【火星救援】可能是最全的火星生存指南——基础知识篇（1/3）2 years ago1,511收藏分享举报文章被以下专栏收录我们去的地方不需要路。星际移民中心：interimm.org{&debug&:false,&apiRoot&:&&,&paySDK&:&https:\u002F\u002Fpay.zhihu.com\u002Fapi\u002Fjs&,&wechatConfigAPI&:&\u002Fapi\u002Fwechat\u002Fjssdkconfig&,&name&:&production&,&instance&:&column&,&tokens&:{&X-XSRF-TOKEN&:null,&X-UDID&:null,&Authorization&:&oauth c3cef7c66aa9e6a1e3160e20&}}{&database&:{&Post&:{&&:{&isPending&:false,&contributes&:[{&sourceColumn&:{&lastUpdated&:,&description&:&我们去的地方不需要路。星际移民中心：http:\u002F\u002Finterimm.org&,&permission&:&COLUMN_PUBLIC&,&memberId&:7759379,&contributePermission&:&COLUMN_PUBLIC&,&translatedCommentPermission&:&all&,&canManage&:true,&intro&:&我们去的地方不需要路。星际移民中心：interimm.org&,&urlToken&:&interimm&,&id&:8056,&imagePath&:&37818e6bfefa.png&,&slug&:&interimm&,&applyReason&:&&,&name&:&星海航纪&,&title&:&星海航纪&,&url&:&https:\u002F\u002Fzhuanlan.zhihu.com\u002Finterimm&,&commentPermission&:&COLUMN_ALL_CAN_COMMENT&,&canPost&:true,&created&:,&state&:&COLUMN_NORMAL&,&followers&:4247,&avatar&:{&id&:&37818e6bfefa&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&activateAuthorRequested&:false,&following&:false,&imageUrl&:&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F37818e6bfefa_l.jpg&,&articlesCount&:13},&state&:&accepted&,&targetPost&:{&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F26fc12d0cbbec9f418f91f98bf9b8f4c_r.jpg&,&lastUpdated&:,&imagePath&:&26fc12d0cbbec9f418f91f98bf9b8f4c.jpg&,&permission&:&ARTICLE_PUBLIC&,&topics&:[],&summary&:&如果有一天，您像 Mark Watney 一样被独自遗弃在遥远的火星，您该怎么生存下来？《火星救援》（The Martian）一书的作者 Andy Weir 向我们展示了他脑海中的火星版“求生之路”。在红色星球上经历了重重考验与各种戏剧般的转折之后，男主 Watney 终于登上了…&,&copyPermission&:&ARTICLE_COPYABLE&,&translatedCommentPermission&:&all&,&likes&:0,&origAuthorId&:7759379,&publishedTime&:&T12:22:48+08:00&,&sourceUrl&:&&,&urlToken&:,&id&:328251,&withContent&:false,&slug&:,&bigTitleImage&:false,&title&:&【火星救援】可能是最全的火星生存指南——基础知识篇（1\u002F3）&,&url&:&\u002Fp\u002F&,&commentPermission&:&ARTICLE_ALL_CAN_COMMENT&,&snapshotUrl&:&&,&created&:,&comments&:0,&columnId&:8056,&content&:&&,&parentId&:0,&state&:&ARTICLE_PUBLISHED&,&imageUrl&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F26fc12d0cbbec9f418f91f98bf9b8f4c_r.jpg&,&author&:{&bio&:&http:\u002F\u002Finterimm.org 星际移民中心&,&isFollowing&:false,&hash&:&97deebd6d53f58fce418&,&uid&:16,&isOrg&:false,&slug&:&interimm&,&isFollowed&:false,&description&:&星际移民中心：http:\u002F\u002Finterimm.org 星移君又复活啦～&,&name&:&星移君&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002Finterimm&,&avatar&:{&id&:&da259d9bd5979&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false},&memberId&:7759379,&excerptTitle&:&&,&voteType&:&ARTICLE_VOTE_CLEAR&},&id&:304144}],&title&:&【火星救援】可能是最全的火星生存指南——基础知识篇（1\u002F3）&,&author&:&interimm&,&content&:&\u003Cp\u003E如果有一天，您像 Mark Watney 一样被独自遗弃在遥远的火星，您该怎么生存下来？《火星救援》（The Martian）一书的作者 Andy Weir 向我们展示了他脑海中的火星版“求生之路”。在红色星球上经历了重重考验与各种戏剧般的转折之后，男主 Watney 终于登上了返程的飞船 Hermes 重回地球。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E《火星救援》被很多人称为“现代版的鲁滨逊漂流记”，NASA 中的工程师和科学家也被这本书中所展现出来的“硬度”所折服。书中涉及的诸多细节，诸如燃料生产、作物种植、氧气制取等等都进行了详细的计算（虽然这些计算中可能存在一些错误），作者 Andy Weir 甚至还自己写了一个程序来计算 Hermes 飞行的轨道。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E如果您由于意外被困于火星，而同时你也不是 Taylor，没有一个全天候满电量的通讯器和次元另一边的手机进行联系，这个时候哪些必备的知识能够救您一命呢？\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E这一本《火星生存指南》可能会成为您迷失旅途上的必备伴侣。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E阅读提示：\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Col\u003E\u003Cli\u003E\u003Cb\u003E本文包含部分《火星救援》一书和同名电影的轻微剧透内容，所有剧透已标出，读者可以选择性阅读|??ω?)ノ；\u003C\u002Fb\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cb\u003E本文包含极少量《星际移民之书》的设定内容，请读者自行区分(=?ω?=)；\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cb\u003E《火星生存指南》系列将会陆续推出三篇文章，这是本指南的第一篇，后两篇敬请期待╮(￣▽￣)╭。\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Fol\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003E火星地理\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Cp\u003E想要在火星上生存，首先就需要有丰富的火星地理知识，才能保证您在火星上不当一个路痴。这时候，一幅高清准（wu）确（ma）的火星地形图就显得尤为重要。