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[科普知识] 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

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CDer:000549819
发表于 2019-2-18 00:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

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首先需要指出,没有任何贬低《流浪地球》的意思,这是一部伟大的科幻作品,其在科普上的意义也是非凡的,包括吃瓜群众了解了引力借力这一深空探测常用的无匹的轨道设计方案

给科幻作品“找茬”,目的根本不在于“批判”这个作品,因为这个毫无意义,科幻毕竟有幻想在里面,“找茬”目的还是进一步科普,特别是对于高中物理教学方面有非常大的意义,能激发学生的兴趣。

首先,我们来看看地球停转问题,原文中为了方便推进地球前进,首先必须让地球停转,真的是完全停转才能方便推进地球吗?这其实是不够准确的,原文中,地球太大太重了,行星发动机无法一下子让地球一下达到逃逸,要绕太阳N圈,那么地球停转之后,地球绕日运动就是完全平动,这并非方便推进,一昼夜时间由一天,变为一年而已,根本并非永夜永日,当然随着地日距离的增大,这个等于公转一周的一昼夜的时间也会增大,就是说,一侧的发动机工作工程中,还是要慢慢转向和关机,半年之后,还是完全变成另一侧发动机工作了,这还是不方便。。。那么怎么才是永夜永日和方便推进呢?很简单,将地球自转速度减速到原来的1/365即可,就是说,减速到地球如同被太阳潮汐锁定状态,这就是永夜永日和方便推进的状态了,随着“公转”周期的增大,自转可以进一步减速到越来越慢,直到双曲线飞出太阳系远日地区基本直线飞离太阳状态下,完全停转。

其次,我们根据原著中一台行星发动机150亿吨的推力,一万台发动机总推力150万亿吨,看看对地球推进效果如何,地球总质量约为是60万亿亿吨,根据牛顿第二定律,假设完全周向加速(径向为零)则地球线加速度仅仅25纳米/二次方秒,这太小太小太小太小了,地球轨道加速到逃逸,即由30公里/秒到42公里/秒也需要整整4800亿秒,也就是约15220年左右,当然因为是持续小推力的螺旋线轨道,离太阳越远所需逃逸速度越小等因素,实际短于这个时间,但根据《星际航行概论》中的公式估计依然整整长达近一万年,4000多年的时间内,地-日距离都不超过火星到太阳距离,是一个非常密非常小的螺旋线,这么小这么弱的推力,人类早就完蛋了。                                                               

那么再次,按照原著所需的理想加速,即500年加速到光速的千分之五,来看看需要多大的推力,500年为157.68亿秒,近似取150亿秒(略长于),光速千分之五是150万米/秒,加速度即万分之一(0.0001)米/二次方秒(略小于),地球质量为60万亿亿吨,因此总推力必须达到略小于6亿亿吨的地步,每台发动机推力6万亿吨,假设初始是完全周向加速(径向为零),如果是地球轨道加速到逃逸,即由30公里/秒到42公里/秒,需要1.2亿秒,即约需要4年,当然很显然,一旦开始推进日地距离将会变大,逃逸速度要求会变小,所以实际时间短于4年,根据《星际航行概论》,轨道将是一个典型的螺旋线,约2.5年就达到了逃逸,轨道不到两圈,无需什么15圈,所以,根本没那么恐怖,地球很快达到了逃逸速度,继续推进就更快了,当然如果想更快脱离,借力还是可能的

最后说说木星借力,最理想的借力情况是,物体开始处于相对太阳静止状态,马上就要自由落体了的时候,刚好在木星绕日公转前进方向后侧进入木星引力范围,在几乎接触木星大气层的低高度飞掠,飞出木星引力范围后,物体就有近两倍的木星绕日公转速度的对太阳的速度。实际中受到几何条件和初始速度限制,远远没有那么理想,所谓木星引力大,只是相同相对速度,相同近拱点高度,对航天器/流浪地球日心参考系速度的弯折能力强而已,如果航天器速度过高,比如高达每秒几百公里,哪怕近距离飞掠木星,强如木星的引力也基本不能较明显弯折,此时借力也毫无意义。

当然,速度不高,借力是有意义的,然而,速度是一个矢量并非标量,有方向的,就轨道平面内而言,尽快逃出太阳魔掌,只有径向速度(沿着日地方向连线的速度分量)大才有意义,周向速度(与日地方向连线垂直的速度分量)大是没有意义的,向外飞的航天器/流浪地球在进入木星引力范围前夕,径向速度必然是向外,周向速度必然与木星绕日速度方向一致,日心参考系内,航天器/流浪地球速度方向与木星速度方向成一个锐角,可以选择在木星前导和后随两个半球进行飞掠,此时远远不是近木点越小,借力效果越好。

