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單純討論一下某up對地月轉(zhuǎn)移的見解

2022-07-04 17:15 作者:膨脹的闊耳狐  | 我要投稿

視頻https://www.bilibili.com/video/BV17r4y1t75W

某位up借三個視頻,對阿波羅登月的真實性做了解釋。那么我就來分析一下,為什么中國嫦娥飛船,要花112小時,美國則只花71小時,而這并不是由于美國沒有登月,而是多種因素使然。當(dāng)然,阿波羅登月的真實性還有很多佐證,我只是對這組數(shù)據(jù)進行分析。

免責(zé)聲明

1、本人水平低下,且所用模型均作了巨大簡化,不要試圖帶入精確的現(xiàn)實情況中,也不作為星際旅途的參考,如有人用此數(shù)據(jù)試圖飛去月球,后果自負(doge)

2、本人完全不知道中國和美國是怎么算出的軌道,文章只是進行分析

一、地月轉(zhuǎn)移軌道

視頻中提到,阿波羅飛得太快了,而去月球的速度是一定的,由此產(chǎn)生了一些問題,那么我們先來計算一下,去月球要多久?當(dāng)然,現(xiàn)實中使用的是數(shù)值積分的方法,而我是筆算的,所以不準(zhǔn)。首先,由開普勒第三定律,易得T轉(zhuǎn)移=(1/2)^(3/2)T月,帶入T月=27d,得T轉(zhuǎn)移=9.546d,實際轉(zhuǎn)移時間T=1/2*T轉(zhuǎn)移=4.773d

這不是遠大于73小時嗎?

不急,想必大家都知道“遠點駐留效應(yīng)”,也就是說,這里的4.773天,有不少都花在遠點,即與月球交會的點附近了(如果不了解,可以自行計算遠點,近點的速度,再來比較,可以發(fā)現(xiàn)近點速度比遠點大得多),可是,在靠近月球的時候,會被月球吸引過去,速度反而增大。我們引入希爾球的概念

計算得到月球希爾球的半徑為6.06*10^7米,現(xiàn)在開始建立模型:假設(shè)地月轉(zhuǎn)移是橢圓的一部分加上一段勻速運動(?)。這里第二段為什么直接當(dāng)勻速運動?因為這樣也只有5小時,就算有加速也會是總的計算結(jié)果偏大,實際轉(zhuǎn)移時間更少。

這樣計算得74.88小時,而像我剛才講的,實際的時間比這個小,阿波羅73小時,是完全正常的。這同時說明,嫦娥比阿波羅多了38小時左右,這是怎么回事?

二、軌道傾角

我們看到,嫦娥在轉(zhuǎn)移前,還有三條繞地球的軌道!這叫做調(diào)相軌道。要說為什么有這條軌道。就要從發(fā)射場講起。

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度,在28度左右,眾所周知月球的軌道傾角為5度。西昌發(fā)射的火箭,最小傾角就是28度,所以入軌后要調(diào)整到月球的5度傾角,這個調(diào)相當(dāng)然應(yīng)該在速度小的時候完成(速度的改變量正比于速度),也就是說要在離地球遠的地方調(diào)相,這就是為什么要設(shè)計調(diào)相軌道。

從另一方面說,由于奧伯特效應(yīng),速度大的時候,加速效率高,多次在近點加速,顯然能夠使得推力被高效利用。

美國為什么不用調(diào)相軌道?

肯尼迪航天中心的緯度也有28度,但實際上,阿波羅是要落到地上的,幾度傾角根本無所謂(月球探測器的傾角才需要),而不調(diào)相不代表飛不到月球,只是飛到的時候會帶傾角,而且飛行過程中累積的誤差會放大而已。

從另一方面講,考慮到人一天需要多達2升的水以及大量食物,延長飛行時間來調(diào)相并不是經(jīng)濟的選擇。

從另一方面講,如果僅考慮速度和效率,最好的飛行方法應(yīng)該是直線升天法,即火箭不入軌直接轉(zhuǎn)移,這能充分利用奧伯特效應(yīng),但在工程上無法實現(xiàn)(上面級推重比太小,隔熱材料無法承受這樣的發(fā)熱)。

所以說,阿波羅73小時轉(zhuǎn)移,完全合理,我國嫦娥112小時轉(zhuǎn)移,也沒有問題,兩者的差異,絕非由于登月是假的,亦或是美國科技先進,而是迥然不同的任務(wù)要求和經(jīng)濟性使然。況且大量其它證據(jù)也表明,美國確實登過月,比如多個月球探測器,包括我國的嫦娥探測器,就拍到過阿波羅登月的基地照片。在如此多的佐證下,仍然抓著一個普通人根本算不了(轉(zhuǎn)移軌道是三體問題,是無法解的)的速度說事,顯然并不明智。

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