如果在国际空间站使用M82A1狙击步枪对着太阳射一发子弹会怎样?

安守-


题主找虐是吧,请听好:

国际空间站距离地面大约400公里,地球半径大约6400公里。我们按照国际空间站运行半径为6800公里来计算,绕行速度大约为7.8公里每秒。


M82A1使用12.7×99mm NATO子弹,可以在真空发射。但是要快,因为他没有考虑过真空冷焊现象,赶紧开枪。子弹初速度相对于空间站约为900米每秒。


我们现在在国际空间站外,太阳若在国际空间站矢量方向,那么就朝向国际空间站速度矢量方向开枪。那么子弹的速度就是8.7公里每秒。

椭圆轨道简化计算公式为v=√(GM(2/r-1/a)),已知速度v=8.7km/s,万有引力常数G=6.672x10-11N·m^2 /kg^2,地球质量M=5.965×10^24kg,环绕半径r=6800公里,现在就剩下长半轴a未知啦。

随便找个Excel算一下。


结果就是这颗子弹在近地点400公里,远地点约6000公里的椭圆轨道上运行。



若太阳在地球与空间站的延长线上,即背向地球开枪,那么速度矢量合成为7.851公里每秒。计算结果远地点距离地球为1166公里的椭圆轨道。


蛋科夫斯基


这个问题乍一看有些无厘头,其实是一个很有想法的问题,可以引发很多思考,题主脑洞惊奇!

首先我们来看题主说的国际空间站。目前所有的国际空间站中有人长期工作的就是指(国际空间站International Space Station,简称ISS是一个由六个国际主要太空机构联合推进的国际合作计划。) 也就是指运行于距离地面400公里的地球轨道上的该计划所属的航天器。由此看来如何在地球轨道上将一发子弹击中太阳其中要考虑的因素太多了。地球自转、地球偏角。最重要的因素则是距离。(解决这个问题诺贝尔奖估计没得跑了)

日地距离约1.5亿千米而M82A1狙击步枪的枪口初速为853米/秒假设真空中没有空气阻力没有摩擦无能量损耗那么这颗子弹要约360年才会击中太阳。那它到底会不会击中太阳呢?答案肯定是不会!

原因如下:

1. 子弹的击发是依靠撞针撞击子弹尾部使火药急剧燃烧产生气体,并且体积膨胀,高温高压的气体从而推动弹丸射出,并赋予弹丸较高初速。在真空中也是可以发射的。(苏联宇航员就是带枪上的太空)

2. 确实子弹会因为真空状态保持初速因为惯性一直前进,但是由于地球自身引力,即使达到环绕速度也是很难逃出地球引力的捕获的。

3. 地球和太阳之间也不是空无一物的,有水星和金星。在地球轨道上空有数以万计的太空垃圾想要在它们中间找出一条路来几乎是不可能完成的任务。

4. 假设以上的条件有如神助一般的完成的了,我们来设想一下太阳会怎样?

当然不会怎样,太阳表面温度为5770K,子弹还没靠近就没影了~

更多优质内容,请持续关注镁客网~~


镁客网


太阳表示:狙击步枪神马的,关我啥事。

题目中说的狙击步枪是大名鼎鼎的巴雷特M82A1,它的子弹初速大概是850米每秒,国际空间站的速度大概是7800米每秒。对人类来说,这俩速度都挺大的,空间站所处的位置又几乎是真空,不用担心空气阻力,所以一些人觉得子弹应该畅通无阻,一路冲向太阳。

这当然是不可能的,不然太阳咋那么淡定。但是,为啥不可能呢?

↓手持巴雷特的士兵,图片来自wiki↓

空间站表示:乃们是不是忘了身后还有个地球,地球引力可是很强大的哦。

空间站附近接近真空没错,但是引力跟真不真空没关系,引力只看质量和距离。

引力大小跟距离平方成反比,地球半径约6400公里,空间站离地面约400公里,所以空间站上所受到的引力足有地面上的89%

如果你有比尔盖茨财富的89%,你能说自己“没钱”么?同样的,空间站也不能说自己没有受到地球引力。

↓国际空间站离地球其实并不远,图片来自NASA↓

正是引力作为向心力,才让空间站围着地球转圈圈,而不是一下子飞没影了。而这种围着地球转圈圈,从另一个角度看,也是个不断自由落体的过程,所以空间站里面的人会感觉失重

↓如果你自由落体,就会体验到失重的感觉,但是引力照样在,正是引力把你拉向地面的,图片来自newtonsapple.org.uk↓

失重会给人一种引力消失了的错觉,但是当你试图远离地球的时候,引力就会让你知道它一直都在,会把你拉回来继续转圈圈,甚至直接拽回地面上来。

想要真正摆脱地球引力飞向太阳,需要达到第二宇宙速度,大概是11200米每秒。不难发现,子弹和空间站不管怎么算都达不到这个速度的

所以不管巴雷特狙击步枪多拽多厉害,子弹都会被地球给拽回来。

至于后坐力,我们可以用动量守恒来简单算一下。

如果子弹质量算0.1千克,子弹初速850米每秒,可算得动量是85千克米每秒,如果枪手和枪总质量是85千克,那么他在开枪的瞬间会有1米每秒的速度,也就是3.6公里每小时,这个速度跟我们平时走路速度差不多

如果枪手依托整个空间站来开枪,空间站质量约400吨,也就是400000千克,这样算下来后坐力带来的速度只有约万分之二米每秒,是不是也不熟很可怕?

