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第四章 坎布里奇天文台的回信

持重的巴比康在人们的欢呼声中并没有耽搁。他做的第一件事就是把同事们召集到会议室。经过会议讨论,大家同意,首先就项目涉及到的天文学方面的问题请教一下天文学专家,等得到答复后,再讨论机械方面的问题。为了确保这个伟大实验的成功,一丝一毫也不得马虎。

于是他们草拟了一份信件,列出了所有相关的问题,措辞极为精准。信寄给了马萨诸塞州的坎布里奇天文台。坎布里奇,美国的第一所大学就建在那里,这座城市以它的天文台闻名遐迩,那儿聚集了最著名的学者,还有一架功率强大的望远镜,就是用这架望远镜,鲍德解开了仙女座流星群的难题,克拉克发现了天狼星的卫星。大炮俱乐部有充分的理由相信这家著名的机构。果然,仅过了两天的时间,巴比康主席就收到了大家急切盼望的回信。

回信内容如下:

坎布里奇天文台台长给巴尔的摩大炮俱乐部主席的复函

10月7日,于坎布里奇

我台收到贵俱乐部本月6日以全体成员名义发来的函件,之后即刻开会进行了商讨。现答复如下:

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坎布里奇天文台

第一个问题:有无可能往月球上发射一颗炮弹?

答:可能。计算结果表明,如果炮弹的初始速度达到每秒36000英尺,便具备足够的力量强度。在物体脱离地球的运动中,地球的引力与物体离地球的距离之平方成反比递减,也就是说,每当距离增加3倍,引力就会减少9倍。因此,炮弹的重量会快速减轻,当到达月球的引力与地球的引力相等的结合点时,即到达炮弹飞行全程的五十二分之四十七的位置时,炮弹的重量为零。此时,炮弹为失重状态。如果炮弹超过了引力结合点,就会受月球引力的影响,坠落到月球上去。从理论上讲,该实验完全是可能的,至于成功与否,则取决于发射装置的功率大小。

第二个问题:地球与其卫星月球的准确距离是多远?

答:月球围绕地球旋转的轨道不是正圆,而是椭圆的。地球位于这个橢圆形两个圆心中的一个上面。所以,月球离地球时远时近,用天文学的术语讲,月球有时在近地点,有时在远地点。但是,近地点和远地点的差距很大,这一点必须要考虑。月球的远地点距离地球247552英里,而近地点则为218657英里,二者的差是28895英里,也就是说相差九分之一的距离。所以,应该以近距离作为计算的基础。

第三个问题:在足够强大的初始速度下,炮弹飞行多长时间抵达月球?什么时间发射才能使炮弹降落在指定地点?

答:如果炮弹始终保持每秒36000英尺的初始速度,9个多小时即可抵达目的地。但是,由于初始速度会呈不断下降趋势,所以实际情况是,炮弹需要运行30万秒,即83小时20分钟,才能到达地球与月球引力的分界线。从这个点飞到月球还需要5万秒,即13小时53分20秒。因此,应在月球到达大炮的瞄准点之前97小时13分20秒时发射。

第四个问题:月球在什么时候处于最容易被击中的位置?

答:根据上述数据,射击时间应选在月球既要处在近地点,同时又在飞过天顶的时间。这样就能把炮弹的行程缩短相当于一个地球半径的距离,就是说可缩短3919英里,所以,炮弹飞行的全程为214973英里。但是,虽然月球每个月都会穿越近地点,但并不是每次都要经过天顶。这种现象很长时间才能遇到一次,所以必须等待。预计明年12月4日会出现这种吻合,届时月球将在午夜12时同时飞过近地点和天顶。

<img src="/uploads/allimg/200615/1-2006152143451A.jpg" />

月球运行轨道呈椭圆形

第五个问题:大炮应瞄准天空的哪个位置?