从地球到月球

在1865——1870年间，法国小说家儒勒·凡尔纳出版了一部科幻小说《从地球到月球》。在这部小说里，作者用他非凡的想象力描绘出了这样的场景：把一个装着人的巨大炮弹发射到月球上。由于书中的描述太过逼真，以至于很多读者都不禁怀疑：这真的可以实现吗？那我们就来讨论一番这个事吧。

从理论上讲，发射出去的炮弹，有没有可能永远都不会落到地面？这在一定条件下的确是可以发生的。然而，引力的存在使炮弹的飞行路线变得向下弯曲，最终落回地球上。虽然地球表面也是弯曲的，但是炮弹飞行路线弯曲度更大，如果我们把炮弹飞行线路弯曲度变小到与地球一样，那炮弹就会绕着地球飞行，永远不会跌落到地球上。它会沿着地球的同心圆飞行，从某种程度上讲，这颗炮弹就会变得像月球一样，成为地球的卫星了。

但是，如何能使射出的炮弹的飞行路线与地球弯曲程度一样呢？很简单，只要炮弹被发射时的飞行速度足够大就好了。

图25为部分地球的截面图。我们把炮弹放置在山峰上A点处，如果不考虑地球引力，将炮弹沿水平方向射出，在一秒后应该落在B点。但是由于地球的引力，炮弹落在了比B点低5米的C点。每一个自由下落的物体，在第一秒中下落的距离就是5米（在真空中）。假如A点到地表的距离和C点到地表的距离相等，那么，炮弹在这一秒中，是沿着地球的同心圆飞行的。

从图中可以看出，线段AB的长度，就是炮弹在一秒中飞行的距离。求出线段AB的长度，就能算出炮弹不会跌到地面的发射速度，即炮弹绕地球同心圆飞行的速度。在三角形AOB中，线段OA是地球半径（约为6370000米），OC=OA, BC=5米，OB=6370005米，由勾股定理可得，AB ² =OB ² -OA ² ，可得出线段AB的长度是8千米。

所以，如果没有空气阻力的存在，把炮弹用每秒8千米的速度射出，炮弹就永远不会落到地面上，它会像一颗卫星一样，一直绕着地球转圈。

假设我们发射炮弹的速度比每秒8千米更快，那它会飞向何处呢？天体力学表明，如果发射速度大于每秒8千米，炮弹射出后会以椭圆路线绕地球飞行，而且初始速度越大，椭圆就拉伸得越大。当发射速度达到每秒11千米或者以上时，炮弹的飞行路线将不会再是椭圆了，而是一种不封闭的曲线——抛物线或者双曲线，然后永远地离开地球。如图26所示。

所以从理论上讲，只要发射炮弹的炮口足够粗，发射的初始速度足够大，那将人装在炮弹里送至月球也是可以实现的。当然这是在忽略空气阻力的前提之下，事实上，空气阻力的存在可能会导致根本无法获得这样的高速度。 q0QjughjahBSLeRKLRmerXLiubf94JZwXOlqpz/2Ryde/YfLNB0NwVPZ20i68onT