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假設在月球上瞄準火星開一槍,能擊中火星嗎?


艾柏史密斯現在所有的槍,射出子彈都無法達到月球表面的逃逸速度;就算子彈的速度足夠快,在這麼遠的距離上向火星開槍,根本不可能擊中,或者說是一個...

- 2019年3月09日09時58分
- 科學文摘 / 艾柏史密斯

艾柏史密斯

現在所有的槍,射出子彈都無法達到月球表面的逃逸速度;就算子彈的速度足夠快,在這麼遠的距離上向火星開槍,根本不可能擊中,或者說是一個極小機率事件。

月球表面的逃逸速度為2.4公里每秒,最低環繞速度是1.7公里每秒,步槍的出膛速度大約是800米每秒,一些狙擊槍的出膛速度接近1000米每秒,加上月球上沒有空氣,所以在月球上朝外太空開槍,子彈最終會以同樣的速度落回月面。

逃離月球引力的子彈,還會受到地球引力的束縛,在月球軌道上相對於地球引力的逃逸速度是1.45公里每秒,於是在月球上發射的物體,同時逃離月球和地球引力的速度為:


√(1.45^2+2.4^2)=2.8km/s。

所以在月球表面向外太空射出的子彈,假設出膛速度為v,會有如下結論:

(1)v<1.7km/s時,子彈最終會落回月面;

(2)1.7≤v<2.4km/s時,子彈最終會繞著月球運行或者落回月面,取決於射擊角度;

(3)2.4≤v<2.8km/s時,子彈能逃離月球引力,但是無法繼續克服地球引力,最終繞地球公轉的可能性最大;

(4)v≥2.8km/s時,子彈能夠脫離月球和地球的引力。


對於最後一種情況,假設子彈的速度足夠快,比如達到了10km/s,此時你在月球上朝著火星射擊,相當於在忽略地心引力和空氣阻力的情況下,你用手槍擊中100公里外速度為100km/h的小車;或許比這個機率更低,是幾乎不可能做到的事。


火星距離地球最近時有5500萬公里,繞日公轉速度為24km/s;人類發射的火星探測器,之所以能命中火星,是因為精確計算了火星的軌道變化,加上在航行過程中,有足夠的時間對軌道進行修正,相當於一顆自帶軌道修正的「子彈」。

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