后随半球是借力最多的,因为从后随半球飞掠木星,一般是提升航天器/流浪地球机械能,降低木星机械能(当然对于木星这个损失极小)的,然而如果近木点过近,就可能弯折到日心参考系径向速度为负!!!!!!就是说本来远离太阳的,反而变成了飞向太阳!!!!!提升近木点,弯折效果变小,径向速度可以保持为正,但未必增大,然而后随半球飞掠木星,日心参考系周向速度一定是增大的,只是对于逃离太阳而言,周向速度恰恰没什么卵用。所以达到最佳径向增大速度,只有唯一一个理想的后随半球飞掠轨道。

前导半球飞掠木星虽然一般是降低航天器/流浪地球机械能,提升木星机械能(当然对于木星这个增量极小)的,,也并非完全不可取,因为前导半球飞掠只要近木点不近到一定程度,都是增大日心参考系航天器/流浪地球径向速度的,只是日心参考系航天器/流浪地球周向速度损失得更多,所以航天器/流浪地球机械能下降了而已。我们知道对于逃离太阳,周向速度大小都无所谓。当然同样的,前导半球飞掠太近,机械能损失过多就得不偿失了(日心参考系航天器/流浪地球径向速度不增反降,周向降低为零甚至为负导致绕日逆行),因此,要达到最佳径向增大速度,也只有唯一一个理想的前导半球飞掠轨道。

最后,比较:理想的后随半球飞掠轨道和理想的前导半球飞掠轨道。带来的径向速度增大值,随后确定最佳飞掠轨道,这个最佳飞掠轨道,对于径向速度的增大,依然是很有限的。
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CDer:000549819
 楼主| 发表于 2019-2-18 01:09 | 显示全部楼层
6万亿的推力如何实现,有低比冲方案(每秒喷出物质的量多,喷气速度较慢)和高比冲方案(每秒喷出物质的量少,喷气速度较快),地球质量如果较大幅度降低显然是不行的,所以只有采用高比冲方案,大概只有每秒把几万吨的物质加速到非常非常接近光速的相对论高速,获得无匹的推力。
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CDer:001067684
发表于 2019-2-18 09:11 | 显示全部楼层
其实推力的问题可以很简单的用动能守恒定理也解释。不受外力的情况下一个物体要获得某方向上的速度就必须超相反的方向以一定的速度抛出质量,两部分的动能1/2*mv^2应该正好相等。地球总质量约6*10^24千克,每提升1m/s的速度需要获得动能3*10^24(kg*m/s^2),对应的反向抛出的物质也要达到这个动能,现代火箭发动机最高喷射时速余约4800m/s,代到1/2*mv^2这个公式里去,自己看看那个m有多大吧。
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 楼主| 发表于 2019-2-18 11:56 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

darkula_xia 发表于 2019-2-18 09:11
其实推力的问题可以很简单的用动能守恒定理也解释。不受外力的情况下一个物体要获得某方向上的速度就必须超 ...

额,不错,准确的说,应该是动量守恒,MV=mv。每秒喷出物4800m/s,换取每秒地球速度增大0.0001m/s。这一秒内,喷出物相对地球质量60万亿亿吨近似可忽略,可计算出,每秒需要喷出约125万亿吨的物质。。。。。这太太太恐怖了。

发动机连续工作时,喷出物导致的地球质量减小不可忽略,这导致每秒喷出物质量要求下降,至于需要多少物质,就要用到奇奥尔科夫斯基火箭公式计算了。

地球达到最大光速千分之五时,忽略相对论效应,所以可以适用奇奥尔科夫斯基火箭公式。一加速,一减速,共计所需的DELTA V是光速千分之十也就是百分之一,约3000公里/秒,即300万米/秒,根据奇奥尔科夫斯基火箭公式delta V=v喷*ln(M地球初始/M地球末了),得到末了地球质量=10的272次方分之3.68个初始地球质量=2.2*10的-245次方克,电子都比这个重量重10的220次方倍以上,这根本不可能,就是说烧掉整个地球都不够。不可能。

所以只有假设重聚变发动机比冲极其高,能把少量物质加速到非常非常接近光速的相对论高速度,才有可能说明行星发动机的超级推力,假设每台发动机每秒吃掉1万吨物质,每秒共计烧掉1亿吨,那么多大喷气速度才能让地球获得每秒增大0.0001m/s的速度?忽略地球的相对论效应,喷出物接近光速必须考虑相对论效应,应该是MV=mv/根号下(1-v^2/c^2),得出喷气速度约297775公里/秒,为光速的99.258%。

99.258%倍光速喷出的等离子体流相当于超级离子束武器,流量达每秒一亿吨静止质量的,足以导致大气被严重破坏,相当部分的氧与氮被电离,且有严重等离子化学反应,酸雨将比较恐怖,
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CDer:000128627
发表于 2019-2-18 12:40 超大游击队员 | 显示全部楼层
darkula_xia 发表于 2019-2-18 09:11
其实推力的问题可以很简单的用动能守恒定理也解释。不受外力的情况下一个物体要获得某方向上的速度就必须超 ...

