嫦娥四号成功登陆月球背面是人类历史上史无前例的一大突破,月球上的一小步预示着人类在航天领域往前迈进了一大步。中国成为继前苏联,美国后第三个登上月球的国家。
人类对太空的探索最早可追溯到20世纪中期,前苏联采用改装的P-7洲际导弹把世界上第一颗人造地球卫星送入太空。4年后,第一名宇航员尤里·加加林乘载着“东方1号”宇宙飞船进入离地面181~327千米的空间轨道,实现了人类梦寐以求的飞天愿望,开创了载人航天的新时代。
很少人知道的是,宇航员的随身物品里,一定会有一把枪。航天火箭里所有东西都是宇航员最需要的,重量每增加一克都会消耗大量能量,足以可见枪支的重要性。是怕在宇宙中遇见外星人吗?还是为了对抗月球上突然出现的不明物种?
荒野猎人
按照科幻大片的思路,宇航员在进入太空后,会遇到各种异形怪兽的攻击和来自遥远行星的不速之客。这个时候,宇航员确实需要枪,手枪还不够,最好得是突击步枪和重机枪,如果有可能,来辆坦克更好。
但是,科幻片只存在于人们的想象和电影院里的大屏幕上,现实中,人类从未受到外星生物的攻击,宇宙中的危险都是来自环境本身,所以带枪是为了防范外星人的说法显然站不住脚跟。
早在1965年,前苏联宇航员阿列克谢列昂诺夫与帕维尔别利亚耶夫同乘“上升2号”宇宙飞船抵达太空,列昂诺夫踏出舱门,实现了人类的首次太空行走。
可是在第二天返回地面时,“上升2号”的自动导航系统失灵,他们被迫降落在了原计划之外的原始森林里。精疲力竭的宇航员费尽九牛二虎之力才从舱中爬了出来,结果却不慎引来周围的饿熊。
在这种情况下,宇航员就需要一种结构紧凑的多功能武器,既可以用来打猎捕食、防御猛兽的袭击,又可以用来发射求救信号,等待救援人员的到来。
幸运的是前苏联的科学家预想过这类情况的发生,让飞行员随身携带了手枪,救了自己一命。
在宇宙中开枪
带枪的本意是让宇航员返回地球后遇到危险使用,假设宇航员在太空中开枪了,那会怎样呢?
在太空无氧真空环境下,尽管火无法燃烧但枪支仍可发射出子弹。这是因为,如今弹药均自带氧化剂,能够触发火药引爆,无论在宇宙的什么地方,仍可发射出子弹,不需周围大气中存在氧气。
但是,毕竟太空环境同地球相比存在极大差异,因而在太空开枪会发生许多令人意想不到的情况。
情况一:子弹有可能永不停下
设想宇航员正在太空真空条件下漂浮,而他的手中只有一把枪,他就这样一直漂浮在星系之中。要么他一直漂浮,直到去到自己想去的地方,或者朝向未知宇宙当中开一枪。
根据牛顿第三定律,如果这位宇航员开枪,子弹所受到的压力会给枪支造成大小相等、方向相反的作用力。由于枪支被握在宇航员手中,这个反作用力则会施加在宇航员身上。因为星际间处于无重力环境,宇航员在子弹射出的同时,自己会朝着与子弹行进相反的方向移动。
一旦宇航员选择在太空中开枪,子弹会一直不停的行进。美国哈佛大学的天文学家马提亚·库克(Matija Cuk)表示:
子弹永远不会停止前进,因为宇宙向外扩张的速度要快于子弹射中物体的速度。
太空已十分接近真空环境,每平方厘米只有一两个原子存在,如果宇宙停止向外扩张,发射的子弹因遭受原子阻力,会在行进1000万光年之后停止前进。
情况二:子弹或被大型星系吸住
如果一名宇航员在进行太空行走的时候,朝木星开了一枪,会有什么情况发生呢?
英国伦敦大学学院(University College London)的物理学家罗伯特·弗莱克(Robert Flack)表示,宇航员这么做完全不必担心。他称,由于木星引力场强大,宇航员发射的子弹会被木星吸住,哪怕子弹的发射方向偏离木星很远。弗莱克表示:
木星如此巨大,它会吸住子弹,让子弹沿着曲线飞向木星。
同时,子弹在飞行过程中,由于受到木星引力的牵引,其速度会越来越快,并且最终达到令人难以置信的速度。
情况三:朝前开枪子弹有可能射中自己的后背
从理论上来讲,在太空环境下,宇航员朝前开枪,有可能会射中自己的后背。当他处于某个行星的轨道上朝前开枪时,就有可能会发生这种情况。
要知道,围绕行星运行的物体实际上处于恒定的自由落体状态,因而如果想通过向前开枪,并且被同一颗子弹打中自己的后背,就必须选择合适的开枪角度。
准确来讲,宇航员在选择角度时,必须朝水平方向开枪,让子弹围绕行星运行,最后正好回到自己开枪的地方,在这过程中,还需计算好宇航员开枪后自身会向后移动的距离。不过舒尔茨表示:“这些设定和计算必须毫无误差,才能达到射中自己的效果。”
然而,天文学家库克开玩笑称,如果宇航员想在太空中被自己射出的子弹打中后背,选择在月球表面的环形山上实施会比较容易。从理论上来讲,如果宇航员选择在月球的环形山上水平向前发射子弹,而子弹的速度约为每秒1600米左右的话,那么这颗子弹最终会回到发射地点。
如果充分考虑到月球的地貌特征再实施此项实验,以便让飞行中的子弹不会遇到阻碍物,那么这一幕是有可能实现的。
对于航天工作来讲,每带入太空一样物品都有不小的难度,将一件物品带入太空的运费等同于同等质量的黄金,所以大多宇航员都选择便于携带的手枪。虽在宇宙中开枪这一幕不太可能发生,但科学家们列出的种种可能性却也别具乐趣。
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