其实想一下就知道,如果空间站那个高度就可以发射步枪子弹打太阳,那还要重型火箭和飞船干什么呢?

如果您有感想,请留言多指教。


乔小海


请放心,太阳不会被这颗子弹干掉的。无论你是巴雷特还是巴电特,子弹的初速度摆在那,能晚一点掉入大气层就是好事了。

我们现在来看看,在国际空间站上开枪会是一个什么样的情况呢?

①先了解一下空间站的数据,这项工程是美国领导,多国参与完成的(但是没有让中国参加),它的运行轨道平均在400公里的高度,总重近370吨。绕地速度是接近8公里每秒,因此它环绕地球一圈只要一个半小时就够了。

②巴雷特狙击步枪的子弹初速度,在900米每秒左右,算上太空空气阻力为零,凑个整,速度是每秒一公里。现在只需要把子弹的速度和空间站的速度加起来,等于9公里每秒。在计算一下在这个高度的第二宇宙逃逸速度是10.8千米每秒。

一看就知道了,子弹是逃脱不了地球的魔掌的

③我们已经知道了,子弹不会离开地球的控制,那么

那个在太空中开枪的宇航员,会怎么样呢?巴雷特的子弹质量在0.13千克,那么算出来它的动量在130kgm/s。

因为动量守恒,宇航员就会得到一个方向相反的速度,由于开枪只能在舱外开,所以宇航员全副武装后的质量在200千克左右,因为速度是0.65m/s。好吧,这个不算什么。。。


赛先生科普


对空间站而言:如果不对运行轨道进行修正,在大狙的后坐力下,空间站会稍微改变轨迹。前提是你靠在空间站外墙上开枪。不过相对于空间站的总质量,这个推力比较小,应该不至于导致空间站坠落。如果你在漂浮状态开枪,那被改变运动轨迹的就是你了。什么?在空间站内部开的枪?呃,那你是老寿星吃砒霜-----。

对子弹而言,我原以为子弹会向太阳飞去,但受诸星球引力影响,子弹要么被某星球捕获成为卫星或干脆坠落其上;要么偏离原始方向不知所终。---但一觉醒来,看到诸君评论,忽然明白自己想错了。空间站在环绕地球轨道上。是第一宇宙速度。要想脱离地球轨道飞向太阳,需要达到第二宇宙速度。空间站的速度叠加上子弹的速度根本达不到第二宇宙速度,所以子弹根本不可能飞向太阳。

另外为什么会有这么多人以为子弹在太空里打不响?火药是自带氧化剂的,其燃烧并不依赖空气,所以枪在水下也打得响,太空亦然。

比如黑火药着火时,发生如下化学反应:

2KNO+ S + 3C ==== KS + N ↑+ 3CO↑
硝酸钾分解放出的氧气,使木炭和硫磺剧烈燃烧,瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体----OK?

以上个人看法,未必正确。请学霸高人指正。



呃,白兵的图片被指与主题无关,已删除。


锡兵中士


子弹的底火和火药不管是分解型还是燃烧型都是不需要氧气的。
温度很重要,对枪和子弹的材质有很大的影响,撞针是否能引燃底火也是个问题。
至于重力既然在太空我们就认为失重吧,根据相对论太空的真空无氧状态只是相对的,并不是纯粹的无阻力状态,只是相对地球或其它星球上会小很多。既然如此,这个飞行的子弹,终究会因为太空其它物质的阻力而耗尽动能,停止前行,而且如果那个宇航员真的开枪了子弹虽然会向前飞,但它本身也会给开枪的人一个反作用力,两者会相向而行。这种结果是子弹会一直向前飞,而人却朝着相反的方向也一直飘。理论上讲,由于人的质量相对于后座力较大,自然会飘的慢一些。

至于在太空开枪会不会有声音,由于声音是靠物体或空气震动发声的,在真空一团气体是会产生压强的,这个压强的大小与温度有关。温度足够高时,气体内部的压力远大于分子之间的引力,这团气体就会扩散稀释,不会坍缩成一团。相反,温度足够低,低到分子的热运动几乎停止时,它们也可能在引力作用下聚集在一起,所以声音无法扩散到耳朵里就无法听见声音,不过物体也是可以传播声音的所以震动可以通过枪到宇航服再到耳朵里就可以听见声音了,不过声音会比较小。

由于是在太空站地球的重力圈产生的引力较小,子弹的质量也小,在付出了能量后,终于发射出去了,也会被金星和水星吸走或改变方向。(一切都是理论上来说的没有实践谁也没有准确的答案)

假设即便到了太阳前也会气化啊,题主出题的意义何在呢?


