小行星没有动力,为什么它的飞行速度比火箭快?人类的火箭可以效仿它们吗?
这是个很复杂的问题。我们来一步一步了解了解小行星是个什么情况,人类的火箭究竟能不能效仿它们。
说到小行星的速度,有一个存在没有办法避免,那就是参考系。宏观低速运动中,任何抛开参考系不谈的速度都是耍流氓。在谈及小行星速度的时候,我们的参考系选择主要有两个,一个是太阳,一个是地球。当我们研究一个小行星绕日运动的时候,我们一般选择太阳做参考系,当研究小行星与地球的相对关系时,我们一般选择地球作为参考系。
譬如我们说某个绕太阳运行的小行星,近日点速度大约为80千米每秒、远日点速度大约是10千米每秒,这个速度就是相对于太阳来说的。而要说有个小行星以每秒50千米的速度在接近地球,那这个参考系就是地球了。举个极端的例子,假如有个小行星和地球在同一个公转轨道,那我们可以说这个小行星是静止的。就这个意思。
那小行星的速度是怎么来的?我们一般认为是在太阳系形成之初这些小行星继承的原始星云的角动量。原始星云在形成太阳系的过程中,角动量是守恒的。在这个过程中,太阳系的体积缩小,周围物质环绕的速度就大了。离地球比较近的还会受到地球的引力影响。多种复杂的作用力结合起来,才使得小行星获得了这个速度。
那人类的火箭可以效仿它吗?其实火箭在地球上的时候,相对于太阳而言本来就在以29.3千米每秒到30.3千米每秒的速度运动(因为地球轨道不是正圆,所以线速度也不是个常数)。所以说,相对于太阳而言地球上静止的火箭和绕日运行的小行星实际上状态比较类似。
那相对于地球而言呢?可以。不是瞎说,真的可以,目前已经有十分成熟的技术了。航天工程中,有一个名词,叫引力助推,也叫引力弹弓,就和这种情况类似。航天器在接近某个行星的过程中,可以窃取行星的部分能量,获得一个速度的增加。这种现象在小行星运行的过程中是存在的。只不过航天器受控不会坠毁到行星表面,而小行星一旦有一点误差就会坠落到行星表面。而地球也属于行星,因此,火箭确实可以效仿小行星。正是由于有这种技术,人类才可以探索其他远日行星甚至太阳系边缘。否则,单单依靠目前的化学火箭,很难将航天器加速到第三宇宙速度。
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