如果宇航員從月球向地球開(kāi)槍，將會(huì)發(fā)生什么？
如果宇航員從月球向地球開(kāi)槍，會(huì)發(fā)生什么?
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這實(shí)際上是幾個(gè)問(wèn)題偽裝成的一個(gè)問(wèn)題。
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首先，從月球表面發(fā)射的子彈會(huì)真的離開(kāi)月球嗎？
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正如其他人所說(shuō)，答案肯定是不會(huì)。即使是用常規(guī)武器發(fā)射的最快的炮彈的速度也不足以達(dá)到月球逃逸速度。簡(jiǎn)而言之，子彈在遵循近似拋物線的軌跡之后會(huì)掉落到月球表面。
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其次，理論上以足夠快的速度向地球方向發(fā)射的子彈會(huì)真的擊中地球嗎？
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答案是否定的。向地球方向發(fā)射的子彈將繼承月球的軌道速度，通過(guò)矢量加法則將其自身速度加到月球上。由于地球的速度近似垂直于月球的軌道運(yùn)動(dòng)，因此結(jié)果將是更快的速度和更多的動(dòng)能。因此，子彈不會(huì)撞擊地球，而是會(huì)進(jìn)入圍繞地球的橢圓形軌道，盡管實(shí)際上是朝著地球方向發(fā)射的，但子彈頭將使其大部分離開(kāi)月球軌道。
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那么，子彈擊中地球又需要什么呢？又是為什么呢？簡(jiǎn)單。除了獲得月球的逃逸速度外，子彈必須具有抵消月球軌道速度的速度。簡(jiǎn)而言之，它應(yīng)該朝著月球的軌道運(yùn)動(dòng)的相反方向而不是地球的方向發(fā)射，并且它的速度應(yīng)該足夠快，這樣當(dāng)它爬升到月球的引力場(chǎng)之外時(shí)它就會(huì)失去速度，它不再具有足夠的相對(duì)地球速度來(lái)保持繞地球運(yùn)行。子彈的最終軌跡將是高度伸長(zhǎng)的橢圓，最終（幾天后）與地球大氣層相交。子彈將以極高的速度（約10 km / s）進(jìn)入大氣，因?yàn)閷脮r(shí)子彈將獲得大量動(dòng)能，并墜向地球；最終結(jié)果，它會(huì)像隕石那樣，并在大氣層再進(jìn)入過(guò)程中在高層大氣中燃燒。
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回到原始問(wèn)題的答案：如果從月球向地球發(fā)射子彈，當(dāng)它到達(dá)地球時(shí)會(huì)發(fā)生什么？
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.220 Swift仍然是世界上最快的商用子彈，公布的速度為4,665 ft / s（1,422 m / s），而月球的逃逸速度為2,400 m / s，因此子彈不會(huì)離開(kāi)月球太遠(yuǎn)并最終返回月球表面。
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唯一離開(kāi)月球的彈道(非導(dǎo)彈)將是來(lái)自軌道炮的彈道(非導(dǎo)彈)，速度可以達(dá)到5-6000米/秒(21600公里/小時(shí))以上。
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一發(fā)軌道炮子彈。
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如果瞄準(zhǔn)非常精確，這將是非常困難的，它可能會(huì)以超過(guò)40,000公里/小時(shí)或11,100米/秒的速度進(jìn)入地球大氣層。
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當(dāng)拋射物重新進(jìn)入地球大氣層時(shí)，它會(huì)將前面的空氣壓縮到8000-10000攝氏度的溫度，然后融化并燃燒，不會(huì)擊中地面，但會(huì)在離地面15-20公里處蒸發(fā)，最終可能會(huì)發(fā)生巨大的爆炸。
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如果宇航員從月球向地球開(kāi)槍，將會(huì)發(fā)生什么？
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子彈實(shí)際上必須要做的是到達(dá)月球和地球之間的引力抵消的位置。換句話說(shuō)，子彈必須達(dá)到兩者之間的最大引力點(diǎn)。以下是在從月球到地球的直接路徑上，電勢(shì)如何隨距月球中心的距離而變化：
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紅色虛線標(biāo)記了月球表面和最大點(diǎn)處的電勢(shì)。子彈逃脫月球并開(kāi)始被拉向地球所需要做的就是擁有足夠的能量來(lái)彌合這個(gè)間隙，約為2.6 MJ / kg。為了獲得足夠的動(dòng)能，子彈必須以大約2270 m / s的初始速度向地球發(fā)射。
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但是還有更復(fù)雜的。月球繞地球運(yùn)行，其軌道速度約為1020 m / s。因此，子彈在發(fā)射前也以該速度行進(jìn)，因此簡(jiǎn)單地向地球發(fā)射將導(dǎo)致總速度朝著地球與月球軌道方向之間的某個(gè)方向前進(jìn)。
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因此，為了使子彈的合成速度直接朝向地球，它必須在地球和月球之間的地方以對(duì)角線發(fā)射，其發(fā)射速度必須足以抵消月球的軌道速度：
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地球在這里位于左側(cè)，按比例縮放，而月亮太小，無(wú)法在藍(lán)色軌道速度箭頭的底部看到。
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因此，實(shí)際所需的發(fā)射速度約為2480 m / s，朝向月球所成的角度約為28°。
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實(shí)際上，盡管以上兩個(gè)原理都適用，但由于月球繞地球運(yùn)行，所以它要復(fù)雜一些。首先，最大潛力點(diǎn)會(huì)隨月球繞行軌道移動(dòng)。實(shí)際上，這對(duì)子彈有幫助，因?yàn)樗梢岳@過(guò)潛在峰，這意味著需要較低的速度。但是，繞月運(yùn)行的衛(wèi)星也會(huì)使子彈偏離軌道，因此需要用更大的發(fā)射角來(lái)補(bǔ)償。
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子彈最終以彎曲的軌跡（如本例）結(jié)束，還是地球在左側(cè)，月亮從右側(cè)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)：
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在本例中，發(fā)射速度為2510 m / s，偏離中心點(diǎn)為54°。子彈最初從月球軌道的方向移動(dòng)，很快就被月球拉回，但直到它越過(guò)其所走路徑上的潛在峰值時(shí)才離開(kāi)。從這里開(kāi)始，它被地球的引力所吸引，經(jīng)過(guò)約4.5天的總行程，終于從月球的另一側(cè)撞擊地球。該軌跡與返回的阿波羅太空任務(wù)的軌跡相似。
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就像阿波羅飛行任務(wù)一樣，子彈是否最終能夠到達(dá)地球表面，還取決于子彈能否通過(guò)大氣層，因?yàn)榇藭r(shí)地球已將子彈加速到超過(guò)11 km / s的速度。
作者: quora
FY: 一未
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