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主题:关于“流浪的地球”的一些看法 [2]
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第一步,用地球发动机使地球停止转动,使发动机喷口固定在地球运行的反方向;第二步,全功率开动地球发动机,使地球加速到逃逸速度,飞出太阳系;第三步,在外太空继续加速,飞向比邻星;第四步,在中途使地球重新自转,掉转发动机方向,开始减速;第五步,地球泊入比邻星轨道,成为这颗恒星的卫星。人们把这五步分别称为刹车时代、逃逸时代、流浪时代Ⅰ(加速)、流浪时代Ⅱ(减速)、新太阳时代。
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以下纯属闲聊,流浪的地球一文既然发表多年,可能已经有人提过类似问题了,如果有,那么还请不要嫌我罗嗦,因为我也是刚看到罢了,并不了解此文经受过何种讨论,只是由于专业缘故说一下自己的看法。

两个主要技术问题:
一是:“刹车时代”是否必要?也就是是否地球需要先消旋,再机动的问题。
二是:飞出太阳系的方法使用变轨加速的简单解释是否过于业余?

一、刹车时代其实并不必要,甚至可能很多余且不合理。

我不太明白为什么地球一定要先刹车。

流浪的地球实际上是一个飞向外星系的航天器,而且是一个自旋航天器。从航天器动力学的角度讲,地球自旋是属于航天器的姿态动力学问题,地球在宇宙空间的飞行轨迹则属于轨道动力学问题。考虑姿态动力学问题时,地球是可以作为刚体考虑(初步的),考虑轨道动力学问题时,则作为质点考虑(这是足够精确的)。

当然,姿态运动和轨道运动也有耦合,但是,相对大气层内的航空器而言,航天器的轨道运动和姿态运动的解耦性是相对较好的。简单点说,地球的旋转姿态其实并不会影响我们对其运行轨道的控制(如果可以控制的话)。这不是想象,而是工程实际。

基本上,对于自旋航天器而言,改变其轨道时,并不需要先进行消旋,只要变轨的推力矢量合力的方向通过星体自旋轴,那么,轨道的改变就并不影响星体的姿态(自旋,以及自旋轴指向)。你可以想象一下皮球在你(或者杂技演员)的指尖高速旋转,同时你还能推着它走过不同的轨迹。另一个例子就是陀螺。

事实上,空间自旋航天器变轨时,一般不会将其消旋,因为自旋航天器自旋稳定,星上众多仪器依靠星体自旋才能正常工作,正如地球自旋产生日夜,没有日夜之分会出现人类不希望的问题一样(比如阁下文中所想象的)。

因此,对于自旋航天器变轨,一般不采用先消旋再变轨的方法,这一方法消耗能量巨大,而且并不必要。

一般来说,自旋物体运动时容易出现的问题是章动,因此只要可以控制章动使其不发散,那么,自旋态下变轨是没有问题的。

因此,从动力学角度和现有航天器工程实际的角度,看不出消旋的必要性。

在安装发动机时,其实也可以考虑南极区。但是,即使是在亚欧板块,简单的说只要推力矢量合力方向与地球的自旋轴平行,那么,轨道的改变也不会受自旋的影响。换句话说,发动机装在哪里都可以设计出有效的控制方案,只是是不是最优的问题。从发动机安装的角度,看不出消旋的必要性。

进一步说,就算调姿也可以只调自旋轴指向而不需要消旋,这是姿态控制问题,基本上不会影响轨道运动。

地球停止旋转后可能的灾难是可以预知也是可以避免的。当然,如果是为了凸现这些灾难而有意设定,那就没啥好说了。但是,如果要写地球没有日夜之分的问题,用突发事件作为原因会不会更好一点呢?如果人类经过详细论证,努力研究,达到了可以改变地球轨道的水平的时候,居然还想不到地球停转的后果,那么。。。只能说,我们的航天专家的这个疏忽实在太大。而且,更关键的是,如果没有必须要消旋的技术理由,却有可以不用消旋的成熟技术(至少目前就有),那么为什么要消旋?

这里要说的是,文中很大部分描写的是刹车时代的问题,但是,为什么需要一个刹车时代?它在技术上的必要性到底是什么?作为科幻,是否应该有相当技术含量的解释?我觉得这个值得斟酌。

二:飞出太阳系的方法使用变轨加速的简单解释过于业余

关于如何飞出太阳系,有相当多的技术著作。随手找个版本老一点的,比如1974年列凡托夫斯基的《宇宙飞行力学基础》,其中第五部分就讲了向太阳系外飞行的设想方案。有兴趣可以参详一下。

飞出太阳系的方法使用了“变轨加速”来解释。但是,“变轨加速”的概念是什么?引入这个概念又是为了什么?

