一个更重的地球会让我们远离太空吗?

一个更大的地球是否会使火箭更难发射到太空?
2021年1月26日

ROCKET_LAUCH

一枚运载航天飞机的火箭从地球发射升空

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问题

史蒂文问:“如果地球的质量再大一些,我们的化学火箭就无法到达轨道,这是真的吗?”

回答

Martin Khechara回答了Stephen的问题。

马丁:从最早的历史开始,我们就仰望星空,想知道地球之外有什么,对星星和太空感到惊奇。直到1961年,我们才成功地将第一个人送入太空,当时俄罗斯宇航员尤里·加加林乘坐东方号宇宙飞船绕地球轨道飞行,一个月后,美国人小艾伦·谢泼德紧随其后。如果地球再大一点,他们还能到达那里吗?我们询问了格拉斯哥大学的空间系统工程师Matteo Ceriotti。

Matteo -答案是…看情况而定!一个更大质量的地球可能不会使火箭完全无法发射,但将一个给定质量的地球发射到轨道上肯定会更加困难。因为地球的质量越大,对任何试图离开的物体的拉力就越大。

马丁:一旦火箭进入轨道,它需要以一定的速度绕轨道运行,以避免掉回去。

马特奥:我考虑过像国际空间站那样的轨道。要将1公斤的物体从地球表面的静止状态移动到距离地球表面420公里的轨道上——国际空间站的轨道距离地球表面420公里——大约需要3300万焦耳的能量。

马丁:自从第一枚太空火箭发射以来,这种能量几乎全部来自一种相当粗糙但可控的爆炸,在这种爆炸中,氢和氧发生反应,产生向上的推力。燃料中所有的能量并不是用来推动火箭的,有很多光,热和声音也会出来。但是3300万焦耳,从理论上讲,会把你带到空间站的轨道上。如果你从一个更重的星球发射呢?

Matteo:现在让我们想象一个新的地球,它的质量是我们地球的两倍,但体积相同。在这种情况下,所需的能量大约翻了一番(每公斤6600万焦耳)。

马丁:再加上越来越多的能源需要越来越多的燃料。最终,你无法制造出足够大的火箭来容纳所有这些东西!因此,最终,一颗更重的行星将使其更难到达轨道。不过,正如Bored Chemist在我们的论坛上指出的那样,如果地球足够大,它会变成一个黑洞。那将阻止任何火箭。

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