399718奇闻趣事网BALI @ 2024.04.29 , 07:05
以人类现有的技术能改变月球轨道吗？
本文探讨了使用当前技术显著改变月球轨道的可能性，包括核爆炸、火箭推进、引力助推等方法，并得出结论，这些方法在实际操作中均不可行。
提问：
人类能否用现有技术显著改变月球轨道？
一种可怕的病毒使地球上最大的超级大国的大多数人口和政府官员变得疯狂，却没有剥夺他们的智力。
他们决定要改变月球的轨道。如果他们想这样做，人类是否有技术上的可能性去改变月球的轨道？
例如，如果200枚沙皇炸弹同时在月球的一侧被引爆，这会显著改变月球的轨道吗？
如果足够显著，它会让月球与地球相撞吗？
MichaelK:
不可能。
月球非常巨大，并且以人类标准来看移动得非常快。
首先，让我们计算月球的动能。月球的质量是7.3 × 10^22千克，它以1,023米/秒的速度移动。这给月球带来了7.3 × 10^25千克米/秒的动量。使用这个方程将动量转换为动能，我们得到3.8 × 10^28焦耳。沙皇炸弹的输出是210拍焦耳，或2.1 × 10^17焦耳。
即使所有炸弹的能量都能以与月球运动相反的方向被引导，你也需要两千亿个炸弹才能停止月球。当然，这是假设你能将所有这些炸弹的能量都引导到同一个方向。
仅仅在月球表面引爆其中一个炸弹可能会造成一些损害，当然会制造一个新的漂亮的陨石坑，也许会让一些碎片落到地球上，但我不认为核弹是改变天体轨道的可行方法。
Loren Pechtel:
是的，只要你能接受一个非常长的前置时间。
正如其他人所展示的，尝试通过火箭来做是不可行的，但这不是移动月球的唯一方法。
相反，让我们用撞击。我们可以利用重力提供大部分能量。
用一个核动力的宇宙飞船去奥尔特云，它推动东西，使用从目标上取走的材料作为反作用质量。走得足够远，轨道速度非常低——停止大量物体不会需要疯狂的能量。非常小心地瞄准，让它们几乎停下来，让它们向内坠落。
用足够多的冰体投掷，它会移动。
发射这个帝国无疑会在第一个冰球落下之前就已经消失了。你可能需要猎户座+世代飞船才能到达那里去做推动。
Thucydides:
你可以改变月球或任何行星的轨道，只要你有耐心并且能够接触到太空中的材料。
诀窍是将动量从一个(或理想情况下是多个)小天体转移到一个更大的天体上。这被认为是一些恒星系统有“烤炉”绕太阳轨道运行的原因，木星大小的行星比水星离我们的太阳更近。在太阳系形成期间，行星穿过一个@尘埃、气体和其他原行星材料组成的密集云。当烤炉穿过云层时，人们认为它将材料加速到那个系统的奥尔特云，而同时自身减速并螺旋进入越来越近的轨道。
就像一个宇宙飞船在行星周围进行引力助推是“窃取”一些行星的动量以加速一样，行星本身也通过相应的量减速。@于行星比太空探测器大得多，这在我们当前的技术中是不可测量的，但效果是真实的。
所以，要改变月球的轨道，我们理想的做法是修改近地小行星的轨道，让它们螺旋向地球，然后从月球旁边经过以进行动量交换。如果我们想让月球更远，我们就让近地小行星在一个交叉轨道上，最终使近地小行星减速并朝向太阳下落；而如果我们想让月球更近，我们就让近地小行星在一个交叉轨道上，结果是近地小行星加速。
因为月球相当大，近地小行星供应有限，理想情况下，近地小行星在交叉轨道后部署一个太阳帆，并使用太阳能来调整其轨道，再次穿过月球的轨道(一次又一次)，直到做出足够的轨道调整。
当然，这并不意味着这将是容易或便宜的，地球上的居民将正确地对大型物体非常接近我们自己的星球感到担忧。没有什么比在轨道计算中犯错误，让一个恐龙杀手(或更糟)撞击地球更糟糕的了……
Peter Swords:
再次强调——不可能。
你不能只是将月球切向地推动。赋予一个小的切向速度，比如说1米/秒，不会随着时间的推移累积成大的偏移量。相反，潮汐力会使轨道圆化，然后轨道就会稍微高一些。1米/秒是月球轨道速度的0.1%，将导致轨道半径增加约0.2%，或750公里。即使这样，也需要一个不切实际的能量量。
你不能以任何有效的方式使用太阳能来发射岩石作为反作用质量。岩石的动量仅仅是太阳光子的转换动量。那些已经在数十亿年中对月球施加了微不足道的影响。你能做的最好的事情就是用完全反射的材料覆盖月球，这将赋予入射辐射的两倍动量。当你做这些计算时，你最终得到的是一个微不足道的加速度，大约是1 × 10^-15米/秒^2。
最后，你不能向月球投掷奥尔特云彗星。当然有足够的材料来移动月球——估计大约是五个地球质量。在奥尔特云的距离上，你只需要赋予大约每秒三厘米的速度就能在它返回太阳时将其移动1个天文单位(这将需要大约140万年)。但是，即使是移动相当于月球质量的物体，以那样小的量仍然是相当于燃烧一百万吨煤油以100%的效率。
我们也不要忘记，我们不能从月球得到一个非常有效的引力弹弓，当我们的彗星到达内太阳系时。理想情况下，我们希望从与月球相对于太阳相反的方向进来。我们只有在特定的月相和一年中的特定时间才能获得最大的效果。这给我们带来了很多计算复杂性，特别是当我们还考虑大的外行星的引力效应，这些行星可能会干扰我们进来的材料。
但即使我们假设我们能够克服所有这些，我们有一个核引擎，可以使用彗星材料作为反作用质量。我们仍然有一个不可逾越的问题——奥尔特云材料的分散。彗星的数量估计高达一百万亿。云可能延伸到最近的恒星的一半距离。但假设彗星都在一个半径为一光年的球体表面上方便地等待我们。这给出了彗星之间超过三百万公里的平均间隔。我们必须走一百万亿倍的距离去拜访它们。如果我们假设一个健康的速度是60公里/秒——比旅行者号航天器的木星弹弓速度要快得多，它将需要将近两百亿年才能拜访完它们，这还假设我们甚至不必在每一个上停下来。哦，我们需要电力来维持这个速度，因为它比太阳在那个距离的轨道速度要快得多。
或者，如果我们不得不在每个彗星上停下来，但能够实现1g的连续加速度在彗星之间加速和减速，我们可以将总访问时间缩短到接近一千亿年。这仍然比月球将要存在的时间要长得多。
简而言之，当你真正做这些数字时，通过任何显著的方式移动月球的方法实际上是不可行的。
本文译自 science based，@ BALI 翻译。
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