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F7a594bd459af8a4437b5_b.jpg\& data-rawwidth=\&1316\& data-rawheight=\&577\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1316\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F7a594bd459af8a4437b5_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='1316'%20height='577'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&1316\& data-rawheight=\&577\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&1316\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F7a594bd459af8a4437b5_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F7a594bd459af8a4437b5_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E来源：\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FMars\& class=\& external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E\u003Cspan class=\&invisible\&\u003Ehttps:\u002F\u002F\u003C\u002Fspan\u003E\u003Cspan class=\&visible\&\u003Een.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FM\u003C\u002Fspan\u003E\u003Cspan class=\&invisible\&\u003Ears\u003C\u002Fspan\u003E\u003Cspan class=\&ellipsis\&\u003E\u003C\u002Fspan\u003E\u003C\u002Fa\u003E。电脑端的读者可以点击这里 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fupload.wikimedia.org\u002Fwikipedia\u002Fcommons\u002F2\u002F2c\u002FMars_topography_%2528MOLA_dataset%2529_with_poles_HiRes.jpg\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E火星地形图\u003C\u002Fa\u003E 查看高清原图（19.43MB）。手机端慎点！\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E这幅火星地形图应该如何使用呢？接下来将为您讲解：\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E首先，火星上的经纬度与地球上的经纬度划分有不同，火星上的\u003Cb\u003E本初子午线\u003C\u002Fb\u003E被定义为通过\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FAiry-0\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E艾里-0陨石坑\u003C\u002Fa\u003E的经线。这个陨石坑位于火星地图中央的\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FMeridiani_Planum\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E子午线平原\u003C\u002Fa\u003E（图中央的区域）\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E此外，由于火星上面没有海洋，所以不存在海平面的说法，而是使用一个重力平均出来的基准高度作为\u003Cb\u003E火星的大地水准面（Areoid）\u003C\u002Fb\u003E。火星上不同地域海拔差别很大，整体海拔最低的\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FHellas_Planitia\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E希腊平原\u003C\u002Fa\u003E最深处低于基准面 8200 米（图中右下的深蓝色区域），而享誉全系的盾状火山——\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FOlympus_Mons\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E奥林帕斯山\u003C\u002Fa\u003E海拔可以达到 21229 米（图中左上的白色山峰）。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E此外，我们建议您对火星不同地域的地质结构也需要有一定的了解，这样才能保证您在火星上能够畅通无阻。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic8.zhimg.com\u002Fb274d37af9caebdb29e1d_b.jpg\& data-rawwidth=\&1923\& data-rawheight=\&2818\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1923\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic8.zhimg.com\u002Fb274d37af9caebdb29e1d_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='1923'%20height='2818'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&1923\& data-rawheight=\&2818\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&1923\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic8.zhimg.com\u002Fb274d37af9caebdb29e1d_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic8.zhimg.com\u002Fb274d37af9caebdb29e1d_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E由 @星际移民局 翻译自 Wikipedia 。按照原图片的要求，翻译之后图片使用 Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported 协议共享。原作者为 Patrick Zasada 。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E对于迷途的冒险者来说，\u003Cb\u003E奥林帕斯山\u003C\u002Fb\u003E以及\u003Cb\u003E塔尔西斯地区\u003C\u002Fb\u003E的地势十分陡峭，不建议您前往或者穿过这一区域。相较于陨石坑更多、地形更加复杂的火星南半球以及子午线高地来说，火星北半球的\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FIsidis_Planitia\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E伊希地平原\u003C\u002Fa\u003E、\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FUtopia_Planitia\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E乌托邦平原\u003C\u002Fa\u003E以及\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FAmazonis_Planitia\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E亚马逊平原\u003C\u002Fa\u003E可能路途更加通畅。