当疯子遇上物理学:用炸弹把自己炸上宇宙的荒诞实验
凌晨2点37分,我的咖啡杯已经见了底,屏幕上还开着NASA的火箭推进原理PDF。突然想到个离谱的问题:如果真有人想用炸弹把自己炸上太空,这事儿在物理上到底成不成?
别笑,这可不是我熬夜熬昏了头——1957年美国人真搞过类似项目,代号"猎户座计划"。当时他们打算用核弹当推进剂,每30秒在飞船屁股后面引爆一颗200吨当量的核弹,靠冲击波把飞船推上太空。
一、疯狂背后的物理学
把爆炸当推进剂的核心原理很简单:动量守恒。当炸弹在下方爆炸时:
- 爆炸气体向下喷射
- 座椅(或飞船)获得向上的反作用力
- 只要推力>重力+空气阻力,理论上就能升空
但魔鬼藏在细节里。1958年物理学家弗里曼·戴森计算过,要把1吨载荷送到近地轨道需要:
推进方式 | 所需能量 | 等效TNT当量 |
化学火箭 | 3×10¹⁰焦耳 | 7吨 |
核脉冲推进 | 4.2×10¹²焦耳 | 1000吨 |
1.1 人体承受极限
我翻到1961年《航空航天医学》的旧论文,里面记载着人体承受冲击的数据:
- 短期加速度极限:约20G(训练有素的飞行员)
- 普通人在10G下就会昏迷
- 而核脉冲推进的瞬时加速度可能达到10000G
这意味着就算造出这种飞船,乘员也会在起飞瞬间变成罐装番茄酱。
二、现实中的作死尝试
1964年有个叫约翰的德州工程师(这老哥现在油管上还有他的测试视频),真的用黑火药做了个迷你版实验:
- 用排水管焊接成密封舱
- 底部安装延时引信的火药包
- 里面放了只玩具猩猩当"宇航员"
结果?根据他事后写在《大众机械》的文章:"猩猩的头在第三次实验时嵌进了天花板。"
2.1 空气阻力这个杀手
就算解决了加速度问题,低空稠密大气层也会让事情变得滑稽:
- 在10km高度,空气密度是地面的25%
- 任何高速运动的物体都会因摩擦发热
- 计算显示,直径2米的舱体在5马赫速度下,表面温度会达到800℃
换句话说,你还没冲出大气层,就先变成了人形烧烤。
三、理论上可行的替代方案
凌晨4点,我发现1969年苏联科学家提出过相对靠谱的改良方案:
- 使用多层缓冲系统(类似汽车碰撞试验的吸能结构)
- 在100km高空才开始引爆(避开稠密大气)
- 改用金属氢等新型炸药(能量密度比TNT高40倍)
但根据《宇航学报》2017年的模拟计算,即使这样也需要:
项目 | 数值 |
最小起飞重量 | 820吨 |
单次爆炸当量 | 相当于450公斤TNT |
爆炸间隔 | 0.3秒 |
看到这里我揉了揉太阳穴——这相当于坐在连续爆炸的炸药库上太空,疯子才会尝试。
四、为什么我们还在研究这个?
窗外的鸟开始叫了,我意识到这种看似荒诞的研究其实有价值:
- 极端条件下的材料测试(比如缓冲装置的研究用在月球着陆器上)
- 新型推进理论的验证平台
- 核脉冲推进在星际旅行中仍有潜力(在大气层外使用)
2014年SpaceX的工程师在私下讨论时说过:"每次看到猎户座计划的图纸,既觉得他们疯了,又佩服那种突破框架的勇气。"
天快亮了,咖啡因的劲头正在消退。或许人类航天史就是这样——先有疯子提出不可能的想法,再由科学家把疯狂变成现实。就像1903年《纽约时报》那篇著名社论说的:"机器比空气重就不可能飞起来",结果几周后莱特兄弟就打了所有人的脸。
不过要我说,在自家后院尝试炸弹航天?还是留给好莱坞拍电影吧。现在我得去睡了,明天还要修昨晚被震碎的咖啡杯——别问我是怎么碎的。
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