有人用“聚变发动机理论最优值只能喷1万6千米每秒”来论述,认为烧光地球也推不到目标航速。
这里就是拿已有技术推算科幻技术了。
故事中的聚变发动机,可以理解为只是重核聚变供能,实际工质可能是以亚光速喷出的呢。
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发表于 2019-2-18 12:51 超大游击队员 | 显示全部楼层
我算的也是这个结果。
那么,可否根据剧情反推,推理出故事中实际的推力呢?
当时用了15圈,而且木星给的引力弹弓是不可舍弃的重要力量,甚至值得某种程度上绕远路去找。
由此可以推理出地球到木星时的大致速度,反估出来当时的推力。
这个轨道和我们普通航天器燃料受限不同,是一个推力恒定,燃料无限,时间尽可能短的轨道。
是个小推力连续加速轨道。
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CDer:000407326
发表于 2019-2-18 13:30 超大游击队员 | 显示全部楼层
楼上的有心了,但是科幻不是科学,不必认真。真严格讲起来,光造那一万多座行星发动机和地下城所需的钢材,就是不可能完成的任务。
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发表于 2019-2-18 14:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
所以月球还是不能扔掉,巨大的质量可以作为燃料来源,人类实现核聚变以后可以用充裕的化学燃料做减速发动机,把月球拆成一块一块运到地球上,然后塞到行星发动机里面作为燃料

这一路上小行星,乃至土星木星的卫星,都有作为发动机燃料的潜质
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 楼主| 发表于 2019-2-18 14:56 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

peachtime 发表于 2019-2-18 12:51
我算的也是这个结果。
那么,可否根据剧情反推,推理出故事中实际的推力呢?
当时用了15圈,而且木星给的 ...

可以计算,不过解数值方程而已,然而,不用计算就知道,肯定比6亿亿吨小得多,因此那就无法做到500年加速到光速的千分之五了呀!!!!!到比邻星那就远远不止2000多年而是遥遥无期了。
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 楼主| 发表于 2019-2-18 15:01 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

大小企鹅 发表于 2019-2-18 13:30
楼上的有心了,但是科幻不是科学,不必认真。真严格讲起来,光造那一万多座行星发动机和地下城所需的钢材, ...

握手,终于又有一个人发现这个钢材问题了,所以偶的2.0版流浪地球是火星大开发之后才有的,火星整个氧化铁红色地表作为钢材来源。而且火星也流浪了,人类不能抛弃火星,月球也流浪了,流浪火卫二,流浪土卫九改造成空间站领航流浪火星,流浪火卫一也被改造成空间站,与领航员号空间站一起领航流浪地球。

流浪小行星4419号领航流浪月球。
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CDer:000263772
发表于 2019-2-18 18:41 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

在别处也看到一个技术讨论贴有人做的模拟
切向加速,推力150000万亿吨】
17年可以飞到木星,无需也无法利用引力弹弓。轨迹是一个螺旋。
这个轨迹的算式原理并不复杂,推力增加的动量矩梯度是恒定的,用螺旋方程建立运动方程即可。
流浪地球150000万亿吨总推力下的加速曲线模拟.jpg
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发表于 2019-2-18 20:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
导弹武库核潜艇 发表于 2019-2-18 14:56
可以计算,不过解数值方程而已,然而,不用计算就知道,肯定比6亿亿吨小得多,因此那就无法做到500年加速 ...

考虑技术进步。
150万亿吨是初期技术示范,6亿亿吨是远期计划。
实际中间用的,应该可以算出来。
不知道有没有这样的模拟软件。
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 楼主| 发表于 2019-2-18 20:28 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

peachtime 发表于 2019-2-18 20:08
考虑技术进步。
150万亿吨是初期技术示范,6亿亿吨是远期计划。
实际中间用的,应该可以算出来。

这也太托大了,150万亿吨纯粹找死,万一6亿亿吨研究不出来咋整?我觉得最好设定开始就有超大推力技术。

不需要模拟软件,刘林的《航天器动力学导论》有相应公式,网上有很多小推力持续推进最优解的论文。最好找一个清华、或者南大、或者北航,或者中国空间技术研究院的研究生和你合作最好。

特别是深空探测轨道设计获奖者和不少好论文的作者,比如清华航空航天学院的宝音贺西老师。
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 楼主| 发表于 2019-2-18 20:42 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

猎杀m1a2 发表于 2019-2-18 18:41
在别处也看到一个技术讨论贴有人做的模拟
切向加速,推力150000万亿吨】
17年可以飞到木星,无需也无法利 ...

