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主题: 就为老邢的纠错问题答网友
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作者 就为老邢的纠错问题答网友   
芦笛
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加入时间: 2004/02/14
文章: 31803

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文章标题: 就为老邢的纠错问题答网友 (695 reads)      时间: 2009-6-03 周三, 下午1:05
作者：芦笛 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org

就为老邢的纠错问题答网友


某位网友照顾我的面子，用站内短信指出了我给老邢纠错时犯的错误，他这种considerate的风格我至为感激，不过似乎过虑了。这是学术讨论，谁指出我的错误本人只有感激，不会恼羞成怒的。更何况这又不是政治问题，一般很难得上火。一个鬼女曾跟我说，她从来不跟人讨论政治和宗教问题，盖这俩话题都会吵起来，最没劲了，云云。

因为内容不涉及隐私，我觉得可以在此公开作答。至于网友的ID当然是隐去，以尊重人家的自由意愿。我是完全彻底的外行，答复若有错误，还请各位跟帖指出，不必过虑，先谢了。

这位网友质疑了我的两点：

我说：

【1、电磁波不是声波，不需要介质就能在真空中传播，如果短波没有空气时就失效，则人类绝对收不到宇宙飞船发回的信息，太空旅行也就根本没有可能了。而且阳光也不可能照到地球上来了，因为光也是电磁波。】

这位网友告诉我：

“老邢是说短波是靠大气外的电离层反射传播的。短波在月球表面传播不远。”

很抱歉我没有细看老邢的原文，如果他是这个意思，很明显我的回答文不对题，在此向他道歉。

不过，老邢以此质疑登月的可能性仍然无法成立。据我所知，短波在地球上的传播有两种形式，一种是向天空发射，称为天波，一种是沿地面传播，称为地波。向天空传播的遇到电离层会反射回来，因此能跳跃式传播，传得很远。沿地面传播的因被地表吸收或被地物阻挡，一般只能传几十公里到百来公里。月球上没有大气，自然也就没有电离层，但这并不是什么问题，盖月球上发射的天波很容易就能传到地球（天空实验室以及探索火星乃至所有地外行星的飞船都向地球发回了高分辨率的照片，因此指令舱与登月舱乃至月面上的宇航员与地面站的通讯都不是问题。月面上的宇航员之间的距离不会超过百公里，彼此通讯也不会是问题。老邢乃是杞人忧电。

我说的第二点是：

【2、登月舱着陆时需要的推力当然远小于起飞的推力。任何一个高中生都能告诉你，此乃最烂最臭最简单的牛顿力学问题：当推力等于重力时，飞船悬浮在空中，大于重力时，飞船上升，小于重力时，飞船下降。】

这位网友指出：

“登月舱着陆时需要的推力必须大于月球引力才能减速下降。(小于重力时，飞船加速下降) 。所以根据能量守恒，如果重量不变，登陆返回耗能相等。(包括势能和动能)”

很抱歉我不能同意，能量守恒似乎不能这么用。这位网友似乎把登月舱的下降和上升到原来位置看成了一个无摩擦的单摆摆动，摆完一个周期回到原来的位置时，能量和原来的一样，其在最高点的位能恰等于最低点的动能。但实际上不是这么回事，单摆没有对外做功，机械能只在本系统内转换，没有对外发生转换，而登月舱的下降与上升都是做功过程，耗用了能量，这能量主要由燃料的化学能提供，不能根据登月舱着落前后的机械能不变而导出下降能量等于上升能量来。若将此问题看成是个机械能转换的问题，则立即会得出荒谬结论：既然登月舱解离时和再度对接时的能量相等，那么下降和上升耗去的能量是哪儿来的？莫非是无中生有？能量守恒定律不是给打破了么？

那么登月舱下降和上升的化学能消耗是否相等？我认为不等。这位网友认为：“登月舱着陆时需要的推力必须大于月球引力才能减速下降”，我觉得是错的。解离后，登月舱在绕月轨道上飞行，月球引力恰等于制造其角加速度需要的向心力，因此它不会落向月面。若登月舱火箭发动机不点火，则它将永远围绕月球旋转，并不会落下去。若两舱处于月球同步卫星的高度，则两舱都只会定点悬浮在月球赤道上空不动，因此必须用助推火箭稍微给它个向下的加速度，它才会下落。若非同步卫星，则或是用助推火箭给它个向下的加速度，或是给它个向后的加速度，使得它的线速度小于绕月圆周运动需要的线速度，它才会落向月面。当下落开始后，由于月球引力造成的加速度会使得登月舱逐渐加速，当到达需要的速度时，就可以开动主发动机，使得推力等于重力，则登月舱匀速下落，等快到touch down时再加大推力，使得登月舱开始减速直到极慢地touch down。

由此可见，降落过程分为：启动下落——自由落体（加速下落）——匀速下落——减速下落几个阶段，只有在减速下落阶段的推力需要大于重力，在自由落体阶段根本不需要推力，而在匀速下落阶段推力等于重力。

起飞时可就不是这样了，总推力=重力+制造加速度的推力，总推力必须大于重力，这才能克服重力并获得向上的加速度。若是指令舱处在同步卫星位置，则制造的加速度必须确保登月舱上抛的最高点是同步卫星位置。若不在同步卫星位置，则制造的加速度必须确保登月舱在上抛的最高点具有与指令舱相等的水平分速度（此时垂直速度为零），两者才能相对静止而完成对接。鉴于对接时还需要调整位置，尚需耗用一定能量（当然可以只是小的助推火箭即可完成此类微调）。因此，它耗用的能量当然要远远超过降落。

作者：芦笛 在 驴鸣镇 发贴, 来自 http://www.hjclub.org

上一次由芦笛于2009-6-03 周三, 下午1:38修改，总共修改了2次
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