如果按照孙悟空的速度从地球上可以多久抵达火星呢?

如果按照孙悟空的速度从地球上可以多久抵达火星呢?

孙悟空的筋斗云超过六分之一光速。

孙悟空是西游记的主角,是一只石猴子,本来只能用“它”来指代,但在小说中又是拟人化的一只猴子,且属于神话人物,而且是咱5000年文明古国的英雄偶像,所以只能用“他”了。

传说此猴最大的本事就是筋斗云,一个筋斗十万八千里。筋斗在词典里是跟斗的意思,就是用头抵地,身体颠倒翻过去。这种翻跟斗的时间没有一个准确计量,大概1秒钟左右吧。为了便于计算,这里就采用1秒钟1个筋斗的计量。

十万八千里就是5.4万千米,1秒钟5.4万千米的速度已经很快了,但还没有光速快。光速每秒钟约30万千米,5.4万千米只是光速的18%,约1/5.6。即便如此,这个速度已经比现在人类发射的航天器要快多了。

前些年流传着火星一张照片,上面有一个猴子样的黑影子(见上图),是不是孙悟空早就去到火星了?调侃一下,请勿当真。

人类发射航天器要遵循三个宇宙速度。

这是为了与地球引力和太阳引力抗衡需要达到的速度。

第一宇宙速度叫环绕速度,每秒为7.9千米,达到了这个速度,飞行器才能够飞出大气层,进行绕地飞行,既不被地球引力拉扯下来,也无法脱离地球引力,人造卫星和国际空间站发射需要达到这个速度;第二宇宙速度叫脱离速度,每秒为11.2千米,达到这个速度就可以脱离地球引力,飞往火星等其他行星;第三宇宙速度叫逃逸速度,每秒为16.7千米,达到了这个速度就可以从地球飞出,逃离太阳引力。

人类的航天器现在飞行最快的是帕克号太阳探测器,已经达到每秒100多千米,将来还要达到每秒200千米。它达到了这种速度并不是依靠携带的燃料通过加速度取得的,而是通过金星和太阳的引力弹弓效应得到的。

这种速度在孙悟空的筋斗云面前,实在是小巫见大巫了,仅有其速度的数百分之一。

火星与地球的距离变化。

火星是距离地球最近的行星之一,除了金星,在距离上它排在老二。如果把围绕着太阳系的行星公转环形轨道排序的话,从最靠近太阳算起,水星为一环,金星为二环,地球为三环,火星为四环,木星为五环,土星为六环,天王星为七环,海王星为八环。

可见地球夹在金星和火星中间,金星和火星是地球左右姊妹星球。金星距离地球最近时约4100万千米,最远时约2.4亿千米;火星距地最近时约5500千米,最远时约4亿千米。

一般来说,当地球与火星都在太阳同一边的时候,距离就更短,叫地火相冲;地球和火星隔着太阳分别在另一面时,距离最长,叫地火相合。

计算行星相冲周期的公式表述为:1/S=1/E-1/T。

式中,E是地球的公转周期,T是行星轨道周期,S是地球与这颗行星的会合周期。代入地球和火星公转周期:E(地球)=365.25天,T(火星)=686.98天,可求出S=779.93天。

因此每隔779.93天,地球会与火星在轨道上相冲一次,也就是地球与火星在一个周期距离最近的时候。这种相冲有大冲和小冲,大冲要16年左右才有一次,比小冲还要近。

2018年是火星大冲年,7月28日大冲时刻,火星距离地球只有5759万千米;而今年是火星小冲年,火星与地球在10月14日最近,为6300万千米。人类发射到火星的探测器一般选定在地火相冲的年份。

人类发射探测器到火星需要多久?

发射行星探测器至少要达到第二宇宙速度,即每秒11.2千米,也就是时速40320千米。按照这个速度,在地火相冲年,选择最近距离即便有7000万千米,直线飞过去,也只需要1736个小时,72天多的时间。

但实际上远没有这么简单,从人类上世纪开始探测火星以来,已经发射了四五十艘探测器,成功的也有20艘左右了。用时最短的是NASA1969年发射的水手7号,用了128天;用时最长的是NASA1975年发射的维京1号,花了304天。而2018年火星大冲年,NASA发射的洞察号火星探测器飞了206天,才到达火星;就在7月23日,中国首颗火星探测器天问发射成功,距报道,要到明年2月份才能到达火星,用时也是7个月左右,200多天。

为什么需要这么久呢?

