版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請(qǐng)聯(lián)系我們

從空間站向地球使勁扔出一個(gè)雞蛋,能成功擊中嗎?

時(shí)空通訊
原創(chuàng)
探索奇妙的世界,愿與您一起同行。
收藏

本文基于回答網(wǎng)友類似的問題。

先說結(jié)論:無需成功,想不擊中都難,不過不會(huì)到達(dá)地表。

這個(gè)結(jié)論說得似乎有些復(fù)雜和繞口。啥叫無需成功,想不擊中都難呢?我想表達(dá)的是,在空間站高度無論如何扔,這枚雞蛋都會(huì)掉向地球,不存在成功與否。有辦法讓它脫離地球,才算成功呢。

又為啥不會(huì)到達(dá)地表呢?這個(gè)意思是說,雞蛋雖然會(huì)掉向地球,但在沒有掉到地表之前,就會(huì)被烤糊了,燒光了,氣化消失了。

先說說空間站的運(yùn)行高度和速度不管是中國的天宮空間站還是國際空間站,都在距地表約400公里高空運(yùn)行,以每秒約7.6公里的速度圍繞著地球轉(zhuǎn)圈子。這個(gè)速度叫環(huán)繞速度,達(dá)到這個(gè)速度,才不會(huì)被地球引力拉下來,也不會(huì)脫離地球引力飛往遠(yuǎn)方。

一個(gè)人在地面跳高,永遠(yuǎn)也跳不太高,更別說脫離地球引力飄到空中。這就是因?yàn)樘叩乃俣忍?,如果達(dá)到了每秒7.9公里的速度,就能夠跳起來不再落下來,就會(huì)圍繞著地球轉(zhuǎn)圈子。這個(gè)速度就叫環(huán)繞速度,是飛行器抵抗地球引力,取得平衡的速度。

根據(jù)萬有引力定律,引申出環(huán)繞速度公式:v=√(GM/R)。這里的v就是環(huán)繞速度,單位m/s(米/秒);G為引力常量,是兩個(gè)1kg(千克)物體質(zhì)心相距1米的引力,約為6.67*10^-11N·m^2/kg^2;M為天體質(zhì)量,單位kg;R為飛行物與天體質(zhì)心距離,單位m。

據(jù)此,我們可以計(jì)算出在400公里高空的空間站所需環(huán)繞速度約為7662m/s,空間站只有一直保持這個(gè)速度,才能維持這個(gè)高度。如果速度慢下來,高度就會(huì)逐漸降低,最終墜入地球大氣層燒毀。

飛行器在太空中飛行,如果沒有大氣阻力,理論上一直可以保持速度永遠(yuǎn)飛下去。但在400公里高空,大氣雖然已經(jīng)非常稀薄,卻并非真空,因此也還是有阻力的。這樣,空間站如果沒有動(dòng)力補(bǔ)充的話,每天速度都會(huì)慢下來,而一慢下來就會(huì)被地球引力拉拽往下掉。

據(jù)一些資料介紹,如果不用動(dòng)力提速,空間站每天要掉落100~150米。空間站在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮了這個(gè)問題,會(huì)用自帶火箭發(fā)動(dòng)機(jī)助推提升速度,一直保持環(huán)繞速度。因此,任何空間站每年都要耗費(fèi)燃料數(shù)噸,這些燃料需要用飛船定期補(bǔ)充。

空間站的太陽能電池板,也能提供部分動(dòng)力,但一般只用于空間站設(shè)備運(yùn)行的需要。這也是空間站不能飛得太高的緣故,否則維護(hù)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用就會(huì)更高。

再說說空間站的墜落當(dāng)空間站報(bào)廢后,不再提供燃料提升速度和軌道,空間站就會(huì)墜落到大氣層燒毀。由于空間站體量巨大,有些部件不一定能夠燒完,這樣殘留的部件就會(huì)掉落到地球上。

為了防止這些殘骸掉落到人員稠密地區(qū)造成人身財(cái)產(chǎn)傷害,廢棄的空間站還要保留一部分燃料,在其墜毀前讓地面指揮中心遙控指揮,調(diào)整設(shè)定墜落地點(diǎn),盡量讓其墜落到空曠的沙漠或海洋中。

前蘇聯(lián)的和平號(hào)空間站墜毀就是個(gè)例子。這個(gè)空間站從1986年開始服役,1999年8月28日正式退役,從這天起,和平號(hào)就進(jìn)入無動(dòng)力自生自滅狀態(tài)。由于沒有了動(dòng)力支撐,和平號(hào)的軌道逐步降低,終于在2001年3月20日墜入大氣層焚毀,其殘骸墜毀在南太平洋指定區(qū)域。

