我對這部漫畫持懷疑態度:
我認為子彈的速度微不足道到太陽周圍的軌道速度,但是如果宇航員不落入太陽,這有可能嗎?也許使用現有的火箭炮?
我對這部漫畫持懷疑態度:
我認為子彈的速度微不足道到太陽周圍的軌道速度,但是如果宇航員不落入太陽,這有可能嗎?也許使用現有的火箭炮?
地球圍繞太陽的軌道速度約為30km / s。從地球運動框架附近發射子彈(例如從低地球軌道發射)以擊中太陽將需要抵消大部分速度-約為普通步槍子彈速度的25倍。這可以通過具有非常長的槍管和非常小的子彈的專用武器來實現,但是不能通過任何“現成的”東西來實現。
由於要抵消的軌道速度垂直於朝向太陽的方向,因此子彈需要朝相反的方向發射-沿地球軌道“向後”,這是違反直覺的,而不是直接朝著太陽。一旦脫離地球的重力影響範圍,子彈將相對於太陽幾乎靜止不動,然後太陽的引力將其直接向下拉。
由於保持了動力,宇航員朝著與子彈相反的方向射擊了這種槍;由於我們假設的是非常小的子彈,因此宇航員的質量可能是子彈的100,000倍,因此在相反的方向上每秒只能拾起一米的速度-如果有很大的衝動,但不是危險的宇航員正期待著它(如果設計的槍支可以使其重心對準而不是與肩膀對準,這會引起旋轉)。
T-Rex的小腦袋忽略了科里奧利力。如果宇航員將槍對準太陽並射中子彈,那將是驚人的錯過。地球的軌道運動使橫向運動的速度約為30 km / s。
取決於您如何解決在太陽下扔東西的問題(放射性廢物和子彈是同一問題),您要么需要擺脫角動量,動量或速度(同樣,基本上是相同的問題:$ \ Delta v $)。 :他們沒有製定太空計劃,也無法偏轉那塊大石頭來吸引他們。智人有一個太空程序,並且在岩石問題上有裂痕:-)
保持安全(即不要掉入陽光下)需要繞行軌道。根據行星的軌道速度,
天王星是第二慢的行星,其軌道速度為6.81 km / s。這相當於每小時15233英里。
海王星以5.43 km / s或每小時12146英里的速度繞太陽運行。儘管這是一個非常高的速度,但海王星的軌道速度仍然是所有行星中最慢的。
如其他答案所指出的那樣,子彈必須抵消相對速度。 根據NASA:
大多數現代步槍的速度限於2 km / s(4,500 mi / h)以下。 WSTF HVI兩段式輕氣槍發射器使用高度壓縮的氫氣以超過7.5 km / s(16,800 mi / h)的速度加速彈丸。這些速度模擬了粒子對航天器以及衛星材料和組件的影響。
例如,槍口速度為975 m / s的 .223 AR-15槍口必須最多射擊一次(氣壓不足會提高槍口速度)(重力常數(m 3 sup>⋅kg -1 sup>⋅s -2 sup>)太陽質量的6.674e-11倍(kg)1.98855e30除以975 2 sup>)距離太陽139,609,022,485.207公里,即933.23 AU,是海王星的31倍,但在 Sedna。
按照跟進漫畫的建議,拍攝其他星星會更容易:
是的,您可以用普通的步槍射擊太陽,是的,這很危險。
儘管典型的步槍的槍口速度遠不及擊中太陽所需的delta-v。 >(從低地球軌道大約30 km / s) sup>,這就是我們彈弓機動的作用。
重力協助就是我們所有太空探測器如何到達任何地方。因此,我們進取的恐龍只需要計算一個目標來關閉附近的月亮或行星-即可開始彈弓軌跡,最終彈向太陽。
因為子彈無法進行任何航向校正,並且因為子彈太陽風將更容易導致其偏轉,因此目標計算必須更加精確。
任何能同時進行這些計算並投入不小的資源來發射子彈的宇航員(人類或恐龍)確實是危險的生物。
