文章图片
【人类就是被困在地球上的“囚犯”，如何才能“越狱”飞往火星呢？】
文章图片
首先强调一点 ， 题目中所说的“囚犯”并不是科幻小说的概念 ， 并不是外星人把人类困在地球上 ， 不要想歪了 。
之所以说人类是地球上的“囚犯” ， 是因为我们被地球的引力牢牢地吸住 ， 地球的引力就像一个引力井那样 ， 人类被困在井中 ， 人类要想逃出地球的引力井 ， 非常困难 。
当然并不是真正的井 ， 只是形象的比喻 。 因为时空是可以弯曲的 ， 弯曲后的时空就像一个井 。
在地球形成过程中 ， 引力发挥了重要作用 ， 这个过程也消耗了很多能量 。 而在引力井的位置越深 ， 意味着人类欠下的能量越多 ， 所以要想逃脱地球引力井 ， 就必须有足够的能量才行 。
宇宙中的物体其实是默认静止的 ， 要想改变物体的速度 ， 方向和位置 ， 必须消耗能量 。 引力通过消耗能量让物体聚集到一起才形成了地球 ， 所以要逃离地球的引力井 ， 我们必须偿还能量 。
如何偿还呢？
两个字：火箭 。 用火箭做能量交换 ， 就相当于负能量偿还机器 ， 火箭通过消耗大量能量 ， 偿还我们曾经欠下的能量 。
这个过程其实很复杂 。 火箭的效率其实是很低的 ， 为了能够逃离地球引力井 ， 需要携带更多的燃料 ， 但更多的燃料会让火箭质量变重 ， 就需要更多燃料产生更大能量才能推动火箭 。 而更多燃料又意味着火箭的质量更大了 ， 接下来又需要更多燃料 ， 如此就陷入了死循环 。
最终的结果是人们必须做出妥协 ， 达到某种平衡 。 最终的结果就是 ， 火箭携带燃料的总质量竟然达到了火箭荷载量的百倍以上 。
比如说一个重量800吨的火箭 ， 只能携带20吨的物质进入太空 ， 就是因为携带的燃料太多了 ， 限制了火箭荷载量 。 但如果携带的燃料太少 ， 火箭就不能发射 。
说到底 ， 还是传统化学燃料能源效率太低了 ， 我们只能从量上提升火箭推动力 。 比如说人类想要飞往火星 ， 进入火星轨道的过程就会消耗一半的能量！
能够看出在太空飞行是多么困难！传统的化学能源大大限制了人们的太空出行 。 理论上讲 ， 用传统化学能源 ， 人类最多只能飞到火星 ， 整个单程旅程需要划分大约半年时间 。 两年之后发射窗口期再次来临时 ， 才能返回地球 ， 逃出火星的引力井 ， 然后飞行至少5500万公里的距离 ， 到达地球 。
也就是说 ， 整个火星旅程至少需要3年时间才能完成 ， 航天员必须做好充足准备 ， 3年时间没有任何来自地球的供给 ， 任何微小的失误都会带来致命的后果！
推荐阅读
- 殖民火星需要数代人的共同努力，未来的火星是这样的！
- 值得注意：全球磁场强度下降9%，难道地球将变成火星？
- 后疫情时代的今天，正是读晦涩难懂的好书的最佳时机
- 美国宇航局宣布，SLS将在9月27日发射，所有问题已经修复
- 为什么地球上的水用了几十亿年，却没有用光？
- 科学家们正为美国最强大的激光器ZEUS的首次实验做准备
- 火星发现移动冰川，有水能居住？嫦娥之父：人类未来可在上面生活
- 两个星期之内，美国宇航局的DART将主动撞击小行星
- 人类文明和宇宙的“恩恩怨怨”？