第8章 霍曼转移轨道是个外行(2/2)
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与宇宙共分天下。独自飞了一会儿,颇感无趣的高见又重新抱住了火箭。
谨慎起见,他将灵识探入箭体内部,从上到下扫了一遍。
飞船内一切正常,舱内四个人已经解开了升空时的束缚带,正按照任务手册逐一执行奔月阶段的检查项目。
指令长罗伯特向休斯顿汇报飞船的状态,似乎刚刚的敲击声、差点分离失败的助推器、抖了半天没点火的发动机都不存在似的。
心态真好。
另外三人的状态也差不多,领航员吉姆、绕月工程师罗恩,登月员艾伦都在忙碌着各自的工作。
高见在考虑要不要撬开指令舱的门钻进去坐坐,喝杯茶,吃点东西什么的。
但考虑到宇航员的精神状态,高见还是放弃了。
高见开始细细归纳本次登月的不合理之处。
在他的认知里,按照“正常”的登月流程,登月火箭在升空后并非直接奔月,而是会在一个小时内绕地球飞行,火箭在近地点162公里~远地点2200公里来回荡。
在荡到近地点162公里的最佳位置时,开启TLI奔月点火,利用引力弹弓效应开启奔月之旅,这是正常流程。
但因为地球铺满了“半个宇宙”的原因,距地160km~2200km之间的绕地飞行阶段变成了在地球上空162km的高度盘旋飞行半周,然后再执行TLI点火。
整个过程取消了引力弹弓加速,变成了纯干拔发射。
总感觉自己疏忽了什么。
半晌后,高见猛然惊醒。
不对。
飞船速度为什么没有衰减?
他看着身下依旧一望无际的地球,很快意识到了一个严重的谬误。
奔月飞行阶段的96个小时是按照“球形地球”设定的,无论是SLS飞船,还是CNSA的长征十号火箭,都不是沿着直线冲向月球。
飞船在理论上走的是“地月霍曼转移轨道”,是瓦尔特?霍曼提出的半个绕“球形地球”的超长椭圆,为燃料最省路线,沿着霍曼轨道,飞船真正飞行的距离也略大于38万公里,是40.5万公里。
而且火箭在加速到10.92km/s之后,依旧受地球引力持续减速,会不断减速滑行三十多万公里,等飞到地月引力平衡点时,飞船的速度就已经降低至0.6km/s至0.7km/s了,这是很慢的速度。
与环月舱的对接,乘坐登月舱软着陆,这些过程都是在这种缓慢的速度下进行的。
整个奔月阶段,飞船持续承受地球引力的拖拽作用,做的始终是加速度不断衰减的“变减速运动”。
全程持续变减速运动38万公里,这才有了总航程96小时的说法。
但高见现在明确地注意到,飞船此刻的速度仍然是10.92km/s,半个小时过去了,没有任何减速,仿佛脚下的地球不存在引力似的……
按照该速度,匀速直线飞向月球的话,38.44万公里也不需要96个小时,只需要短短9.8个小时就能抵达月球。
刚刚过去的半个小时,飞船就已经狂奔接近两万公里了,此时飞船距离月球的距离从38.44万公里缩减至36.47万公里才对。
难不成再有四五个时辰就到了?
高见抬头看向太阴星,却又发现太阴星的直径大小并无明显变化。
按照视直径和距离成反比公式(角直径公式θ≈D/(2L)),将缩短20000km后的新观测距离代入L进行计算,可以得出,此时的月球的视直径会涨大6%。
6%的大小变化对于普通人来讲极难察觉,毕竟在地球上看,正常的满月涨幅相差都能有14%。
对于高见来讲,6%是非常明显的涨幅。他很确信,目前眼中太阴星的视直径,绝对没有如此大的涨幅
高见眯着眼仔细估算了一下,发现太阴星的视直径仅仅比最初时涨大了0.05%左右,极难察觉其变化,若不是高见有神识加持,恐怕都难以察觉这微弱的增幅。
而将0.05%的涨幅、20000公里代入[角直径公式θ≈D/(2L)]进行反推,可算出初始地月距离大约在接近四百万公里级别,也就是384万公里。
这怎么可能?
这个距离下,想维持月亮视直径不变,除非月球比预想中的直径要大十倍!
即月球直径为34760km,这意味着月球将是一颗远超球形地球体量的巨型星体(地球直径12742km)。
脚下是一望无际的地球。
抬头是巨型月球。
他到底有没有穿越到地球上?
给他穿越到了哪了?
高见又重新看向脚下的地球,当前,飞船已经以10.92km/s飞行了30min,约两万公里,也就是说,眼前的地球应该是2万公里外的地球。
正常的球形地球,在2万公里外,按照角直径公式计算,视直径约为36.8°,而满月视直径约0.5°,此时的地球应该相当于71个满月并排拼起来那么宽,
高见伸直手臂,一个拳头大约10°。那么球形地球的横向跨度大约3个半拳头,填满视野很大一块区域。视野最多只能看见地球大约40%的球面,无法同时看见完整半球,地平线弧度非常明显。
但事实上,地球仍然无边无际,弧度极其微弱,与宇宙二分天下。在视线尽头,因大气遮挡,地平线模糊不清什么也看不见。
但高见注意到,若以大陆为参照物,此时的地球大陆轮廓仍然十分清晰,甚至能看清城市的轮廓,根本不像是两万公里外的高度,倒像是两千公里才差不多。
可这半个小时,飞船明明飞了两万公里,怎么离地球才两千公里远?
无数念头在高见脑海里疯狂碰撞。
两个推论摆在眼前。
第一种猜想:地月真实距离足有三百八十四万公里,月球本体直径膨胀十倍。
可这个假说破绽太多了,光是地月之间的引力就无法自洽,倘若月球体量如此庞大,悬在天外必然会掀起极其恐怖的海洋潮汐,各国的沿海城市第一个就得遭殃,海水估计能淹到喜马拉雅山脉。
这个猜想很难成立。
那么只剩下唯一的可能性。
高见目光扫过地表那缓缓旋转的大地轮廓,心底某个模糊猜测迅速成型。
飞船的飞行速度是10.92km/s无疑,但该速度是合速度,是飞行器运动速率的矢量总和,不是朝着月球方向的前进速度。
他迅速在心中拆解速度矢量。
运动速度可以拆分为两个互相垂直的分量,一路直指月球,为径向前进速度;另一路垂直于奔月直线,是横向切向速度。
二者叠加,构成10.92km/s。
也就是说,大部分速度,根本没有用来奔赴月球,而是消耗在了无休止的横向盘旋绕行上。