在和平號(hào)空間站墜毀前,地面控制人員啟動(dòng)了空間站預(yù)留的燃料,通過三次點(diǎn)火制動(dòng),實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)墜毀到預(yù)定海域。如果讓其自生自滅墜毀,可能還會(huì)在天上一段時(shí)間,墜落地點(diǎn)就不可控了,如果墜落到大城市人口稠密地區(qū),造成的傷害就不可估量了。

現(xiàn)在,國際空間站也已經(jīng)年老體衰了,美國NASA也開始考慮如何讓其壽終正寢的問題,估計(jì)幾年后,也將采用和平號(hào)空間站的方式安葬。

現(xiàn)在來說說那個(gè)被扔出空間站的雞蛋看了空間站的歸宿,大概就知道了這枚雞蛋的結(jié)局了。

其實(shí),在空間站扔出一個(gè)雞蛋并非易事,需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的開啟艙門方式,宇航員全副武裝地穿著防護(hù)服出艙,才能夠扔掉這枚雞蛋。國際空間站和我們的天宮空間站都在電視里介紹過宇航員出艙過程,因此大家對(duì)宇航員出艙的過程應(yīng)該都有了解,實(shí)在是一個(gè)很麻煩的過程。

穿著笨拙宇航服的宇航員根本無法使出很大力氣,而且雞蛋是個(gè)易碎品,拿出來時(shí)還要小心翼翼。因此,無論他或她怎么使勁,扔出去的這個(gè)雞蛋速度不可能會(huì)很快,這樣,加速度基本可以忽略不計(jì),也就完全可以排除這個(gè)雞蛋達(dá)到脫離地球引力的速度。

脫離地球引力的速度叫逃逸速度,遵循逃逸速度公式:v=√(2GM/R)。根據(jù)這個(gè)公式計(jì)算,在太空站高度,逃逸速度約為10836m/s,只要不達(dá)到這個(gè)速度,終究都會(huì)被地球引力拽下。

因此不管宇航員是往前還是往后,往左還是往右,向上還是向下扔,這枚雞蛋的運(yùn)動(dòng)速度都會(huì)和空間站差不多,保持每秒7662米左右的速度,依然圍繞著地球轉(zhuǎn)圈圈。但雞蛋沒有了動(dòng)力支撐,在細(xì)微的空氣阻力下,速度會(huì)慢慢降低,高度也就慢慢降低。

這枚雞蛋在太空會(huì)經(jīng)歷冷熱兩重天的煎熬,早就生不生熟不熟了。當(dāng)沒有陽光時(shí),溫度降到零下100多攝氏度,凍得梆硬;當(dāng)陽光照射時(shí),溫度瞬時(shí)上升到100多攝氏度,煮得爛熟。希望它不會(huì)爆裂。(歡迎各位討論到底會(huì)不會(huì)爆裂)

這枚雞蛋就這樣在地獄般的煎熬中孤獨(dú)地飄蕩幾年。隨著高度的降低,大氣的密度會(huì)越來越高,其軌道下墜速度也會(huì)越來越快。兩三年后,這枚雞蛋到達(dá)距地表100公里高度時(shí),依然保持著每秒約7公里的速度,這個(gè)速度與濃密的大氣碰撞摩擦,就會(huì)越來越熱。

當(dāng)?shù)竭_(dá)約80公里高度時(shí),溫度會(huì)上升到1000℃以上,雞蛋迅速被烤糊燒焦,最終劇烈燃燒起來,化為一道亮光。

如果是漆黑的夜晚,恰好你又在它的下面觀看,就會(huì)看到一閃而過的光流。地球上每天都有成千上萬顆小的流星消失在大氣層,這枚雞蛋也將成為它們中的一員。

它擊中地球了,但它無法到達(dá)地表。這就是這枚雞蛋的命運(yùn),你相信嗎?歡迎討論,感謝閱讀。

時(shí)空通訊原創(chuàng)版權(quán),侵權(quán)抄襲是不道德的行為,敬請(qǐng)理解合作。

評(píng)論
演繹無限精彩
大學(xué)士級(jí)
較小的小天體根本就無法抵達(dá)地面,直接在大氣層中因?yàn)楦邷囟癁榛覡a,可以認(rèn)為這個(gè)雞蛋也會(huì)同樣如此。
2022-01-20
傳承解惑
大學(xué)士級(jí)
當(dāng)?shù)竭_(dá)約80公里高度時(shí),溫度會(huì)上升到1000℃以上,雞蛋迅速被烤糊燒焦,最終劇烈燃燒起來,化為一道亮光。
2022-01-20
發(fā)光的晶晶
太傅級(jí)
一個(gè)人在地面跳高,永遠(yuǎn)也跳不太高,更別說脫離地球引力飄到空中。這就是因?yàn)樘叩乃俣忍耍绻_(dá)到了每秒7.9公里的速度,就能夠跳起來不再落下來,就會(huì)圍繞著地球轉(zhuǎn)圈子。這個(gè)速度就叫環(huán)繞速度,是飛行器抵抗地球引力,取得平衡的速度。
2022-01-20