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普通大炮在月球上开1炮,炮弹可以直接脱离月球引力吗?

2019-01-04 22:17 作者:瀚海狼山  | 我要投稿




根据某些超级大国曾经展示给全世界的“登月现场直播”,让全球老百姓都知道了月球的引力只有地球的六分之一,感觉航天员在月球上行走都是轻飘飘的,而平时在地球上根不拿不起来的重物,在月球表面就可以轻易的拿起来,因为他们只有在地球上重量的六分之一。若一个成年人在地球上可以独立拿起50公斤重的物体,那么在月球上虽然有舱外航天服的拖累,但是却仍然可以拿起高达300公斤的重物,堪称人人都是大力士了。

月球上除了引力更小外还没有空气,若有人把步枪或者大炮搬到月球上,那么一旦开枪或者开炮,子弹和炮弹肯定都比在地球上飞的远的多,这个设想本身没有问题。人类的枪弹和炮弹理论上在月球表面也可以打响,因为不论炮弹还是子弹,他们的激发都不需要任何氧气或者空气的参与,枪炮的机械装置在月球表面理论上都是有效的。



而不论炮弹和子弹的激发底火,发射药和弹头都可以在真空环境下发生化学反应,而不需要外界气体和能量的参与。枪炮到月球上使用,只需要解决在太阳直射的高温超过100摄氏度,而一旦没有太阳直射的阴影中或夜间温度又下降到零下150度以下,这种忽冷和忽热的变化问题。

那么人在月球表面,往天上用步枪或者大炮开火,这些子弹或者炮弹就能立即脱离月球引力,最终落回地球上或者直接飞入太空成为小行星吗?从感觉上好像是如此,那么实际结果是什么呢?实际结果可能会很让人失望。月球的引力是地球的六分之一,但是月球表面的逃逸速度却不是地球的六分之一。我们知道,地球上的物体在大气层外面的速度达到7.9公里每秒,这样的物体就可以围绕地球稳定的旋转,成为人造地球卫星。这个速度就是第一宇宙速度;而大气层外的物体达到11.2米每秒,这样的物体就会脱离地球引力,而成为人造小行星,这就是第二宇宙速度。

地球第一宇宙速度除以6,大约等于1.32公里每秒,月球表面没有空气,飞行物绕飞的高度只要比月球上的山脉高,就可以稳定绕月飞行,因此这个绕月高度最低可以低到距离月球表面平均只有10多公里,但是1.32公里每秒的速度是不够的。



地球第二宇宙速度除以6,大约等于1.86公里每秒,这样的速度能脱离月球吗,也不够!这样的速度可以绕月飞行,却脱离不了月球的引力。根据万有引力公式计算出来的月球第一宇宙速度(稳定绕月)是1.8公里每秒;而月球的第二宇宙速度,也就是脱离速度,是2.4公里每秒。

瀚海狼山认为,地球上目前所有的枪械,弹丸最大出膛初速度几乎没有超过1200米每秒的。而绝大多数大炮的出膛速度,包括射程可以达到50公里的新型加农炮,弹丸出膛速度大多数也在1200米每秒以下。只有极少数坦克炮发射的长杆脱壳穿甲弹,最大出膛速度才能达到1750米每秒。这样的弹丸仅仅能勉勉强强的绕月大半圈。

1960年代的布尔博士主持研制的超级大炮。因其试验场位于加勒比海的巴巴多斯岛而得名巴巴多斯大炮。它是把2个406毫米的超级舰炮的炮管焊接才一起,曾经以2100米每秒的初速和15000G的过载,将190千克的次口径炮弹打到180千米高度。这基本就是人类火药大炮的最高速度了。这样的大炮假设在月球上发射出去炮弹,绕月没问题,但是想脱离月球返回地球,速度仍然差了一截。



从这一点也可以看出,人造物体想成功绕月甚至绕月后再返回并不是特别难,但是想在月球上软着陆再返回,可不是那么容易。软着陆就等于速度先降低到零,而再二次上升对接,就需要至少1.8公里每秒的速度,这相当于地球高空的6倍音速,而再脱离月球引力返回相当于地球高空8倍的音速,这在地球上只有一些性能非常高的反导弹头才能达到这样的速度。

从工程学和安全的角度讲,要完成一次人类软着陆月球表面后,再次上升并返回,至少需要在同一个着陆点,同时准备2套再上升飞船,才能确保安全返回一次,而有些超级大国在50年前每次都能一次性成功上升,而且还现场直播,只能说你们50年后不服又能咋地?


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