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月球上空没有绕月轨道(绕月飞行指引)

吴 志

受中国嫦娥四号登月成功的撩拨,最近几天我研究了月球、登月和绕月飞行的问题。包括研究嫦娥一号、嫦娥二号、嫦娥三号和嫦娥四号的飞行。有几个国家进入过月球轨道,甚至派探测器或宇航员登陆月球。这些国家都取得了一些知识、经验和理论,这都是用大量金钱换来的,他们不会对外宣传关键技术和理论,想去月球的就慢慢摸索吧。

中国嫦娥号系列飞船也属于摸索性的,一是摸索如何飞往月球,二是摸索如何进入月球轨道,三是摸索各种月球轨道和近月轨道,四是摸索月球表面地形地物,五是摸索如何与月球背面的飞船通讯(中继卫星),六是摸索如何在月球登陆、探测、取物和离开,七是摸索如何在拉格朗日点飞行(可理解为悬停或围绕这个点绕圈)。嫦娥一号和嫦娥二号是绕月飞行,嫦娥三号和嫦娥四号是登陆月球。

一个不是搞航天技术和航天工程的人,怎么敢指导宇航机构和专家绕月飞行呢?似乎有点不知深浅。问题在于,我对研究航天科学有研究,科学就是用来指导技术的,社会分工就是这样的。尽管他们飞过很多次,有很多知识、经验和技术,但不妨碍我对他们的指导。如果想不通,可以到此为止,不必再往下看,留给谦虚好学的人。我研究过某个问题,你没研究过,我就可以指导你。当然,你也可以指导我,甚至教我十倍的东西,这是没问题的,我会照单全收。这叫相互学习,取长补短。

当我看到嫦娥一号和嫦娥二号不断摸着石头过河时,感到十分震撼,他们几乎是在一张白纸上,获取一些初步的知识、经验和数据,当然也得借用前人的知识,包括两三百年前科学家奉献的知识。至于当代航天科技知识,估计也向美国和俄国等国搜集过,但肯定收获不会太多。

为什么不看看我的《生命是什么?》呢?估计这本书和作者,不入他们的法眼,根本就看不上,这样就不能从中获得理论指引了。所以,孔子不愧是圣人,他说:三人行必有我师。意思是,只要自己身边有两个人,其中一个必定可以向他学点什么。因此,中国登月工程,付出了更多时间、精力、学费和代价,获得的科学理论也不会太多,更不可能获得终极理论,只是获得一些基本知识而已。

有人研究了河流,指出河水特点、河床状况和如何过河,若想过河最好按照别人指引的方向和位置,然后边过河边摸索,这样才是捷径,才有效率,才是最佳,才容易成功。不然,还要科学研究干什么呢?既然可以向三百年前的拉格朗日借用科学知识,为什么不可以向当今学者借用科学知识呢?

《生命是什么?》创立了辐射力学,辐射力学认为:月球自转速度很慢,27天自转一圈,没有形成一个强有力的旋涡能量场,不能带动周围的小天体形成卫星,这些小天体会在绕月飞行过程中很快坠入月球,而且几乎是以垂直角度坠入月球,所以月球没有卫星;水星自转周期58天,所以水星也没卫星;金星自转更慢,自转一圈是243天,所以金星也没有卫星。书中还提出一个想定:假如太阳停止自转,地球就会像炮弹一样向太阳直飞过去,投入太阳怀抱。

假如月球上空有绕月轨道,就一定会看到月球卫星,月面也不会被砸成麻花脸了。无数小天体落入月球表面,就是没有一颗成为月球卫星,唯一解释就是月球上空没有绕月轨道。同样道理,水星上方没有绕水轨道,金星上方没有绕金轨道。

 

这些都是真理,是通过观察和分析研究出来的,不用探月飞行也知道。任何一个科研机构、科研人员,都应博采众家之长,包括国外和国内,包括古人和今人,包括书刊和网文。到处都有真理,到处都有人才。即使是最高科研机构和权威学者,也要学习别人的长处。

虽然月球没有卫星,却有人造卫星、飞船和探测器绕月飞行,它们是怎么飞行的?它们不是被月球引力捕获进入绕月轨道的,而是从月球附近飞过时,刹车减速,让月球引力把自己拴住,不然就飞过去了。也就是说,一方面靠惯性直线飞行,一方面月球在下方往下拉,从而形成绕月轨道,若不适时提升轨道,转不了多少圈就会坠入月球。

比如,嫦娥二号在15公里/100公里椭圆轨道上只能停留两天,在绕月飞行半年期间,依靠火箭提升轨道三次。嫦娥二号多次变向、变姿、变轨,基本是在月球上方机动飞行,谈不上什么绕月轨道,就是为了探索各种轨道的特点,其实根本就没有轨道。最后飞到地日系统的拉格朗日L2点去踩点,为将来的任务做铺垫。

嫦娥一号则是在极月轨道飞行,即飞经月球两极,在月球上绕赤道飞行与绕两极飞行差不了多少,什么倾角的轨道都差不多,因为月球几乎是静止的。若是地球卫星,绕两极飞行难度就大很多,毕竟没有一个旋涡能量场可以利用。确切说,基本不存在地球两极轨道,卫星是硬往那个方向飞,然后被地球的垂直拉力栓住,这是人造轨道,飞不了多久的。嫦娥一号127分钟绕月一圈,每天轨道下坠500米,每一百天轨道下坠50公里,因而每50天要靠发动机恢复原轨道和速度。这也表明,不存在所谓的绕月轨道。


 

发射地球卫星就不同了,火箭或卫星不会主动刹车,以便让地球引力拉住自己,飞到某个点位就会自动进入绕地轨道,随后卫星就在这个道轨飞行了,可以飞很长时间。飞行动力主要不是惯性,而是由地球引力提供的动力。在不同轨道有不同轨迹、速度、倾角、近地点和远地点,这是固定不变的。当然,卫星入射角度和速度能决定进入哪条轨道。绕地轨道可以说有无数条。

最后介绍一下拉格朗日点。约瑟夫·拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange,1736-1813),全名约瑟夫·路易斯·拉格朗日,法国著名数学家、物理学家。1736年1月25日生于意大利都灵,1813年4月10日卒于巴黎。他在数学、力学和天文学三个学科领域中都有历史性的贡献,其中尤以数学方面的成就最为突出。

 

他认为,在两个较大天体之间,有一个引力平衡点,小型天体在这个位置上,就可以保持相对静止状态,这样就可以在这个位置停留很久。当然,实际上也是在不断飞行中的。三个天体构成一个三角形,一共有五个拉格朗日点:L1、L2、L3、L4、L5,由瑞士数学家欧拉于1767年推算出前三个,法国数学家拉格朗日于1772年推算出剩下两个。这次嫦娥四号在月球背面登陆,需要一个中继通讯卫星支持,这个卫星叫鹊桥号,是停留在地月系统的L2位置,这是地球与月球的引力平衡点,在这个点能看到月球背面,也能看到地球,所以能成为通讯中继卫星。

由这几个公式可以看出,古代科学家治学的严谨、知识的渊博和智慧的高超,不能不佩服他们,他们发现的真理至今依然管用。相比之下,当今不少物理学家和天文学家,玩虚的比较多,只想哗众取宠,沽名钓誉,获得大奖。  




2019年元月6日





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