射擊時,宇航員必須在子彈接近太陽時允許角動量的變化,這就是科里奧利效應。宇航員,槍支和子彈目前都在繞太陽運行的軌道上,他需要確保子彈確實到達那裡。如果他錯過了太陽,那麼他將創造一個小的金屬彗星。這需要一些認真的數字運算才能獲得正確的軌跡。但是,這不是危險-在太陽周圍各種軌跡上,有各種大小的流星(從字面上看,我們不知道有多少!)。一顆子彈在這裡沒什麼大不了的。
宇航員還必須確保別的東西不會在那兒攔截子彈。這將需要一些重要的計算。如果宇航員在地球附近,她將需要確保它具有逃逸速度才能離開地球軌道。她還需要檢查其彈跳過程中,子彈距離水星或金星的引力是否足夠近以至於無法將其捕獲。她將需要檢查所有行星重力對子彈路徑的影響。這使得數字運算更加困難。即使子彈遠離水星和金星,設置軌跡以允許行星重力的困難也會增加錯過命中的可能性。仍然沒有風險。
然後我們有風險從槍支中抽射宇航員。槍後坐的原因是後膛是密封的。這迫使所有在爆炸中產生的氣體從前部散出,推動彈丸。這樣可以使彈丸獲得最大能量,因此速度更快。設計沒有密封後膛的無後坐力太空槍是完全可能的-爆炸產生的能量只有一半會用來推動彈丸,但是如果優先考慮的是阻止宇航員向後射擊,那麼這不是問題。本質上,您會擁有一個小的火箭筒。當然,您需要重新設計彈藥筒-最有可能的結果是,您最終會使用微型火箭,而不是目前設計的帶有可拋棄底座的固體彈丸和推進劑。
用這樣的槍,宇航員可以安全地射擊任何東西,而不會後坐向任意方向射擊。當然,他確實存在使排氣遠離自己的問題,但是可以通過將槍支放置在肩部安裝(例如火箭筒)上而不是手持來解決。當然,他還存在一個潛在問題,即雜散射彈進入軌道並在小行星/月球/行星的未來一圈撞到他,但這是一個單獨的問題。
如果沒有專門設計的槍,宇航員將需要確保她反對後坐力。將噴槍安裝在重心可確保其被乾淨地向後驅動,而不會旋轉。然後,一個 MMU包會讓她減速並返回原位。這很棘手,但並非不可能。即使沒有將槍安裝在她的重心上,MMU仍可以使它從旋轉中恢復過來,儘管很難為下一槍再次穩定自己。
最後,我們冒著被子彈擊中太陽的危險。 《新科學家》認為直接流星襲擊的影響是驚人的,但他們沒有提到對太陽存在生存風險。基於此,小金屬物體對太陽大小(質量為1.989×10 ^ 30kg,謝謝Google)的影響可以忽略不計。
值得注意的是,他們發表了後續漫畫,其中基本上說出了其他答案所涵蓋的內容,這實際上是不可能的(儘管確實提高了人們希望拍攝的希望其他星星,但這是另一個問題)
圖片上面有文字
如果您要說的話,等等,我將製造一門能發射較小彈的子彈來解決這個問題,恭喜您,您剛剛發明了多級火箭。
是的,有可能,但是宇航員必須仔細選擇其射擊點。
從魯塞爾·布羅格羅夫(Rusell Boorgrove)的正確答案得出,地球的軌道速度比子彈快25倍。因此,宇航員的飛行軌道必須慢25倍。對於給定的離心率,軌道速度與軌道主軸的平方根成反比。因此,假設地球軌道的偏心率相同(接近圓形),宇航員可以將其置於半徑為625 AU的太陽周圍的圓形軌道中,遠遠超出了柯伊伯帶。
我沒有做過數學,但是如果宇航員處在橢圓形軌道的遠地點,則可以從稍遠的地方射擊。
有趣的是,最簡單的方法是從表面射擊地球物體靠近並直接向目標射擊,但是射擊太陽的唯一方法似乎已經很遠了,以直角射擊並等待幾個世紀後子彈落入目標。
編輯,在對該片段提出質疑之後,發表評論“等待幾個世紀後子彈落入它(太陽)。”
根據開普勒第三定律,子彈需要的時間靜止落入太陽與$ R ^ {3/2} $成正比。然後,假設靜止的子彈從1 AU(地球軌道)跌落到太陽需要65天,從625 AU跌落將需要:
