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如果在其他星球上开飞机会怎么样?

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3HA001 发表于 2013-02-03 16:48:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
果我尝试着在太阳系内的其他星球上驾驶一架普通的地球上的飞机,会发生什么呢?
——Glen Chiacchieri

这货就是我们的用来星际旅行的飞机Cessna 172 :

                               
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还有我们可爱的飞行员,好像有点不太情愿…呃,不要在意这些细节

                               
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拿起我们的星级旅游指南,看看接下来的行程吧,下面这幅图为我们展示了飞机在太阳系中最大的32颗星体表面飞行的结果:

                               
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在大多数星球上,都缺少飞行所需的大气,飞机会优雅地从空中直接摔到地面(从一千米的高度坠落,如果足够幸运,飞行员也许能从空难中逃过一劫,不过还有些小麻烦——氧气瓶之类的维生装备恐怕没有那么经摔,所以…让我们为英雄的飞行员默哀三分钟)

太阳:想必你已经猜到了。在靠近太阳大气层的情况下,飞机会在一秒钟之内汽化。(好消息是,至少我们的飞行员在这一切结束时不会感到太痛苦是吧)

火星:为了了解飞机在火星上的飞行状况,我们需要X-Plane的协助, X-Plane是世界上最先进的飞行模拟系统,是由航天领域最顶尖的专家们经过20年的努力研发出来的,它可以真实模拟飞机飞行时通过机体各部分的气流变化。因此,该系统能帮我们模拟在各种环境下的飞机飞行状况。在这里,我们把X-Plane设置中的重力调低,大气密度的数值减小,再把星球的半径缩小,就可以大致还原火星表面的情形了。

根据X-Plane模拟的结果,火星飞行极其困难,但也并非不可能。NASA就考虑过通过飞机漫游火星的计划。这一设想最棘手的问题在于,火星上的大气过于稀薄,这就对飞行速度提出了更高的要求。仅是起飞就需要达到接近音速的速度,而当你开始飞行时,会因为速度太快而无法改变航向,试图转弯的话,飞机沿原路线会在空中翻转。 X-Plane的制造者称:这就好比开着一艘超音速的大型客轮。

在我们的假设中所使用的Cessna 172型飞机是无法面对这样的挑战的。在一千米的空中启动,飞机无法达到足够的速度,将会以60 m/s的速度撞上火星地表。只有从四至五千米的高空落下,飞机才能达到滑翔所需的超过0.5倍音速的速度——在这样的速度下,飞行员是不可能活着降落到地面上的(抱歉了…飞行员同学)。

金星:很不幸我们的神器X-Plane没法模拟金星表面炼狱般的环境。但通过科学的计算我们能够猜测出大致的情况——飞机会飞的非常平稳和顺畅,完美的飞行,除了…呃,机身会着火。所以整个飞行过程大概是: 平稳飞行的飞机→着火坠落的飞机→一堆燃烧的垃圾。

金星上的大气密度超过地球上的60倍,所以只需要人奔跑的速度就足够起飞升空了。不过足以将铅液化的高温会瞬间融化机身的表层涂料,机内各元器件迅速失灵,所以机体会在滑向地面的过程中分崩离析。

在金星的云层之上,情况就会好的多了。尽管金星表面不太令人满意,但在它的大气顶部环境却和地球惊人的相似。在距地表55千米的高度,人类可以仅仅依靠一个氧气面罩和一套潜水服生存,那里的温度接近室温,气压接近地球上高原的水平。尽管如此,你仍然需要一套潜水服以免受到空气中硫酸的伤害。

说真的,强酸绝对不是什么好东西,但金星的上层大气却很很适合飞机飞行,只要机身材料不会硫酸腐蚀掉就行。等等,还有一件事忘了说,飞行过程中要不断穿过高达5级的强飓风。

金星绝对不是一个好的度假地点。

木星:我们的小飞机无法在木星上翱翔,这颗星球上的重力实在是太强了。保持水平飞行所需要的升力超过地球上的三倍。在平缓的海平面气压下,我们穿过狂风将飞机加速到275 m/s,接着飞机就开始向下滑行,再穿过层层的氨冰的过程中,飞机会逐渐损毁乃至解体。不过并不存在坠毁这一说,因为木星表面是由气态渐变为固态的,所以,飞机和其中的飞行员会一点一点深陷地底。

土星:这里的环境要比金星宜人一些。引力更弱——和地球接近,还有比地球略大的大气密度,这一切能让我们的土星飞行员和他的小飞机稍微挣扎的久一点儿,当然,由于严寒和强风,所以最后他还是无法逃脱与木星上的同事相似的命运

天王星:这是一颗诡异的,被蓝色光环围绕的星球。充斥着恐怖的飓风和极端的严寒。但它仍是气态巨行星中最适合飞机飞行的一颗,真是飞行员们理想的工作地点。也许在上面真能飞一小会儿。不过反正这颗星球也没有什么特色,所以我们还是赶紧收拾东西去看看海王星吧

海王星:如果要找一颗冰质巨行星作为假期的旅游地点,那海王星应该是个比天王星更好的选择,至少在被冻死或是被强风撕裂之前,还可以欣赏一下天空中漂浮着的硫化氨云。

泰坦:下面就是我们的重头戏了。泰坦,这颗木星的第二大卫星,简直是飞行的天堂。甚至比地球更适合飞行。大气很稠密,引力却很小,气体密度是地球的四倍,地表气压却只比地球高出50%。引力比月球还要小,我们的飞机只装个脚蹬子作为动力都能升空。

事实上,人类完全可以依靠肌肉力量在泰坦上飞行。找架滑翔机,穿上大号的脚蹼——甚至就装上一对人造翅膀,就可以在泰坦上轻松惬意的过一把飞人的瘾了。这种对能量的消耗之低,甚至比走路还要小。

但是各位飞行员们不要高兴地太早了,危险依然是存在的。在泰坦上最致命的危险来自于72K的低温,差不多接近液氮的温度。根据一些小型飞行器的需热量数据进行估算,在泰坦上,我们的Cessna小型飞机机舱温度每分钟会下降两度,电池的供热会一定程度上减缓温度的骤降,但飞机终究还是会因低温坠毁的(我已经不想去设想飞行员的境况了)。

飞往泰坦的惠更斯探测器,在短短26秒之内,就因严寒坠向了地面,但在落地之后,它还是顽强地传回了一张照片,这张照片是我们拍摄到的除火星外唯一的天体表面的照片:

                               
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当然,如果我们真的要像设想的那样装上人造翅膀当飞人,很有可能会上演泰坦版的伊卡洛斯故事——飞到翅膀结冰,然后优雅地把自己摔个四分五裂。但是人类是没有极限的,泰坦的严寒只是一个工程学的问题,在适当地改进之后,我们和我们的飞机,一定可以在泰坦上自由地翱翔。

感谢那些为科学研究奉献出宝贵生命的飞行员们!
greattrees 发表于 2013-02-03 17:20:48 | 显示全部楼层
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改变点耐寒、耐热材料之类的……弄点理想状态材料……
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flysir 发表于 2013-02-03 18:00:31 | 显示全部楼层
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我竟然看完了,必须配备火箭发动机!
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foor2002 发表于 2013-02-03 18:44:42 | 显示全部楼层
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前提是你怎么在地面开车是个大问题,直接穿越?
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Pastorale 发表于 2013-02-03 22:34:11 | 显示全部楼层
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我看到X-Plane是那么的牛逼啊!
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e81247 发表于 2013-02-04 01:34:36 | 显示全部楼层
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好好玩~~哈哈
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