根据钱老的《星际航行概论》,严格说这个问题并非如此简单,最优推力方向并非是切向,而是与切向成一个合适的角度,因此就有一个最优解问题,到底是哪个推力方向最佳。



这估计超过一般太空迷和科幻迷的物理水平,要找中国空间技术研究院,清华航空航天学院,北航等高校的专家和研究生来了,对于他们研究经历而言,最优解所需的数学工具和程序应该是轻车熟路的
捕获x1.PNG
捕获x2.PNG
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发表于 2019-2-18 23:23 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

导弹武库核潜艇 发表于 2019-2-18 20:42
根据钱老的《星际航行概论》,严格说这个问题并非如此简单,最优推力方向并非是切向,而是与切向成一个合 ...

是的螺旋轨道最佳也不是切向,但是在小推比下很接近切向。
这个问题没有解析解,只能做数值解
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发表于 2019-2-19 00:36 超大游击队员 | 显示全部楼层
darkula_xia 发表于 2019-2-18 09:11
其实推力的问题可以很简单的用动能守恒定理也解释。不受外力的情况下一个物体要获得某方向上的速度就必须超 ...


用的是动量守恒大哥。你咋学的物理?
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 楼主| 发表于 2019-2-19 00:38 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

猎杀m1a2 发表于 2019-2-18 18:41
在别处也看到一个技术讨论贴有人做的模拟
切向加速,推力150000万亿吨】
17年可以飞到木星,无需也无法利 ...

考虑到螺旋轨道的尿性,我估计推力最优方向的螺旋轨道依然是无需也无法利用引力弹弓的状态。主要情节无法展开。

突然找到了一个完美补丁,该补丁必须要把大刘另外一个优秀作品《赡养上帝》糅合进来。

该补丁是,加上一个新的规定,以99.258%倍光速喷出,每秒总静质量1亿吨的全推力6亿亿吨的1万台行星发动机全功率运转时,地球大气难以承受,不仅仅是电离而且巨大热效应,以及将会全部变成强放射性(0.99258c的等离子体带电粒子本身就是核辐射,且流量大得惊人),必须等到海王星轨道以外,地球大气全部冷却固化之后,才能使用。

而可降解辐射量的行星发动机推力限制到仅仅九牛一毛的0.1%即仅仅60万亿吨推力,而且为了大气的更加安全,联合政府立法限制在30万亿吨以下。基本不能怎么推动地球。

届时人类已经有了火星和月球开发能力,火星红色的氧化铁地表全部都是钢铁材料的来源,为地球修建了两万台行星发动机(推进时只有一个半球的发动机才能工作),为火星修建了一万台行星发动机,为月球修建了5000台行星发动机。

在人类发现要撞击太阳的“死神”白矮星之前,已经遇到了上帝文明的失落者个体,赡养他们。并获得了他们唯一完好的黑科技——光致蜕变重元素聚变技术,被称为人造小超新星的牛逼技术,能将聚变喷气速度由区区1.6万公里/秒,增大到接近光速,这奠定了行星发动机的基础。

上帝文明的失落者个体在外柯衣钵带还停泊有两艘损毁严重的行星级超级飞船,其中一艘飞船甲方乙方号直径10000公里,质量达地球的85%,另一艘飞船乙方甲方号直径5000公里,质量等于火星。这两艘飞船的曲速超空间引擎已经彻底损毁,完全无法修复,只能常规航行,但其推进技术也是远远超过人类技术能力,不同于光致蜕变重元素聚变技术,该技术无法传授给人类,人类无法生产其发送机材料,更无法了解其原理。这两艘飞船都有短时间加速到光速的10%的牛逼能力,但燃料已经严重不足。

月球上无大气,建设行星发动机没啥问题,于是乎人类首先在月球上建立了大量行星发动机,并首先推走月球,流浪月球首先启程了,一颗4199号小行星改造成的空间站领航流浪月球,同时让地球自转周期减慢到与公转周期相等。地球的启程并不是用推力弱鸡的行10000台行星发动机,为尽快逃离太阳,人类求助于上帝文明的直径10000公里,质量达地球的85%的甲方乙方号超级行星级飞船的对地球飞掠,对地球实施引力甩摆,较短时间内迅速提升地球绕日速度,飞掠与引力加速历时五天。