事实上,人类发射行星探测器并不是走直线到达目标,由于火箭脱离地球引力需要巨大的能源消耗,这就注定了飞船或探测器无法携带更多的备用燃料,必须采用最节省燃料的飞行方式和路线。

这种飞行方式有3种,最短距离也最费燃料的是冲点航行,其次是快速合点航行,最省燃料的是霍曼转移轨道。因为火星和地球都一直在运行,而且速度很快,地球公转线速度为每秒29.8千米,火星公转线速度为每秒24.13千米,因此不管采用哪种航程方式,都不是直线冲到火星。

现在比较常用的是采取节约燃料的霍曼转移方式,2018年NASA发射的洞察号和我国发送的天问一号都是这种方式,因此飞行时间需要7个月左右的时间。这种方式整个行程要超过4亿千米路程。

这种航行速度达到了多少?

据有关资料介绍,洞察号206天总行程达到4.85亿千米,这样的话,其航行速度就远远超过了第二宇宙速度。我们简单计算:485000000/206/24=98098km/h

其平均时速达到了9.8万千米,秒速达到了27千米。由此其加速和减速过程就需要较长时间。一般来说,发射要从地球轨道切线出去,达到脱离地球引力速度,并通过利用地球的引力弹弓效应,飞船绕地球若干圈,获得加速度后,再启动自带燃料加速变轨进入地火转移轨道。

经过漫长时间追赶,到达火星后,需要被火星引力所捕获,并利用火星引力减速,环绕火星若干圈后,切入火星环绕轨道,降到目标速度后,才能够适时启动降落程序。

有些探测器为了取得加速度,还需要通过金星引力弹弓效应加速,如伽利略号木星探测器,就是通过多次绕金星获得引力弹弓效应加速后“弹向”木星的;而帕克号太阳探测器,则是通过多次绕行金星和太阳之间的椭圆形轨道,获得秒速100千米乃至200千米速度的。

现在来说说孙悟空怎么飞火星。

根据前面描述,地球飞往其他行星并不像到邻居家串门那么简单,需要经过脱离地球引力,获得引力弹弓效应提速,到达目标星球,被目标星球引力所捕获,最终才减速到达。

当然如果按照孙悟空的筋斗云速度,到火星还是要快多了。即便像洞察号采用霍曼转移轨道方式行程4.85亿千米,也只需要约9000秒时间,2.5小时就到了。或许孙悟空动力强劲,且不需要燃料,根本无需霍曼转移方式,就更快了。

但有一点不能忽略,就是不知道孙悟空的刹车功能如何。

在西游记里孙悟空被铁扇公主用芭蕉扇扇了一下,就飞出了5万4千里,好在他机灵地攀住了一个山尖尖才停了下来。在太空没有可拉扯攀附物体,且孙悟空要翻9000个筋斗才能够到火星,这样他会不会晕头转向,还能停下来吗?

孙悟空具备太空反作用力的喷气功能吗?

在太空中停下来的唯一自主办法就是利用反作用力,就是朝反方向喷气,需要消耗很大能量,不知道孙悟空有没有这个本事。孙悟空的筋斗云那么快,每秒5万多千米,靠吹几口气停下来似乎不太可能,那咋办呢?

只有依靠天体引力给自己减速,但什么样的天体才能够拉住每秒5万千米的速度呢?太阳恐怕是没这个本事的,只有中子星和黑洞了。中子星逃逸速度达到光速1半,孙悟空的速度才光速1/6多点,这样中子星对付孙悟空就绰绰有余了。问题是距离我们最近的中子星也在250光年以外,这样孙悟空去中子星减速来来回就要几千年。而且即便在中子星减了速,又用什么速度飞回来呢?

等他回来,我们蜗牛般的探测器早已经完成任务,被火星沙尘暴掩埋长眠许久了。

还需要补充一句,所谓筋斗云还是要有云,说明孙悟空的飞行还是在地球空气中,没有空气哪有腾云驾雾一说?太空处于真空状态,孙悟空会憋死吗?又哪来云雾给他腾和驾?

所以看来,孙悟空的筋斗云速度对于探测火星毛用都没有。

这样说当然只是调侃,但时空通讯这个意思是告诉大家,神话可以随便臆造,自然规律就要讲科学了,既然要按照科学道理来讲,孙悟空就也要遵循规律,而不能破坏或无视规律。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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孙悟空的速度是可以调节的,点头扭腰八百里到三千里,翻个筋斗是十万八千里。按照猴子的速度,一秒翻一个,那就是五分之一光速。考虑到孙悟空是神仙,一秒翻几个甚至几十几百个也不是不可能,那就是接近光速甚至超光速。超光速姑且不算,按照常规的五分之一光速算,到火星大概两三个小时。但这是以我们的视角或者说参照系看。假设以孙悟空的视角,他以接近光速的速度飞行,时空在他眼中是不同的,对他而言,可能只是几分钟甚至几十秒就到了

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