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技术分析《从地球到月球》

 云蔚志读书 2021-12-13
技术分析《从地球到月球》

《从地球到月球》是法国科幻作家儒勒·凡尔纳1865年的一部优秀作品,讲述南北战争结束后,无仗可打的军官们成立了大炮俱乐部,建造新式大炮向月球发射一颗空心炮弹的故事。以下将对这一伟大且有趣的科学幻想做一点技术分析。

可行性研究

首先,主席与剑桥天文台联系,确认该项目可行,相关细节如下:

1,大炮应设在南纬或者北纬零度至二十八度之间的地方。 

2,炮口应瞄准天顶点。 

3,炮弹应具有每秒一万二千码的初速。 

4,应于明年十二月一日下午十一时前十兰分二十秒发射炮弹。 

5,它将在射出后四天,即十二月四日半夜正,月球穿过天顶点时到达。 

项目细节

接下来,执行委员会在三次会议期间,确定了大炮、炮弹和火药的规格:

1,炮弹:材料为金属铝,空心,直径一百零八英寸、重两万磅,须达到每秒钟一万二千码的初速。

2,大炮:长九百英尺、内径九英尺、厚六英尺,重量是六万八千零四十吨。

3,火药:使用一种难溶性、燃烧性、爆炸性都很强的物质---火棉代替普通火药。

为了确定大炮的建造地,也发生了一段有趣的故事。

根据剑桥天文台的地点指示,且大炮俱乐部坚持要在美国发射,符合条件的德克萨斯与佛罗里达两个州为争夺实验所在地,展开了激烈竞争。

俱乐部主席的选择困难症发作,考虑到即便给了德克萨斯州,仍然要在内部的十一哥城市再次艰难选择,最后把机会给了仅有一个城市但帕的佛罗里达州。

在争取资金来源和控制财务风险上,主席也有独到见解。

该项目是一个世界性的实验,他呼吁各国予以支持。结果,募捐取得了出乎意料的成功,完全可以支持建设的所有开支。

俱乐部与制造厂签订无风险合同,确保按时完成铸炮工作。

由于发射的举世瞩目,吸引了大量参观者,仅在实验前这两个月内,就获得将近五十万美元的收入。

项目执行及结果

在项目实施中,在法国人米歇尔·阿当乘弹飞往月球的建议下,锥形圆柱体炮弹代替了最初的球形炮弹,也引发了各种随之而来的变更。

为承受火药烧时产生的强大推力,炮弹底部专门进行了加厚处理。

同时,内部设计了弹簧、木板及水的组合来缓冲发射冲击。 

在炮弹顶部开了一个乘员出入口,并安装了四个观察舷窗。

为了解决在密闭环境下呼吸消耗掉氧气并产生二氧化碳,采用加热氯酸钾制氧及苛性钾吸附二氧化碳,并成功按照该方法进行了八天的测试。

最终炮弹车厢的载荷包括三位乘客及一些工具,如寒暑表、气压表、望远镜、月理图及步枪。还有一些生活物资,如足够六天照明和取暖用的压缩煤气,一年用的压缩粮食及五十加仑烧酒、两个月用的清水。他们甚至还带了两条狗和几箱种子。

为了保证观测发射的效果,天文台在落基山上架设了一架全新的四万八千倍望远镜。

最后,炮弹成功发射,但结果却令人遗憾。天文台观测到炮弹变成了一个月球卫星,不确定是否最终会落在月球。

项目评估

虽然大炮俱乐部对月球环境的误判,认为月球有空气、有水,甚至还想带种子进行种植。

安全上也考虑不周,只着重发射,未考虑下降至月球表面时的重力影响。受限于炮弹本身没有动力,所以没有软着陆措施。炮弹的密封性不够好,也没有成功验证过,也缺少温度、气压等控制

但凡尔纳在阿波罗登月的一百多年前,就能对火箭发射的方式、飞船的外形,并对发射时机、地点、、轨道计算、飞行观测等方面系统性地作出准确预言。毫无疑问,他是一位伟大的先驱,硬科技幻想的代表。

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