考虑到地球的地质灾难与海啸的承受极限不允许大幅度超过自转刹车时代的限制,以及甲方乙方号从外柯衣钵带启航变轨尽快飞掠地球的燃料限制,甲方乙方号飞掠地球后,地球最大速度增量约增大9公里/秒,即由30公里的绕日速度,增大到39公里/秒,恰好略大于地球-木星霍曼转移的速度,甲方乙方号能够非常精确的轨道控制以及完成对地球的精确轨控引力甩摆,因大气辐射性限制,只能极低功率运行的行星发动机配合微调轨道(无法推进地球)。

地球被甲方乙方号引力燃料限制的最大引力甩摆(无法再来一次让地球直接进入逃逸)进入近霍曼的地球-木星转移轨道后,在远日点附近恰好与木星相会,并从木星后随半球飞掠木星,被木星引力加速至逃逸。极低功率运行的行星发动机配合将一直微调轨道,维持精确轨控。在进入木卫三轨道内侧因为引潮力增大,黄石超级火山大爆发,在冰与火的冰面上大唱冰与火之歌,喷出物直达100公里太空!!!!!苏拉维西,苏门答腊等爆发《2012》级别的超级地震,部分行星发动机损毁,修复后发现,地球飞掠近木点小于50万公里,接近地球地质容忍极限,于是微调轨道飞掠木卫二,借助木卫二不大的引力甩摆提升近木点(以科学的木卫二借力代替不科学的点燃木星),流浪地球飞掠木卫二时,受地球引潮力影响,木卫二冰原出现新的巨大裂缝,并喷出巨大的喷泉,部分喷泉的液态水超过木卫二逃逸速度成了环木卫二轨道一道亮晶晶的冰粒光环,部分落入地球大气层形成壮观的冰流星雨的宇宙奇观。

受木星,木卫二引潮力以及内部岩浆活动加热,地球上的冰层也出现了开裂,并出现高耸入云的巨大水喷泉,与木卫二的喷泉交相呼应。飞掠木卫二后近木点提升至地球地质容忍线之上,整体较安全飞掠木星。

直径5000公里,质量与火星相当的乙方甲方号燃料更少,人类安排它飞掠火星,为火星引力加速,地球飞掠木星后对木星环和木卫系统有比较大的引力散射影响,为安全起见,流浪火星决定飞掠土星,而乙方甲方号最大引力甩摆也刚好将其甩入火星-土星转移轨道,早在甩摆之前,火卫一被改造成空间站飞向地球,和领航员号空间站一起,领航流浪地球。火卫二也被改造成了空间站,领航流浪火星。

火星大气稀薄,主要是二氧化碳,冷却很快,所以行星发动机允许提升的功率也更快,微调了转移轨道,能够略早点与土星交会,达到土星轨道时已经比较接近逃逸速度,地球飞掠木星三年后,火星在土卫五轨道与土卫六轨道的巨大缝隙之间飞掠土星,获得了逃逸速度。在飞掠土星前夕,土卫九这颗距离土星遥远的逆行小卫星,被捕获的柯衣钵带小天体,也被人们以及上帝文明失落者改造成了空间站,和火卫二空间站一起,领航流浪火星。

流浪火星飞掠土星后,与流浪地球前进方向接近,相距8200万公里。又过了一个多月,火星大气已经完全封冻,火星行星发动机80%以上功率运行,追赶流浪地球。流浪地球飞越天王星轨道后,行星发动机达到65%功率,飞越海王星轨道后达到全功率,此时的流浪月球,因为没有被初始甩摆,因此也无法借助巨行星的引力甩摆,以行星发动机的全推力做着螺旋线,也已经达到逃逸速度,流浪月球的最高速度和加速能力均高于流浪地球和流浪火星,因此追赶上不再话下。

这是一个庞大的流浪舰队:流浪小行星4199号空间站(领航流浪月球)、流浪月球;流浪火卫二空间站(领航流浪火星),流浪土卫九空间站(领航流浪火星),流浪火星;流浪火卫一空间站(领航流浪地球),领航员号空间站(领航流浪地球),流浪地球;                           以及数千年后以极慢速度补充好燃料的甲方乙方号,和乙方甲方号将追上流浪舰队,一起流浪。

在目的地恒星系,流浪地球完成目标恒星引力捕获,进入远拱点深空,近拱点宜居带的大椭圆轨道后,甲方乙方号再以一次精确地近拱点引力刹车让流浪地球完全舶入宜居带轨道,完成流浪历程,流浪火星的位置待定,但对流浪火星精确的近拱点引力刹车依然是乙方甲方号的责任。流浪月球则适时重新舶入原月球绕地轨道。
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 楼主| 发表于 2019-2-19 00:40 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

peachtime 发表于 2019-2-18 20:08
考虑技术进步。
150万亿吨是初期技术示范,6亿亿吨是远期计划。
实际中间用的,应该可以算出来。

我想到了一个好的补丁,见17楼
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CDer:000549819
 楼主| 发表于 2019-2-19 01:05 超大游击队员 | 显示全部楼层
猎杀m1a2 发表于 2019-2-18 23:23
是的螺旋轨道最佳也不是切向,但是在小推比下很接近切向。
这个问题没有解析解,只能做数值解

