《独行月球》用宇宙之锤撞击行星,真的能拯救全人类吗?

最近
科幻喜剧电影《独行月球》上映
这是一部以月球为背景的科幻片
影片讲述了
月球基地维修员独孤月
阴差阳错被独自留在月球
艰苦求生的故事
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《独行月球》预告片
科普君在第一时间看了这部电影
发现里面有很多有趣的知识点!
今天,针对电影里提到的情节
与大家分享一下
月球的趣味冷知识!
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以下内容涉及少量剧透
1
月球一天,人间几何?
电影里,男主独孤月想从月球返回地球,需要一架具备起飞功能的交通工具。由于大火箭都回到地球了,只能借用前人留在月球上的登月舱。于是,他把目光投向了阿波罗18号。
在现实世界中,1969-1972年间,NASA将阿波罗11、12、14、15、16、17号共6艘载人登月舱送上月球后,取消了18-20号登月任务,所以阿波罗18号从来不曾来到过月球
而在电影里,阿波罗18号来到了月球但未返回,留下一套完好的登月舱设备。但是阿波罗18号年久失修,发动机已经不能用了,所以主角只能开着月球车,去长存湖找宇宙之锤的发动机来换上。
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宇航员在月球上“飙车”
按照太阳能车的车速、距离、月球昼夜长短来看,这是一个不能完成的任务,但男主反其道而行之,放弃了直线前往,而是选择绕月一圈,以便让太阳能车始终都在白昼之中。
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这里涉及到一个知识点:月球的白昼时间有多长?这关系到月球车要用多快的速度,才能保证始终在白昼里行驶。
首先,月球特别小,半径只有1737千米。而月球自转还特别慢,一个昼夜约等于29个地球日一个月昼约等于14.5个地球日
也就是月球上的晨昏线每天仅仅移动2π*1737/29≈380千米,这对月球车速的要求就低了很多,只要追着晨线走,就不会一下子落后太多。
2
月球夜间的温度多低?
影片中,男主角由于半路折返回去救袋鼠,错过了月球上的白昼。车舱里瞬间迅速降温,结出冰霜。
由于月球上没有大气,再加上月面物质的热容量和导热率又很低,因而月球表面昼夜的温差很大。白天,被阳光垂直照射的月球表面温度高达127°C;夜晚,其表面温度可降低到-232°C,昼夜温差达到了300°C以上,以至于生物很难在月球生存。
月球表面夜间的温度是如何测量呢?中国的嫦娥四号探测器在2019年1月3日成功实现了人类首次月球背面软着陆,嫦娥四号着陆器安装了一台专门用于采集和记录温度的电子设备,温度传感器通过电缆与这台电子设备相连。
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温度传感器及安装支架
通过对月球完整夜间温度的测量,嫦娥四号着陆器获得着陆点位置月壤表面最低温度为-195.2℃±0.3℃,这也是国际上首次完成月球背面浅层月壤温度的测量
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月夜温度测量数据
3
有幸登上月球
应该如何防寒?
既然月球昼夜温度冰火两重天,主角独孤月和袋鼠,在月球车上是如何度过漫漫长夜的?这就要说到航天服和月球车的防寒科技了。
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航天服在结构上分为6层:内衣舒适层、保暖层、气密限制层、隔热层等。最外层是用特殊合成纤维制成的高强度衣,兼具抗热、防寒、耐撞击的功能;中间三层分别为约束层、加压层和调温层,能防止气压过低、通过热管液体调温来调节宇航服的温度。
我国的“玉兔二号”月球车,也具备防寒功能。
科学家们在“玉兔”舱内设计了两个阀门,并放入同位素热源,当阀门被打开时,同位素热源会把产生的热量传导到舱内,来提供月夜期间保温所需要的热量。持续往外放热的同位素热源,能将舱内温度提高到零下50摄氏度以上。
为了确保热量不外漏,着陆器和巡视器外还包有多层双向隔热组件,既能保证在月昼极高温时外面的热量不往里传,月夜极低温时里面的热量也不会往外漏。
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玉兔二号
4
环游月球
这些打卡点别错过!
电影中使用的地名大多是月球上真实存在的,例如广寒宫、长存湖、丰富海、柯林斯陨石坑。
2013年12月14日,嫦娥三号探测器成功着陆月球虹湾地区。为了规范这片着陆区的名称,我国向国际天文学联合会提出了命名申请,嫦娥三号探测器着陆点周边77米区域被认证为“广寒宫”。紧邻这片区域的3个较大的撞击坑分别被命名为“紫薇”“天市”和“太微”。
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嫦娥三号”降落地被命名为“广寒宫”
除了虹湾,大家还可以去风暴洋打卡,它是最广阔的月海(月球发暗的区域)。虽然名为“风暴洋”,但实际上那儿只是一片寂静而广阔的平原。
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此外,如果我们有幸登上月球,还会看到Peary小型陨石坑、哥白尼陨石坑、月球上的巴厘岛、Alpine大峡谷、Aitken盆地、天然桥等。
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阿波罗11号宇航员巴兹·奥尔德林留下的脚印
图片来源:NASA
5
行星撞地球发生的几率有多大?
按照电影的设定,一颗叫作π的小行星要撞地球了!人类到了生死存亡的时刻……
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我们的地球,确实随时可能面临小行星或者彗星从天而降的袭击。
按天文学家目前的估算:直径10千米级的小行星或彗星,撞地球平均每1-2亿年才会发生一次。6600万年前那次可能导致绝大多数恐龙灭绝的小行星,就属于这个尺寸。
这说明了地球在6600万年前完成了一次抗压实验,被这么大的小行星撞了之后,地球还在,而且恢复得挺好。
然而,个头越小的小行星,虽然对地球的危害越小,但数目也越多,撞上地球的频率也就越高,直径140米以上的小行星,虽然对地球只是“毛毛雨”,但如果不巧撞在了人口密集的地方,完全有能力毁灭一座城市。而这个尺寸的小行星,平均每两万年就有可能光顾地球一次。
6
为了应对行星撞地球
人类做出了哪些努力?
电影里的应对小行星撞击的方式,就是把小行星撞碎。
在现实生活中,如果预知一颗直径几十甚至一百多米的小行星真的快要撞上地球了,人类要如何抵御这颗小行星,要如何自救?
想要保护地球不被小行星撞伤,最直接的思路有两种:一是改变小行星的轨道,例如把小行星撞歪、推动、拖走;二是直接摧毁小行星,例如用核弹把小行星炸毁。
目前的技术水平下最容易实现的,就是通过自杀式撞击,偏转小行星的运行轨迹。
人类已经有过两次成功撞击小行星/彗星的经验了:
一次是2005年,深度撞击号探测器(Deep Impact)释放撞击器撞了坦普尔1号彗星的彗核;
另一次是2019年,隼鸟2号探测器(Hayabusa2)释放撞击器在小行星龙宫上撞出了一个坑。
科技发展至今,人类还有了首个行星防御任,2021年11月24日,NASA的双小行星重定向测试任务(DART)搭乘SpaceX猎鹰9号火箭发射升空。这枚探测器计划在2022年10月主动撞击一颗直径约160米的近地小行星Dimorphos,看看光靠愣撞能把小行星撞偏多少,甚至能否把小行星撞碎一点点。
目前,我国也正争取在不远的将来开展行星防御行动,验证通过撞击改变小行星轨道的技术。
行星防御,是一个庞大的工程,DART探测器仅仅是其中一小步。
数百年后,如果真的遇到小行星来袭,希望我们人类已经做好了准备。