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为什么没有办法实现地球和火星之间的往返

(2020-01-20 08:53:00) 下一个

为什么没有办法实现地球和火星之间的往返


为什么没有办法实现地球和火星之间的往返,这个是受基本定律限制的。(我这里不考虑载人飞行路途中生活物资的需要,即使是非载人往返也是难以实现的)。

根据齐奥尔科夫斯基定律,一个火箭发射重量和有效载荷的比例在理想条件下不能超过EXP(-V/V0),V0是发动机喷气的速度,最多是2KM/S。把火箭发到月球,地球逃逸速度是11KM/S。这个比例是1:245。美国和苏联发射载人飞行火箭的时候,火箭都是大概3000吨左右,有效载荷是10吨左右,可见基本上达到了理论极限。再举例,月球的逃逸速度是2。3KMS,登月舱返回地球的有效载荷比例是大概1:3。而美国返回舱的重量大概是3吨,与登月舱的10吨重量也基本满足这个比例。

把载荷发到火星,需要首先离开地球,而从地球轨道到火星轨道需要克服太阳的引力。所以需要比11KM/S更高的速度。用以前发射探火星的火箭为例子,速度是16/KMS。这个速度对应的载荷比是1:3000。也就是说,像土星5那样的3000吨火箭,只能发射一个一吨的载荷到火星。

那么到了火星以后要返回,同样需要考虑载荷比。土星的逃逸速度是5KM/S,载荷比是12,所以,如果一个从火星返回地面的载荷类似于阿波罗那样是三吨的话,从地面发射的时候需要一个3*3000*12=11万吨的火箭。这无论从结构,材料,还是运输上都是不可能的。

所以,在可预见的将来,去火星的人,是不可能回来的。。。

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评论
samsyrny 回复 悄悄话 可以分批分段发射,像太空站那样在太空中组装;或者如interstella想象的那样,找到克服gravity 的办法
乡关何处 回复 悄悄话 那有没有别的方式可以替代火箭呢?或者能有方法减小逃逸速度?
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