科學角度看流浪地球,行星發動機真能推地球?只能說劉慈欣費心了
流浪地球的大火,足以說明這部作品的優秀。看完電影之後,相信很多人對於宇宙科技方面的知識,更加感興趣了吧。在電影的劇情中,人類傾盡所有資源建造的行星發動機,將地球緩慢的推動,帶出太陽系,給人類留下生存機會。這個場面十分宏大了,中國式拯救地球確實很不一般。但是有的朋友就會隨之聯想了,流浪地球計劃,在現實世界真的可行嗎?
電影中,流浪地球計劃的核心,就是行星發動機。行星發動機的遠離,和我們現實生活中的離子電推發動機差不多。離子電推發動機和傳統的化學發動機相比,優點可多出不少。首先就是資源方面。傳統化學發動機,還是受到了地球資源量的限制。而離子電推發動機,就沒有這樣的顧慮了。離子電推發動機的比沖非常大,是傳統發動機的10倍,隨之帶來的排氣速度,更是超出傳統發動機100倍。
和行星發動機原理相似的離子電推發動機,在我們的現實生活中,已經有實際的運用了。中美兩國,都向太空發射過採用這種離子電推發動機的探測器。中國的靈鵲1A,現在的推力只有10克。但隨著積累發展,未來的推力非常可觀。美國的黎明號是同樣的道理,慢慢的發展後,速度已經能達到每秒11千米的標準了。了解了行星發動機的原理,我們再將目光轉迴流浪地球。
在電影中,高度達到11千米的行星發動機,其實就是一個巨型的離子電推發動機。在發動機內部,離子被加速到到和光速非常接近的數值,由此產生的推力能達到150億噸。而電影里宏大的10000台行星發動機的場面,產生的推力就是150萬億噸了。這股力量可以說非常強大了,但是要將地球直接推出太陽系,還是不可能的。
劉慈欣作為一個知名的科幻作家,自然會想到這個問題。他給出的解決方案是,地球利用太陽、木星和土星之間的引力彈弓,來實現速度的加快,最終逃出太陽系。時間方面拉長到380年的時間,再花2000多年到新的星系。這樣的方案下,行星發動機將地球推出太陽系是真的有可能的。但是,真較真的話,我們也只能說劉慈欣費心了,行星發動機是推不動地球的。
這是為什麼呢?行星發動機想要推動地球,一個基礎的條件就是它要在大氣層之外的真空環境里運作。而高度11千米的行星發動機,看上去雖然很高達,和1000千米以上的地球大氣層相比,卻十分渺小了。因此,即便行星發動機的推力十分震撼,劉慈欣的引力彈弓有多巧妙,它也推動不了地球一步。不過,文藝作品能到這樣的程度已經十分優秀了,流浪地球算是開啟了中國科幻的新篇章。
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