“是这样:跟你想的不同,地球发动机没那么大劲儿,它只能给地球很小的加速度,不能把地球一下子推出太阳轨道,在地球离开太阳前,还要绕着它转15个圈呢!在这15个圈中地球慢慢加速。现在,地球绕太阳转着一个挺圆的圈儿,可它的速度越快呢,这圈就越扁,越快越扁越快越扁,太阳越来越移到这个扁圈的一边儿,所以后来,地球有时离太阳会很远很远,当然冷了……”

这段话,从文字上说,只能这样说,过于科普,能让学龄前儿童也能懂固然是很好,但是有些时候,有些文字上的感觉就荡然无存了(有时候看中国的科幻,常常想起幼稚二字,大概和这种表述方法有关吧。其实有些表述是可以简单易懂而又不过于泛白的。前不久刚看了时间简史,叙述是通俗而有分量的。)

从技术含量说,也是科普得不能再科普,而概念上却有些误导。大凡空间飞行器转移轨道,都是先“加速”进而由于速度改变引起能量的改变,进而引起轨道的改变,也就是“变轨”。换句话说,“变轨”和“加速”中,“加速”是因,“变轨”是果,没有加速,是不可能变轨的。但是“变轨加速”的提法却让人想起,是不是通过变轨来加速啊?因为地球发动机的推力不够嘛。。。这个。。我想到了“借力飞行”,结果发现好像又不是那回事

当然通过后面的解释看来,是不是想表达,地球一边加速一边变轨的飞行过程?如果是,那么这一过程用“变轨加速”来表达并不合适。基本上,直接说变轨就行了。要变轨必然需要加速。或者说加速变轨也符合顺成因果的习惯思维

而另一方面,也是很遗憾的一方面,对于科幻作品,我们期望能有一定的技术含量,至少不要太白了。

儒勒&《一生,一梦》;凡尔纳在幻想通过大炮飞向月球时请教了当时的弹道专家,进行了详尽的弹道计算。我想说的是,如果用加速、变轨来描述飞出太阳系的过程,那简直就和用两条腿走路来描述走路的路线一样。当我们幻想飞出太阳系时,我们想知道,你怎么飞出的?当你到达了一个目的地时,我们好奇,你是怎么走到这里的?你的回答是:“我是用腿走到这里的”。 而我们更关心和好奇的是你的路线是什么?于是,结果只是,失望。

如果是言情和玄幻,你幻想着飞出了太阳系,那就飞出了,爱怎么飞怎么飞,但是,如果是科幻,我好奇,你的方案。顺便说一句,星际飞行有一热门方案,“借力飞行”。这远比“变轨加速”技术含量高。“变轨加速”不是飞行方案,而是飞行原理的描述。基本上,中学文化程度就完全可以理解和推导证明“借力飞行”的方案(如果表达清楚的话)。从“变轨加速”稍稍深入一下应该不是难事,但是,却可以凸现技术档次,让人觉得,这是真正有技术含量的,不是盗科技之名。

必须指出的是,飞出太阳系的方案众多,查读相关专业书籍可以有现成答案。如果作品的目的不在于技术幻想,那么如何把现有技术说得简单又不幼稚和业余,这是对作者语言水平的挑战。

地球在流浪,作为科幻,我却不知道它是如何流浪的,那么,“科”表现在哪里?既然作品侧重技术对人类社会影响的后果,那么这一技术存在引起的后果的合理性就要站得住脚。如果从现有技术和简单的数理常识出发都能引起置疑的话,又如何让人去感动。

没其他意思,前面看了大人的一些对中国科幻的发展颇有感触和认识的随笔,又看到作品,又恰恰是我熟知的领域,故而闲聊几句

如果中国的科幻要发展,要吸引读者,那么,技术、逻辑、文笔、表达能力都需要上层次。一篇科技文,要10年以后有人看,那么就得10年以后别人也认为你的基本技术出发点没错。一篇幻想文要十年以后有人看,就得10年以后别人也认为你的幻想是有价值有意义的。对中国科幻的印象一直不太好(其实小时候很喜欢,也曾惊叹过、感动过——那会儿看红领巾,很来劲儿,有时候还感动得呜呜直哭,但是越大越失望),基本上,技术上缺乏一种科学的态度和钻研的精神,幻想上表达不出浪漫的色彩,语言干涩,文采平平,思想表述像政治口号,人物刻画不及三流言情(我好像在找抽),渐渐就放弃了。最近看了霍老先生的时间简史,在里面看到了n多以前看科幻时看到的概念,唯一的感觉是,这个作者是懂的,而且懂得很透,因此他可以表达出来,而很多写科幻的自己也未必真正懂得了自己写的东西。搞技术的人最知道,什么是真正懂得了,什么是不懂装懂。

跑题了,没别的意思,感叹一下。基本上,技术,是可以非常美丽的,如果配以美丽的语言,那就是无以伦比的震撼。这震撼的背后,是严谨不苟的态度、对世事深刻的洞察力、以及卓越的表达能力。科幻不好写,但是,我们期待好的科幻。




№0 ☆☆☆天风 2005-01-14 23:53:03留言☆☆☆  加书签 不再看TA

其实不少人都曾对刘大的小说中出现的漏洞与情节提出疑问,一篇作品受到质疑在所难免,期待刘大能有所收获,写出更好的文章!
楼主的思考还是比较深刻滴:P
№1 ☆☆☆王启年2005-01-15 10:18:09留言☆☆☆ 
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№2 ☆☆☆==|cf0b94b62019-06-14 13:09:54留言☆☆☆ 
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