是的只有数值解,足够精度下已经可以说明问题了。

17楼的补丁看看如何?
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CDer:000974614
发表于 2019-2-19 08:57 | 显示全部楼层
这里我想说些,因为这么多行星发动机导致的地质灾害,所以在地下城并非最安全,人类应该是把月球给切了,然后分布在地球近地轨道上,做成环状生态圈,人类生活在生态圈上,地球变成巨大的发动机,带着环带一起飞,减少地球生态破坏带来的 影响,飞行过程中还可以途中捕获小行星带或者大一点的行星来进行补给,太阳系外可能还有没有发现的流浪行星,抓到了直接挖来烧
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CDer:000128627
发表于 2019-2-19 09:18 超大游击队员 | 显示全部楼层
导弹武库核潜艇 发表于 2019-2-19 00:38
考虑到螺旋轨道的尿性,我估计推力最优方向的螺旋轨道依然是无需也无法利用引力弹弓的状态。主要情节无法 ...

牛!!!
我觉得可以把乡村教师和地火也加进来。
太阳被碳基文明打了一下导致提前氦闪。
人类已经勘测地幔,足以用地幔提供原料而不必挖地壳。
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发表于 2019-2-19 11:27 超大游击队员 | 显示全部楼层
本帖最后由 猎杀m1a2 于 2019-2-20 17:28 编辑
导弹武库核潜艇 发表于 2019-2-19 00:38
考虑到螺旋轨道的尿性,我估计推力最优方向的螺旋轨道依然是无需也无法利用引力弹弓的状态。主要情节无法 ...


超有创意!把一个作者的两部作品融合成了一部真正的硬科幻史诗。
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@哔哔猫 @silveryc @鸟生鱼汤 @烟云过客
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发表于 2019-2-19 11:40 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

猎杀m1a2 发表于 2019-2-19 11:27
超有创意!把一个作者的两部作品融合成了一部真正的硬科幻史诗。
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@哔 ...

很精彩,写成小说可以,作为电影就太复杂了,能看懂的人不多。。。

而且一个工程一旦太过复杂,就很容易出意外,就像引力弹弓这样的东西都会玩砸,不用说复杂十倍都不止的这一套了,所以,设定不能太过精确复杂。。。
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发表于 2019-2-19 11:57 超大游击队员 | 显示全部楼层
silveryc 发表于 2019-2-19 11:40
很精彩,写成小说可以,作为电影就太复杂了,能看懂的人不多。。。

而且一个工程一旦太过复杂,就很容 ...

或者可以写成多部的长篇。
复杂的提纲设定好了可以往里面填复杂的剧情,表现更多角色。
不过影视化的化更考验编剧的文学功底和导演的排演功底了。
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发表于 2019-2-19 12:04 | 显示全部楼层
就算推力足够,地球也无法短时间内停转。发动机切向作用于地壳,但地幔是液态的,还有地幔地核的转动惯量都非常的巨大。地壳减速后,靠摩擦力逐步带动地幔减速,之间存在一个差动,这个恐怕会带来相当大的地质变动,至少地震、火山会增加不少。到底是一副什么场景,靠想想吧。
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发表于 2019-2-19 12:35 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

miaomiaomiao 发表于 2019-2-19 12:04
就算推力足够,地球也无法短时间内停转。发动机切向作用于地壳,但地幔是液态的,还有地幔地核的转动惯量都 ...

千年时间计算地幔是固态的,而且强度很高(声音的传播速度比在铁还要快)
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发表于 2019-2-19 12:41 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

LuckyShi 发表于 2019-2-19 12:35
千年时间计算地幔是固态的,而且强度很高(声音的传播速度比在铁还要快)

哦,查了一下,地幔是固态的,不过地幔上层有一个软流圈。

能在短时间内(百年尺度)让地球停转的切向力,肯定会带来相当的地质活动。
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 楼主| 发表于 2019-2-19 13:01 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

miaomiaomiao 发表于 2019-2-19 12:04
就算推力足够,地球也无法短时间内停转。发动机切向作用于地壳,但地幔是液态的,还有地幔地核的转动惯量都 ...


