多大功率的发动机才能把地球推离公转轨道
古希腊伟大物理学家阿基米德在二千多年前曾经说过“给我一个支点我可以撬动地球”这句话用于回答以上问题是非常恰当,确实如果真有足够长和结实的杠杆,在宇宙中有一个合适距离的星球作为支点一定是可以撬动地球因为这是杠杆原理。
如果想造出一个强大的机器推动地球这是个痴人说梦的笑话,因为地球是有质量和引力的,当机器力量大于地球引力时机器会被推出地球,如果机器悬浮在空中去推动地球因太空中没有氧气不可能利用喷气发动机产生推力,再说要推动地球的发动机就是把地球上所有的空气都用上都不够,为此机器需要地球之外有个地面支点,这就是与杠杆相似的力的原理,这也是阿基米德的伟大之处。
所谓“科幻”,原理可行谓之“科”,技术不论谓之“幻”。

讲原理,按爱因斯坦质能公式,直接将地球加速到千分之五光速也只需损失地球质量的八百万分之一,所以理论上能源足够。
讲技术,现在的核能技术,才发展了几十年,尚处于初级阶段。在故事几乎全理工科社会的设定下,事关地球命运的核能技术,经过几百上千年(启航几百年后才木星弹射,太空旅行两千多年)全力发展,难以想象会发展到何等地步。这点上,原著的核能技术一成不变,倒是一个纰漏。
这个看时间设定了,如果要在短时间内将地球推离轨道当然不可能,但是如果时间放长一点,比如几百年上千年,还是有可能的。滴水可以穿石,一个微小的力量持续作用,就像你说的十克的力量持续作用可以推动一个几吨的航天器,一万台发动机持续给力,也可以将地球推离。
地球初始速度是现今的公转速度三十千米每秒,逃逸速度是四十二千米每秒,相差十二千米每秒。这需要做功W=1/2*mv∧2,m是地球质量5.96*10∧24kg,v是速度差12000m/s。经计算需要能量是W=0.5*5.96*10∧24*12000∧2=3.576*10∧28焦耳。500年(15778800000秒)加速,平均每秒2.266*10∧18焦耳,也就是2.266*10∧18瓦特。这就是推动地球的功率。分摊到一万台发动机上,每台功率2.266*10∧14瓦特,也就是2266亿千瓦。
这需要多大推力呢?先算加速度,a=v/t=
12000/(500*365.25*24*3600)=0.00000076米每秒。推力F=ma=5.965*10∧24*0.00000076=4.536*10∧18牛,换算成千克力,一千克力等于一千克物体在地面的重量等于9.8牛,推力就是4.629*10∧17千克力,也就是4.629*10∧14吨。分摊到一万台发动机上,是4.629*10∧10吨,也就是462.9亿吨。是小说中作者说的150亿吨的三倍。
作者刘慈欣说过,150亿吨这个数是随便一说,现在后悔写的太具体了。
功率与能不能推离公转轨道就是没有关联的,关键是对地球的作用点,有了作用点,只要功率不为零就能推离,只是推离的速度有限。
在太空中飞行唯有用动量守恒,在实际当中质量是关键,要想把整个地球快速推离是不可能的,只有损失地球质量,产生两个反方向相等的动量来产生速度 然后飞离。不用什么发动机都能让地球脱离轨道,只要让地球上有质量的东西脱离地球引力就能让地球偏离轨道,比如发射火箭,每发射一颗脱离地球引力的火箭地球轨道就会发生偏离,只是这点偏离可以忽略不计,火箭脱离地球时速度太慢,质量与地球相比太小。
如果真要史地球光离开 就必须要有地球质量乘以光速的能量,也只能带走 地球质量一半……
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