清音柔体萌萝莉


我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。

我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。
我知道,我知道,子弹头没动,空间站和枪以及扣动扳机的人会朝枪口的反方向运动。


亚太区噴子饲养员


这需要看太阳在什么方向。

我们知道,国际空间站是在近地轨道围绕地球飞行的飞行器,要想保持在轨道上不掉下来,它需要有一个向前的速度,这个速度就是第一宇宙速度,大约是每秒7.9千米。

M82A1狙击步枪的子弹出膛速度不到900米/秒,我们就算它是900米/秒吧,如果太阳的方向正在空间站行进的切线前方,这个时候我们向太阳开枪,因为空间站的轨道高度接近真空,几乎没有空气阻力,所以子弹相对地面的速度是8.8千米/秒。只比第一宇宙速度高一点,但远远低于11.2千米/秒的第二宇宙速度,所以子弹会绕着地球以一个椭圆轨道飞行,并最终在某一个时间落回地球。

(注意!注意!!你必须是把自己绑在空间站的外边开枪!如果你在里边开枪,那你就跟你的同事一块儿嗝屁了。)

而如果太阳在空间站轨道飞行切线的后方时,我们发射子弹,子弹的飞行速度就是7千米/秒,比第一宇宙速度低,这意味着子弹会比较快地落回地球,在大气层中变成一粒小小的流星。

除了以上两种情况外,向任何方向的太阳开枪(当然太阳不可能出现在地面的方向),子弹都只会以椭圆轨道绕地球飞一段时间然后掉下来。因为无论如何它的飞行速度都达不到绕太阳飞行的11.2千米/秒。

我说的你明白了吗?


看评论发现有不少朋友纠结于太空里没有空气,觉得在没有空气的情况下子弹不能发射出去。我在这里简单说明一下,其实子弹的发射并不需要空气,其发射药的主要成份是硝化纤维素,并且在发射物中还添加了氧化剂,所以无论是在地面、水下还是在太空中,子弹都可以正常发射。下图是美国一些子弹的发射药配方表:

其它国家的子弹发射药的配方中也都是以硝化纤维素为主。

事实上,即使是在地面发射子弹,在弹头出膛前,弹头后方的枪膛中都只有极少极少量的空气,那一点点空气中的氧气是无论如何都不足以支持发射药产生如此剧烈的化学反应的。

因此,在太空中发射子弹根本就没有问题,由于弹头前方没有空气阻挡,子弹出膛的速度是要比在地面更快一些的。

(欢迎你发表评论。关注我,请点击文章开头的“关注”。谢谢!)


周志宏glee


第一,枪弹发射药不需要气体氧气,自带氧化剂,不然水下开枪怎么回事,还有俄罗斯的水下步枪还要带氧气瓶吗?最早的黑火药,1硫2硝3炭的化学反应过程是S+2KNO3+3C=K2S+N2+3CO2,这里面2硝担当的就是氧化剂的角色,生成的一份氮气三份二氧化碳膨胀做工,最新的枪药配方不知道,但是肯定会自带氧化剂的。

第二,先说基本资料,巴雷特枪口初速900米/秒,第一宇宙速度7.9公里/秒,第二宇宙速度11.2公里/秒,第三宇宙速度用不到了

就算是空间在是第一宇宙速度,加上巴雷特的900米/秒,也到不了第二宇宙速度,第二宇宙速度定义放这里:当航天器超过第一宇宙速度V1达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称脱离速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由于月球还未超出地球引力的范围,故从地面发射探月航天器,其初始速度不小于10.848公里/秒即可。也就是连月球都打不到,更别提太阳了。

第三,假设速度足够,直瞄太阳,也要考虑各种引力对物体轨道的影响,不知道能不能打到太阳,没准跟彗星一样快速接近,然后,绕一圈又回来了,这就需要轨道计算,专业人士貌似都能算出来吧,不是那个专业的,不清楚。假设速度达到光速,速度30万公里/秒,够快了吧,是不是涉及到相对论了,才疏学浅,不知道怎么玩。


柯翼


来自坎星的比♂利同志看了这么多回答,没几个有用的,决定自己去空间站亲自做个实验;

首先将飞船送入近坎轨道;

因为坎星人不使用手枪,比♂利只好用飞船模拟子弹飞行;将飞船瞄准太阳加速使径向速度达到子弹出膛速度;(右侧小篮圈方向)下图二为加速后轨道,因此子弹将在达到轨道远点后落回地面。其实在太空中走的都是弯路。


分享到:


相關文章: