行星無法將一個不復雜的小行星捕獲到一個封閉的軌道中-如果它是從無限遠處來的，它將逃到無限遠處。因此，月球捕獲的任何東西都是由於與地球和太陽的引力之間複雜的相互作用。最初，它會被捕獲到一個大軌道上，儘管它可能是一個長橢圓形，每個橢圓軌道一次接近月球。然後，相同的相互作用可能會在很長一段時間內緩慢降低軌道。
@bukwyrm:大多數小行星都不來自星際空間，因此它們不會很好地落入太陽的引力中。但是，它們確實來自行星際空間，因此它們確實會很好地掉入地球的重力。
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通過使小行星比平時更柔韌，並選擇在捕穫後最終進入冰凍軌道的荒謬可能性，您可以將其降至月球軌道速度以下。
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uhoh
2018-11-29 17:55:13 UTC
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@SteveLinton的答案是正確的，無論您多麼輕柔地嘗試，到月球表面時，月球的重力都會使您加速到大約2,400 m / s。有多種方法可以利用地球和太陽的引力來對此進行微小的減小，但這是很小的影響。

最簡單的說法是月球上的岩石不會突然消失，自發地跳升並飛入深空。古典力學的工作時間基本上是相同的（在無損系統中，就像@Mołot重要性指出一樣）。因此，如果某些事情不能在一個方向上及時發生，那麼它也不可能在另一個方向上發生。

嗯是的關於岩石跳脫的論點確實是絕對合理的，並且使我對@SteveLinton's的回答有直觀的感覺。
我認為您已經有了主意，但是為了幫助您，請像愛因斯坦一樣思考：想像一下月亮，就像一個保齡球沿著大型蹦床表面滾動一樣。在任何時刻，蹦床的表面都會在球的深處變形。無論您如何接近它，為了降落在月球上，您都必須很好地陷入重力。無論您是開始還是開始，都沒關係-月亮總是在您下方。
@OscarBravo是一種很好的查看方式；如果您有幾分鐘的時間，請考慮發布答案。也許添加重力井的那些圖之一，或者添加科學博物館中那些顯示器的圖像或視頻，這些球在代表該井的凹面內旋轉。
讓我感到驚奇的是，這些橡膠薄板上的重力井模型需要*重力*才能起作用。似乎有點無濟於事。
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如果一個完美瞄準的進入物體“彈弓”經過它們，如果行星和衛星恰好在其軌道上對齊，那麼理想的入射物體可以將多少動能轉移到太陽系中的行星和衛星上，沒有任何理論上的限制嗎？ ？我認為，從理論上講，一個物體可能會被彈射成一個與月球相交的橢圓形軌道，然後在數個世紀之內它的軌道就被其他行星扭曲，從而變得越來越少。混沌系統這樣做的可能性為零...
...但是我不確定是否可以輕易證明初始條件的組合是不允許的。
“古典力學在時間上向前和向後基本相同。” -僅在真空中，沒有虛構。幸運的是，在這種情況下可以滿足此條件。
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Loren Pechtel
2018-11-30 11:52:50 UTC
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從理論上講，即使我們的月亮沒有登陸，也可以進行軟著陸。

正如其他人所說，岩石固有地以最小的逃逸速度進入。您實際上無法快速旋轉月亮或使其飛散-但是如果您的物體是一塊堅固的高速旋轉的岩石，該怎麼辦？它勉強可以吃掉月亮，它的自旋彌補了月亮缺乏足夠的自旋。它輕輕顛簸，最終滾動停止。 （請注意，它必須旋轉得遠高於其逃逸速度，因此必須通過化學鍵而不是重力將其固定在一起。）

抱歉？是什麼使它粘在月球上？它以約2 km / s的切線切入；在接觸時，它相對於表面大致是靜止的。然後它繼續前進。速度為2 km / s。現在，隨著月球在其下方旋轉，月球表面會剝落。為了保持靜止不動，它需要與月球一起旋轉。因此，它需要緊緊抓住以克服離心力。就像奔跑並跳上旋轉木馬一樣。您一到就需要牢牢抓住桿子。
好主意。這種材料將需要數十吉帕量級的拉伸強度。單晶矽應該可以解決問題。
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如果旋轉速度類似於（或大於）逃逸速度，則小行星將簡單地刷掃表面並飛走。沒有辦法轉移能量來減慢小行星的速度。
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user2864482
2018-12-02 22:15:51 UTC
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我不知道細節，但是在正確的配置中，如果兩個互相繞行的天體接近一個第三天體，則其中一個天體可以被捕獲到圍繞第三天體的軌道中，而另一個天體則從系統。一個物體從重力獲取的動能的相當一部分最終會被另一個物體帶走。

也許可以構造一個極端的情況，即被捕獲物體實際上以零軌道速度留在被測物體的表面上。

另一個答案指出，經典力學是可逆的，因此相反的順序是，一個進入的物體在月球附近經過，在重力作用下拾取並帶走了坐在月球表面的質量

是的，我認為這將解決三體問題。最簡單的情況是兩個台球在表面上方碰撞，使其中一個保持零速度，而另一個反彈回太空。我認為您是對的，可以通過重力而不是通過碰撞進行交互，但是這種情況很難可視化或計算。
user64742
2018-12-03 02:47:10 UTC
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我將在這裡採用其他方法。讓我們假設這樣的岩石實際上落在月球表面上。我這樣做的原因是要顯示出它不可能發生的更實質性的原因。

我們知道，可能唯一作用在流星上的力是重力和電磁力。我們之所以知道這一點，是因為它處於太空的真空中，而這是僅有的兩個無需介質即可相互作用的力。我們知道它必須朝著月球表面移動，或者必須在那個方向上運動。原因是流星向月球移動，到達月球時會變慢。因為我們只考慮月亮和流星，所以我們知道月亮必須推動物體以使其減速。我們將假定與月球地面相切的運動在某種程度上與軌跡相匹配。這是可能的，因為該物體的切線運動速度可以等於衛星旋轉的速度，並且該速度不會改變。但是，當它接近地面時，它必須走更長的距離才能跟上軌道，而不是進入軌道。因此，我們指的是月球在地表而不是在軌道上的旋轉速度。這也意味著準確的速度取決於準確的著陸位置的高度。由於月球上有許多隕石坑，而且隕石坑並不十分平坦，因此確實降低了發生這種情況的可能性。

但是，現在您必須停下來思考一下。月亮以使物體減速的方式將其推開。現在，除非該力使流星在表面破裂，否則這意味著月亮可以將物體推開，並且沒有什麼可以阻止它立即這樣做的。這意味著流星將非常輕微地撞擊衛星表面（不能精確地以0的速度移動，否則它將停止空中），然後開始被衛星排斥並被發射到太空。

但是，這據我所知，這種情況不會發生，因為據我所知，月球沒有帶磁性，而且這種行星的電荷強度大於重力，可能會變得不穩定並開始排斥自己。引力是我們最初認為是宇宙中最強的非接觸力，特別是因為（除非理論暗物質除外）引力不會抵消。

唯一的另一種選擇是月球外部的東西拉動流星使其減速，並且該物體緩慢停止拉動流星，以使月球表面的加速度幾乎為0。但是，您的方案不包含此類參數，因此我無法證明它是有效案例。



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