多谢提醒!其实地幔倒不是什么太大的问题,只有上地幔的软流层是液态的,真正的问题在于地核,外地核是100%液态的!!!!!!根据现在证据越来越充分的下地幔热柱理论,地幔存在对流将地核的热量带到地壳下方,形成岩浆和驱动板块运动。

一旦停转,内地核只能依靠液体外地核摩擦力较慢的停下来,这个差劲会导致热柱紊乱,会导致何种恐怖后果难以预测,因为地球物理学对这个问题依然还没有弄清楚,另外地球磁场的起源,有关地磁场起源的推测已有近400年的历史,但至今仍未获得圆满解决。

部分假说认为地磁场与地核自转有关,如正确则地核停转后地磁场也将消失,太阳风直达地表,人类彻底变成鹌鼠,如错误则地核停转后,地磁场依然存在,没啥问题,

地球的自转速度的确是在变慢,因为月球潮汐力作用,但减速度极为缓慢,40多亿年才由一昼夜6小时变为24小时。300年几乎让地球停转,这个减速度太猛了。
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 楼主| 发表于 2019-2-19 13:04 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

miaomiaomiao 发表于 2019-2-19 12:41
哦,查了一下,地幔是固态的,不过地幔上层有一个软流圈。

能在短时间内(百年尺度)让地球停转的切向 ...

100%液态的外地核是一个恐怖的麻烦,见楼上
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 楼主| 发表于 2019-2-19 13:13 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

peachtime 发表于 2019-2-19 09:18
牛!!!
我觉得可以把乡村教师和地火也加进来。
太阳被碳基文明打了一下导致提前氦闪。

多谢支持!!!!!多谢提醒,烧地幔!

烧地幔燃料问题不用担心,相对论式超高速喷气速度就是大幅降低石头消耗的,每秒一亿吨,加速减速共计1000年不过300亿秒,一共300亿亿吨只有地球总质量的万分之五,对地球没啥影响,但地壳质量只有地球总质量的0.42%,所以全部从地壳出的话,要烧掉地壳的12%的重量,可能就有点问题,烧地幔就没有任何问题了(地幔质量超过80%)

何况人类倒到时候随手拉一个小行星,燃料一丝一毫就无需依靠地球上的石头了。
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 楼主| 发表于 2019-2-19 13:18 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

本帖最后由 导弹武库核潜艇 于 2019-2-19 13:30 编辑
猎杀m1a2 发表于 2019-2-19 11:27
超有创意!把一个作者的两部作品融合成了一部真正的硬科幻史诗。
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@哔 ...


非常非常感谢!的确就是这么个问题,飞出螺旋以后,没法展开飞掠,而且是近距离飞掠的任何情节了。

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 楼主| 发表于 2019-2-19 13:29 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

silveryc 发表于 2019-2-19 11:40
很精彩,写成小说可以,作为电影就太复杂了,能看懂的人不多。。。

而且一个工程一旦太过复杂,就很容 ...

多谢支持!
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发表于 2019-2-19 14:20 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

导弹武库核潜艇 发表于 2019-2-19 00:38
考虑到螺旋轨道的尿性,我估计推力最优方向的螺旋轨道依然是无需也无法利用引力弹弓的状态。主要情节无法 ...

可以说是很硬核了. 卤煮超认真.  个人觉得硬科幻的电影,最好是把现在人类无法做到的一个前提作为一开始的设定.就像是上帝文明还是其他什么的. 大家不去追究这个设定的真实性和可行性.而主要看之后在这个设定之后整个发展是否经得起推敲.  如果真的可以做到符合现实,甚至滴水不漏. 那真的蛮有趣的. 仿佛在看某种未来或者其他可能的平行宇宙分支下的未来世界.  而不像那些软科幻,只是单纯的YY.

当然电影的话,肯定是要有大的戏剧性,吸引人视觉的冲击性大场面,甚至是让人觉得十分颠覆性的场面.  如果能够拍一系列,把每一个细节的那些设定和算法完美融入到剧情的发展中,给观众很直观很容易又不生硬的灌输进去. 那就完美了.   甚至可以出周边的比如单机游戏,网络游戏类的. 角色扮演. 即时战略... 对人们关注太空,关注科技发展,也是很好的.

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发表于 2019-2-19 14:26 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

猎杀m1a2 发表于 2019-2-19 11:27
超有创意!把一个作者的两部作品融合成了一部真正的硬科幻史诗。
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@哔 ...

要是能够搞一个超硬科幻,然后与电影完美融合就好了. 可以像看未来世界(除了开始的设定,其他几乎100%真实可行)一样. 比那些软科幻高不知哪里去了.

我觉得硬科幻类到极致就应该尽可能的趋向真实,就像未来的启示录,或者窥视到未来的一个片段.当然也要不失去观赏性.  这些计算不能有问题.

而军事类的影片. 我就觉得也要尽可能的真实. 比如大威力的航弹,导弹,舰炮,炸到地面,应该是一个超大的十几米甚至几十米的弹坑,外加很强烈的冲击波以及超远距离的杀伤半径. 但是现实的军事剧中,很多就只是弄一个道具炸点,冒一下火就完事了...

