天文学界的脑洞话题:把坏人发射到太阳行不行?

虽然我们当然不支持用残忍方式来惩罚罪犯,但不得不说,把坏人“扔进太阳”这个听上去相当疯狂的想法,确实让不少人好奇。而蒙纳士大学的天文学副教授迈克尔·J·I·布朗(Michael J. I. Brown)就认真分析了一下这个方案——结果比你想象得更复杂,也更有趣。

布朗指出,把人送到太阳这件事,听起来简单粗暴,但物理学从来不会让人失望。首先,你得准备一枚能带着“反派”逃离地球引力的火箭,也就是至少要达到每秒 11 公里(25,000 英里/小时)以上的速度。如果我们真的把火箭直接瞄准太阳发射,会发生什么?

他给出的答案只有两个字:“失望。”

原因非常简单——地球在围绕太阳以每秒 30 公里的速度飞行,也就是说火箭在脱离地球时会带着一个巨大的“横向速度”,这会让它偏离目标。
布朗解释:“火箭看起来靠近太阳,但实际上它的轨道会因为绕太阳的速度过快,加上引力作用,形成一个完全避开太阳的椭圆轨道。”

所以,我们必须做另一件困难的事:抵消地球绕太阳的速度。
这意味着火箭不仅要能突破地球引力,还要以 每秒 32 公里 的速度在和地球公转相反的方向上加速,使其相对于太阳几乎“静止”。只有这样,太阳的引力才能把它稳稳地拉进去。

一旦火箭进入太阳的引力范围,它就会开始向内坠落。布朗估计,这段大约 1.5 亿公里的旅程可能需要 10 周时间——对于火箭里那位假设中的反派来说,足够他在最终焚毁前进行长时间的反思。

听起来方案已经成型了,但问题来了:
我们目前的火箭根本做不到。

有史以来速度最快的离地航天器,是NASA在 2006 年发射的新视野号,它以 16.26 公里/秒离开地球——也就是我们“扔进太阳”计划所需速度的一半不到。

不过布朗也提供了替代方案:利用木星等行星进行引力助推。
就像新视野号在 2007 年绕过木星时,通过“引力弹弓”加速了每小时 14,000 公里,使得前往冥王星的旅程缩短了三年。
同样的方式也可以将我们的火箭不断加速,让轨道逐渐向太阳内侧靠拢。

布朗写道:“我们可以让火箭在行星之间不断借力,每次掠过都会改变它的轨道,把它推向下一次助推,并一步步逼近太阳。”

换句话说,如果未来火箭技术更强、轨道设计更成熟,把坏人送进太阳这件事或许并非不可能——但至少在当下,这仍旧只是个有趣的物理学思考实验。

本文译自:futurism  .由olaola编辑发布

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