本文参加百家号科学#了不起的天文航天#系列征文
其实这个方法挺不错的,毕竟月球永远都一面朝着朝着地球,尽管它在自转,但刚好自转与公转一致,存在系留的条件,那么如何来实现呢?会有什么连带后果吗?
月面系留位置选哪里?
理论上来看哪里都可以选,反正月面在我们地球看来是一动都不动,但事实上这个系留点只能选在月面正中,这是为何?
月面方位图中已经给我们画好了,那么为什么要选在这里呢?理由有几个:
避免给月面增加额外的自转力矩,破坏潮汐锁定的状态月面正中距离最近
前者容易理解,就像小时候玩贱骨头一样,狠狠的抽它几下就转的更快了,这很容易理解。后者么,两个球体之间当然是面对面的那个点是距离,理论上来看选正中比选最旁边大约要近1700千米左右,这能省下不少钱哦!
绳子拖在地球上?还是系留起来?
理论上来看,必须要系留起来,要不然这根绳子被风吹跑了咋办?那么可以绑在地球上某个点吗?我们来看看月球和地球的运行方式:
系留?
我们从上图可知,月球的轨道与地球的赤道平面存在一个夹角,不过这个夹角是会变化的,范围大约在28.60°至18.30°之间,我们取值中间24°吧,这根绳子如果系留在地球上某个点的话,那么有趣的事情就发生了:
月球绕地球公转约27.32天地球一天自转一圈
那么地球每天将拉近月球πD(1-1/27.32)*cos24=35209.43千米
也就是说地球每天将一圈圈卷在地球身上,当然上题是简化演算,各位有兴趣的可以计算得更准确一些。那么地月平均距离大约是38.4万千米,估计只需要:
N=38400/35209.43=10.9天,地球自转就将月球拉倒地球身边合体了,当然没有考虑质量引起的自转变慢以及后续引力加速作用,权当个脑洞算着玩玩哈。
不系留?
果然系留是不行的,那么不系留呢?又会是个什么结果?
远地点和近地点相差至少4.26万千米,因此我们必须要按最长的绳子来取值,否则不够长啊,一个月只有一次能爬上月球,其他的时候那根绳子都在赤道静止轨道以外,那么问题来了,按最长的距离计算,近地点的时候怎么办?4.26万千米的距离都能绕地球一圈了,因此会有几个严重后果:
这根常常的绳子拖着会严重影响地面建筑物,会破坏掉沿途所有的物体,身子山脉另一个结果是可能会卡在某个位置,然后地球一天天将其拉近,然后撞上地球。最后还有一个有趣的事情是,所有能在头顶看到月亮的位置统统都横扫一遍
最后一个解释下,因为地球赤道面和月球公转面存在比较大的夹角,因此月亮这根系留绳子的破坏范围会很大哦,简单算算:
赤道面与白道面(月球公转轨道面)交角 = 6°41’黄道面与赤道面交角 = 23°26'21''.448
月光垂直照射的位置为南北30°07'21''.448,因此在个范围内地球表面所有物体都将被这根拖着的绳子横扫。
有那么长绳子吗?
很明显是没有的,现代高强度钢材不被自身拉断大约是十多千米,碳碳复合材料可以大幅度提高这个距离,据说碳纳米管可以将这个距离提高到成千上万千米,但这个即使拿来建造太空电梯还嫌不够,因为差不多需要约10万千米不被自身拉断才可以。
所以我们没有那根绳子,种花家就在北纬30度附近,那就不用担心哪天一根恐怖的绳子被月亮拉着横扫地球啦。
公众号同步发布,请搬运的几个微信公众号三思