$ 65·625 ^ {3/2 } = 1015625天= 2780.63年$$
因此,句子“等幾個世紀”可以替換為“等27.8個世紀”。
注意:我所用的65天數據也可以根據開普勒第三定律(僅將自由落體與地球軌道進行比較)得出的評論:.5 ^(3/2)* 365.25 / 2 = 64.56。
是的,從理論上講,宇航員可以射向太陽。我希望以與其他幾個回答者完全相同的方式回答這個問題,但是我相信有一個更簡潔的解釋對於本網站的讀者來說更直觀。可以調用“科里奧利效應”,但這是處理事情的一種抽象且複雜的方式。可以通過保持角動量和簡單地“使最初處於爆炸狀態的子彈繞軌道運動”的思想,進行相同的淨解釋,即牛頓定律暗示這種情況的替代解釋。太陽軌道”。用最簡單的話來說,我們只需要用武器在子彈上賦予delta-V,就可以使子彈從最初穩定的,幾乎是圓形的太陽軌道脫離軌道。
發射後,子彈繞太陽的軌道角動量保持不變。人們可以計算出軌道角動量,該角動量是與太陽的半徑和與之成直角的子彈速度分量的乘積。角動量矢量指向垂直於軌道平面的點。無論在此點之後發生什麼,該角速度矢量-方向和大小-都保持恆定,因為子彈沒有進行任何交互作用來改變此矢量。因此,子彈不能離開軌道平面,而且,當子彈靠近太陽時,其切線速度會增加,從而使角動量大小保持恆定。
因此,除非子彈沒有進入軌道,否則它將錯過太陽。角動量很小。不一定非要這樣,因為太陽是一個非零尺寸的目標,但是出於所有實際目的,太陽很小,我們必須完全使軌道脫離軌道,以便它可以落入太陽中。這就意味著賦予delta-V幾乎可以完全抵消地球相對於太陽的每秒30公里的切線速度。
因此,我們的delta-V大致是每秒30公里。
我們的子彈可能重10或15克。這就造成了很大的後坐力。實際上,一名150公斤重的宇航員(裝備齊全)將在與子彈相反的方向上經歷每秒約3米的ΔV。射擊者的武器需要在其衣服中得到很好的支撐,以避免發射造成嚴重的組織傷害。
如果“射擊”是指“將一顆子彈推入太陽”,那麼是的。 Voyager探測器已達到逃逸速度,抵消軌道速度所需的能量可與逃逸速度的能量相提並論,因此,有可能製造出能夠飛入陽光中並向其發射子彈的飛船
如果您的意思是“用普通槍射擊”,而您只要求在不違反物理定律的情況下進行射擊,那顯然是有可能的。物理學上沒有什麼能阻止飛船抵消其軌道運動,宇航員向太陽射擊,然後飛船加速回升至軌道速度。
現在,如果您想用普通槍射擊在目前的技術水平上,要困難得多。我們需要三件事:擺脫軌道速度,離太陽足夠近以瞄準,然後回到軌道速度。據我所知,神槍手可以擊打幾公里外的人形物體。在太空中瞄準可能更容易,所以可以說,神槍手可以在10公里以外的地方擊中100萬目標。這是10k的比率,所以宇航員應該能夠從直徑的1萬倍乘以太陽,大約是一百萬公里。這就是100億公里的距離,大約是地球到太陽的距離的100倍。所以那部分看起來不錯。
旅行者的體重約為一噸,約為人的十倍。因此,人的下降軌道速度應大致與航海家的速度相當(會有航海者使用重力輔助的複雜情況)。但是,我們還必須包括足夠的燃料才能返回地球。根據本文,航海家中有72%是燃料,因此燃料是有效載荷的四倍。根據本文,旅行者號的成本為8.65億美元,因此,如果我們需要四倍的燃料才能取回燃料,而成本與燃料成正比,則約為35億美元。將燃料增加四倍可能會使成本增加不到四倍,而Voyager擁有很多成本,而Voyager卻沒有,但是有很多成本(Voyager並沒有試圖讓某人活著)。因此,作為一個數量級的估計,似乎要花費大約十億美元。因此:可能,但是非常昂貴。