第612章 助教2

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熬過了下課被當作珍惜動物圍觀和老教授的攀談的10分鐘休息時間之後，第二節課再度開始了。只不過，這一次課堂上又擠進來不少的學生。看來是因為有外星人當作助教的資訊而好奇的學生跑來圍觀了，從中我也看到了諾相約那天見到的另外3名友人。

（誒，就不能讓我省點心嗎？）雖然在內心狠狠吐槽了一番，但我還是面帶淡定表情的繼續了課程。

“上節課最後也說了，因為非我族類其心必異和唇亡齒寒的先入為主的觀念，導致的你們兩個文明的悲劇。現在我就說說為什麼吧，正好這也可以當做是課內知識來教授給你們。”

“首先，我們需要明確一下，所謂的星際旅行的本質是什麼。”

當所有人都因為我的話而陷入沉思的時候，我再度開口了。

“太空行的第一步，太空行的能量代價。有些人好像有一個誤解，認為你們最新最大的航天器，有必要的時候就可以隨時飛上宇宙。”

“這種錯誤觀念來自於對阿波羅計劃的一知半解，以及對空間世界廣闊程度的無知。航天器的飛行軌道，通常僅高出地面350公里。既然低空軌道理地面這麼近，為什麼吧航天器送入軌道還會這麼難呢？普通人畢竟用不到發射裝置，也能輕易乘坐列車跨越350公里的距離。”

“這是因為，你要數值向上350公里，而不是水平移動同樣的距離。這是答案的一部分，但不是全部。最大問題來自‘軌道’。”

“如果只是簡單的把意見物品向上提高350公里，所需能量要比送入低空軌道低不少。根據我的計算，區別能達到四分之一。不過，隨隨便便送上天空的東西，會很快掉落回地面上，因為在到達低空軌道之後，他沒有獲得足以停留在軌道上的速度。”

“星球表面的人之所以不會穿透地面掉進地底，是因為地面堅硬其支撐強度完全足以支撐人類的體重。常見材料的抗壓強度經常能達到幾十到幾百MPa，換成人話，就是每平方厘米面積能支撐幾百到幾千公斤的重量，這也是為什麼能夠在星球表面上存在有鐵這種比土壤還要質密的物體卻不會沉入地底的原因。白矮星物質每立方厘米大約一噸重，如果輕輕放在厚鋼板、花崗岩之類材料上面，還能勉強支撐住，不會壓碎。中子星物質每立方厘米就有上億噸，沒有任何材料能支撐住，所以一定會一直沉到地心。”

“好了，上面的是屬於歪題了，接下來讓我們繼續。地面對我們的腳掌施加一道支撐力，與向下的地心引力互相抵消。飛機之所以不掉落，是因為記憶周圍的氣流產生的升力。但是，航天器是如何停留在空中的呢？它的確有機翼，但那僅僅是任務收尾階段降落時用的。在太空中，沒有人會聽到你的尖叫聲，因為周圍沒有空氣。在沒有空氣的地方，也就沒有了能讓飛行器停留在空中的氣流升力。”

“最有趣的事實就是，沒有任何力量讓航天器不下墜。事實上，它就是在持續敵向地面跌落，但卻總是會錯過目標。航天器在同步軌道的飛行線路接近於正圓，我們可以吧這條軌道上的物品看作是小孩子在頭頂轉圈甩動的一塊用繩子栓緊的石頭。如果繩子斷了，石頭就會沿著與繩索垂直的方向快速飛走。”

“軌道上的航天器就像那塊石頭，而約束他的繩子，就是它與星球之間存在的引力。做圓周運動，他就必須受到一個指向運動圓心的牽引力，裡的大小可以根據F=MV方/R算出。在根據引力常量就可以算出速度V的數值。此處應注意，速度數值與航天器的質量無關。”

“如果慢於這一速度，她就會跌落到地面上。如果速度更快，則會期初導致非圓形運動軌跡，最終結果是一去不復返。”

“將航天器送入軌道的最大難點，並不是讓它攀升到足夠的高度，而是讓它獲取足夠的速度。假設航天器的載荷為100噸，任何以速度V移動的物體具備的動能是K=1/2MV方，即為3X10的12次方焦。”

“汽油的熱值為KJ/Kg，也就是說，獲取上述動能需要消耗的汽油約為你們當地的貨幣。但是，這還遠遠不是全部。”

“複雜之處在於，火箭需要燃燒大量油料來達到上面提到的速度，其需求規模非常可觀。即使是採用液態氫和液態氧，其體積和製造成本也是相當可觀的。設定，燃料本身的質量，常常會超過任何火箭的有效載荷。”

“比如，最早起的太空梭加火箭推進器加燃料小的質量，約為2萬噸，或者說是有效載荷的10被。究其原因，就是在你使用燃料推進航天器的同時