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以1g加速度穿越宇宙需要多长时间
1克是我们地球重力加速度的值:9.8米每秒平方。如果飞船以该速率持续加速,可行驶的距离如下:
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这张照片展示了火箭实验室公司的电子号火箭从新西兰1号发射场升空的场景。火箭通过燃烧燃料产生能量和推力,同时向后喷射工质并持续损失自身质量,从而实现加速。因此,牛顿第二定律Fma过于简化,无法直接用于精确计算火箭的加速度。即便如此,目前最大、最强大的现代运载火箭所能维持推力的时间通常也不超过8至10分钟。 图片来源:特雷弗马尔曼火箭实验室
在地球上,我们朝向地球中心的加速度是恒定的,但这种加速过程最多只持续几分钟。 倘若我们能够研发出一种技术,实现长时间持续的推进加速度,那么飞船的速度便可逐步提升,从而实现极为遥远的太空航行。 尽管航天器起步时速度很慢,但其速度会不断累积:先抵达太阳系内其他行星,继而飞向其他恒星系统,最终在接近相对论性速度时,甚至可抵达其他星系。以下展示了我们凭借这种持续加速所能达到的惊人航程。
在这里的地球上,我们持续经历着地球的重力:1个重力加速度,或9.8米每二次方秒。
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这张图片展示了一名人员在靠近地球表面的自由下落过程中。此时,他们仍以1g的加速度朝向地心加速下落,但未受到任何支持力(如地面或座椅施加的法向力)的作用。因此,从该照片拍摄时刻起直至入水前的短暂时间内,他们实际上处于失重状态。 图片来源:公共领域
宇航员只有在火箭发动机