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人类有可能拦截木星:让木星停下来吗

来源:www.beledu.cn时间:2019-05-15 编辑:admin最记录: 手机版

问题:

新地平线号在去往冥王星的路途中,曾在木星重力的帮助下增加自己的速度。与此同时,木星的运行略微放缓。请问,需要多少次这种飞越,才能使木星完全停下来?

我们承担不起这个花费。

宇宙飞船执行近距离飞越大质量且快速运动的行星的任务时,行星能够在不用燃料的情况下使飞船加速。(能通过飞向一颗行星并飞离它这种事来增加自身速度,这或许听起来很奇怪,因为直觉告诉我们,飞向行星时增加的速度会在飞离它的时候失去。但其实这并不完全取决于重力,重力的帮助就像绳子和弹簧,如果能保证它足够大,这一切都是可能的。当你飞向一颗行星,绕它飞行,并从来的方向飞离它,就好像你被这颗行星弹了回去。如果这颗行星是运动的,你还会获得额外的反冲,就像把一个网球扔向一辆疾驰的卡车的风挡玻璃。)由于动量守恒,这同样会使行星运行有所减慢,不过没有人真正担心过这一点。

当宇宙飞船飞越行星时,行星运动并没有慢多少,因为行星比宇宙飞船重得多。新地平线号飞越木星时,它的速度增加了约4000米/秒,而与此同时,木星的速度减慢了大约10-21米/秒。(数学上的问题有点复杂,因为它们既改变速率又改变方向。)

人类有可能拦截木星:让木星停下来吗

木星资料图

10-21米/秒听起来似乎很小,但它略微改变了木星的轨道,使木星的公转周期缩短并使它稍微靠近太阳了。由于这次飞越,到了太阳变为超新星时,木星将会与原来的日历有几十纳秒的不同步。

几十纳秒的不同步并不能令人满意,我们显然需要更多次的飞越。那么,到底飞越多少次才能实现题目中所说的让木星停下来呢?

人类有可能拦截木星:让木星停下来吗

木星及其卫星欧罗巴

2001年至2016年,美国政府在新地平线号任务上花费了超过7亿美元。在此期间,政府在其他各项事务中的花费大概是478798.4亿美元。如果我们将所有花费在其他事务上的钱都拿来,投入新地平线号任务中,就能再发射6.8万个与新地平线号完全相同的探测器。

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