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通往月球之路—电磁大炮(北大物理小组已证)

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1L 度熊


1楼2012-12-03 15:00回复
    科幻小说中曾经屡次出现电磁大炮之类的事情,比如凡尔纳的《从地球到月球》、刘慈欣的《地球大炮》,然而,这个方案已经不仅仅是科幻了,而是一种接近可行的方案。
    《三体》MS是通过电梯到太空的吧。



    通过百度相册上传2楼2012-12-03 15:01
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      我们的征途是星辰大海。穿行在深邃的太空,是无数人的梦想。欲行太空之旅,必先占领月球。欲占领月球,必先打开出一条地月通路。这条通路怎么打开呢?本文作者的想法是——电磁大炮。注意,这可不是科幻小说哦。

      人类对于太空的好奇已经有数不清多少年的历史了,然而自从上世纪人类登月达到了巅峰时期之后,人类对于太空的探索似乎陷入了一个窘境。显然我们的太空旅行现况离科幻小说差的太远,我们不仅仅这么多年了连火星都没有登上,甚至月球都已经几十年没有再上去过,甚至航天飞机都已经被叫停。到底是什么事情阻碍了人类通往太空的步伐?答案非常简单:钱。持续10多年的登月计划整个耗资上百亿美元,这种量级的花费,任何一个政府都需要慎之又慎地考虑要不要做。也许,人类的太空之旅,必须经过一个大的变革才能圆梦了。


      通过百度相册上传3楼2012-12-03 15:02
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        通往太空的必经之路——月球
        人类若是想要探索太空,那么在月球上建立基地将是一个必经之路。为什么呢?显然,从地面上直接往外太空发射卫星是一个很糟糕的选择,原因有是地球的重力非常大,而且地球的大气层较密,有着很大的空气阻力。如果是在地球卫星轨道上建立空间站并且作为基地,也不是最佳选择,它有至少两个缺点:
        1,外太空没有保护,精密仪器很容易受到太空辐射或者太空垃圾的撞击而毁坏;
        2,卫星轨道上并没有任何建筑材料,所有建设基地的物资必须靠地球来运输。
        月球则是一个非常良好的太空基地选址,它的优点非常多,可以说是正好是弥补了前面提到所有缺点:
        1,月球的重力只有地球的1/6,便于向外发射卫星;
        2,月球几乎没有大气层,空气阻力比地球小得多;
        3,如果在月球表面挖一个洞并且在里面建立基地,则月球的地面就是一个极其良好的防辐射、防撞击的保护层,不必担心仪器损坏; (我怎么想到三体里在某行星炸出来的那个巨大的坑呢?)
        4,月球上也有丰富的资源,建立基地所需的资源可以就地挖掘。
        因此,为了将来探索太空,我们必须先踏上月球,在月球上建立基地。可是,现在的关键问题是,如何向月球发射大量的物资,同时其经济代价又不像现有火箭运输方式那么高。注意,为了使得建立基地变得可行,第一步是运输大量物资,暂时先不考虑运输人类(人类将来可能仍要通过火箭的方式运送),因此可以让运输过程的加速度很大而不必担心里面东西被压坏。


        4楼2012-12-03 15:07
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          火箭的缺点
          传统的火箭运输方法有许多固有的缺点。
          首先,火箭运输有一个固有的问题,它必须一路上不停地燃烧燃料进行加速,而这就导致一开始的时候其实大部分燃料是去加速燃料去了,真正加速了最后想抛出去的卫星的燃料比例很低。因此导致每次发射卫星都会消耗大量的燃料,而它的价钱是昂贵的。
          其次,火箭发射的安全性并不高。虽然我们一直在努力地控制安全,可是火箭发射总是有那么1%量级的事故率降不下来。
          再次,火箭运输每次运输的质量只能很小,若要运输大质量物资到太空,这个途径并不是个好的选择。


          5楼2012-12-03 15:08
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            经济性
            当然,建造这条轨道是需要巨资的,但是这属于一劳永逸的项目,一旦建好,日后的发射成本就非常低了,而且可以发射频率非常高。每次发射的成本,无非就是电容放电消耗的电能,以及被抛射的永磁体的制作费用。电能的钱完全可以忽略不计,永磁体的成本还是个未知数,但是如果将来能大量生产,其成本也会下降。
            另外,为了更加节约成本,被抛射的永磁体也可以替换为超导线圈,这样产生的磁感应强度也可以足够大,现有托克马克装置的磁场就是超导线圈产生的,其强度最大可达10T量级。因为发射时间很短,因此不必太担心液氦或者液氮的维持问题。而超导线圈的技术现在已经成熟,其成本显然远小于每次发射火箭的成本。
            建造轨道的成本其实可以参考修建地铁的成本,对于我们万能的中国来说,修建一条5000米长的地铁,应当不是一件困难的事情。


            8楼2012-12-03 15:15
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              然后呢?


              来自Android客户端9楼2012-12-03 15:17
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                仍需考虑的问题
                以上的计算分析只是很理论的分析,真正的可行性还需要就整套方案的所有细节进行工程上的可行性分析。经济性仍然需要做比较详细的评估,建造轨道及每次发射的费用还需要进行调查。另外,对于如此超高速的物体在大气阻力中究竟如何行为,仍需研究。
                结论
                用电磁大炮的方式往月球上运输物资,虽然现阶段还属于一种天马行空的畅想,但是也许不久的将来,这样一条轨道就真的可以被建造出来了,我期待着这一天的到来。
                原文:
                w和w谐w.guokr.com/article/70687/?utm_source=related&utm_medium=banner&utm_campaign=rec


                10楼2012-12-03 15:18
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                  没了。。。
                  介个嘛。。。
                  被北大物理小组拿出来的东东,看上去大概貌似也许可行。。。
                  几个疑问啊。。9.7km/s²的加速,,,,到达月球后如何着落啊。。直接变成炮弹轰成渣吗?
                  5000米的轨道,,,好吧,这个直可以建造。。。依山而建,,喜马拉雅山不错。。
                  下面吐槽开始。。。。


                  11楼2012-12-03 15:24
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                    为毛觉得如果能发射到月球的大炮首先会应用到军事武装上。。变形金刚里的电磁炮吗。。当然利用电磁炮作为宇宙电梯这的确是个非常方便的构思。不过看到这个构图估计还是有很多地方要仔细改进,关键是精准度,即使能用这电磁轨道加速到第二宇宙速度,但就凭这大炮发射时候的速度和方向,感觉很难会精确射到对应的月球地点。所以在这基础上,也相对在太空建立电磁炮中转站。形成一条轨道不断修正目的地降落点,这个有点像第三部的核弹轨道。


                    IP属地:广东14楼2012-12-03 17:13
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                      9.7km/s²的加速度……1000g啊……一般的东西直接压成饼了吧……
                      还不论这到底达不达得到……
                      实际上,在人类可以承受的范围内10g,利用这种轨道发射的设想早就有了……
                      结论是:需要大约360Km的炮身……这长度就不可接受了……


                      IP属地:天津15楼2012-12-03 17:32
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                        材料


                        IP属地:浙江来自手机贴吧16楼2012-12-03 17:45
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                          地球是人类的摇篮,更是坟墓。


                          IP属地:天津来自手机贴吧17楼2012-12-03 17:49
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                            作者做了什么原创性的内容?基本都是网上可以找到的内容
                            而且相当的内容不顾实际条件,做了错误的应用


                            IP属地:上海18楼2012-12-03 17:51
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