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 楼主| 发表于 2019-2-19 16:38 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

哔哔猫 发表于 2019-2-19 14:26
要是能够搞一个超硬科幻,然后与电影完美融合就好了. 可以像看未来世界(除了开始的设定,其他几乎100%真实 ...


直接让教育部、中科院,科技部和广电总局联手,责成中国科学院国家天文台,中国科学院地质与地球物理研究所,南大天文系,清华大学航空航天学院航天器轨道设计团队,北大天文系,北京航空航天大学飞行器设计专业航天器轨道设计团队,中国空间技术研究院航天器轨道设计与控制团队任强大的顾问团队,郭帆,刘慈欣监制。陈凯歌导演。

翻拍2.0版流浪地球——要求除接近光速的相对论喷气速度的超级黑科技之外,不允许有任何其他明显的BUG。超硬核的电影。然后出版同名书籍进行科普。
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 楼主| 发表于 2019-2-19 16:46 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

哔哔猫 发表于 2019-2-19 14:26
要是能够搞一个超硬科幻,然后与电影完美融合就好了. 可以像看未来世界(除了开始的设定,其他几乎100%真实 ...

不错,超硬科幻目的就是消灭BUG,等到未来人类真的那么做了,会发现真的就是这种情况。
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发表于 2019-2-19 16:51 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

导弹武库核潜艇 发表于 2019-2-19 16:38
直接让教育部、中科院,科技部和广电总局联手,责成中国科学院国家天文台,中国科学院地质与地球物理研 ...

就像动作片的专业武指,大片的特效团队一样.都要有专业人士支持.

另外世界框架,逻辑,特效都有了,剧情人物也很重要,感觉流浪地球在台词,人物情感上还不算完美.  做到对未来世界的科技,太空的一些神秘未知性,以及人类在那时的生活,感情,等等全部吸引不同类型的观众... 这样票房更有保证,也更丰满立体,代入感强.  几个大片砸下去. 基本就可以成一个体系了.   就是"现实宇宙" 比什么漫威宇宙的妇联之类强不知道哪里去.
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发表于 2019-2-19 16:56 超大游击队员 | 显示全部楼层
导弹武库核潜艇 发表于 2019-2-19 00:38
考虑到螺旋轨道的尿性,我估计推力最优方向的螺旋轨道依然是无需也无法利用引力弹弓的状态。主要情节无法 ...

你牛!
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 楼主| 发表于 2019-2-19 17:16 | 显示全部楼层

RE: 流浪地球中行星发动机的准确推力,也未必是一下完全停转

本帖最后由 导弹武库核潜艇 于 2019-2-19 21:02 编辑
猎杀m1a2 发表于 2019-2-18 18:41
在别处也看到一个技术讨论贴有人做的模拟
切向加速,推力150000万亿吨】
17年可以飞到木星,无需也无法利 ...

看见了这个原贴,17年飞越木星轨道,作者得出的总推力约1.9亿亿吨(1.9E10^20牛顿),飞过木星轨道时,日心参考系速度,地球快于木星。

他说没必要飞掠,我参阅小火箭公众号(邢强博士)的微信和图之后进行了纠正,即使地球速度快于木星,哪怕已经达到和超过了逃逸速度,只要不是特别快,从前导半球飞掠还是会提升日心参考系径向速度,见下图(a与b)(径向速度也是对于逃离太阳而言,有意义的速度分量,越大越好。)

不过代价估计很大,因为前导半球飞掠是逆行,对木星环引力散射和轰击会很严重(对向运动,速度之和),对于几大木卫的引力散射也会比较严重,引力干扰和引潮力破坏会比较大,

还有一个更加严重的问题在于木星环对向轰击地球,会导致比较大的阻力,地球会损失机械能,削弱推进效果,当然因为流浪地球进入木星引力场前有很大速度,不会导致落向木星,所以何去何从,更需斟酌。

而17楼则没有这个问题,代价要轻得多,是从木星后随半球飞掠的,是顺行,与木卫绕木星,木星环绕木星方向一致,相对速度,轰击,阻力,对木卫,以及木卫对地球等影响要小很多。

所以,如果保留木星引力弹弓情节,那么17楼估计是必须的。

至于能在没有外加引力场时,自由加速能500年将地球加速到光速的千分之五的60亿亿吨的推力,好像是6年半即飞过木星轨道,速度极快,木星引力也不能怎么偏折了,此时飞掠就毫无意义了。

群策群力,好!
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 楼主| 发表于 2019-2-19 20:20 超大游击队员 | 显示全部楼层
大小企鹅 发表于 2019-2-19 16:56
你牛!

过奖了,握手!
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