而\u003Cb\u003E北方大平原\u003C\u002Fb\u003E由于气候条件恶劣，太阳能资源较少，除非是去获取必要的水冰资源，我们不建议您前往此地。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E以下剧透预警\u003C\u002Fstrong\u003E\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E在《火星救援》中，Watney 先是前往不远处火星探路者及火星车“索杰纳”号所在的\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FAres_Vallis\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E阿瑞斯谷\u003C\u002Fa\u003E，在取回了报废的火星车及着陆器后，通过维修和改装获得了同地球的无线电联系。之后他向东南方向前进，穿过\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FMawrth_Vallis\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E马沃斯谷\u003C\u002Fa\u003E，从\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FArabia_Terra\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E阿拉伯高地\u003C\u002Fa\u003E一路开到\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FMeridiani_Planum\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E子午线平原\u003C\u002Fa\u003E的\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FSchiaparelli_%28Martian_crater%29\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E斯基亚帕雷利撞击坑\u003C\u002Fa\u003E，最终在这里登上了离开火星的 MAV（火星上升轨道器）。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F21189d86fadb5e932ed310c_b.jpg\& data-rawwidth=\&812\& data-rawheight=\&698\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&812\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F21189d86fadb5e932ed310c_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='812'%20height='698'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&812\& data-rawheight=\&698\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&812\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F21189d86fadb5e932ed310c_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F21189d86fadb5e932ed310c_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cp\u003E来源：\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.cannonade.net\u002Fmars.php\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EAndy Weir's 'The Martian' Map\u003C\u002Fa\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E如果您被困火星，附近刚好又有探测器的话，您也可以参照下面的地图，尝试前往最近的火星探测器遗迹，通过探测器与地球取得联系。不过需要注意的是，一切破坏探测器遗迹或者企图将探测器据为己有都是违反《太阳系和平开发与利用公法》的行为，将会受到最严厉的惩罚。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fed016f51bfeb2b247255_b.jpg\& data-rawwidth=\&885\& data-rawheight=\&464\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&885\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fed016f51bfeb2b247255_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='885'%20height='464'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&885\& data-rawheight=\&464\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&885\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fed016f51bfeb2b247255_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fed016f51bfeb2b247255_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cp\u003E来源：Mars24\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E剧透结束\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E这么多的地理名称记不住怎么办，如果您的手机在火星上仍然可以使用的话，强烈推荐下载一个叫做 Mars Global 的 App 以备不时之需（另：被困月球可以下载 Moon Global）。您也可以下载由 NASA 提供的 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.giss.nasa.gov\u002Ftools\u002Fmars24\u002F\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EMars24\u003C\u002Fa\u003E 使用其火星计时与地图查询功能。\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch1\u003E\u003Cb\u003E火星天文\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E火星的轨道半径大约 1.5 个天文单位（大约是地球轨道半径的 1.5 倍），因此在火星上，接收到的太阳能的\u003Cb\u003E功率密度不及地球的一半\u003C\u002Fb\u003E。在这里使用太阳能供电的电子设备时一定要注意功率是否足够。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E火星的平均半径为 3389.5 千米，是地球半径的 53.2%，质量只有地球质量的 10.7%。因此，火星的表面重力不到地球表面重力加速的一半，仅为 \u003Cb\u003E0.376g\u003C\u002Fb\u003E。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E此外，和地球不同的是，火星表面并没有一个全球性的磁场，微弱的磁场只存在于火星的一些局部区域。因此，指南针并不能为您提供任何的帮助。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002F1fe67c4e24a76d488037_b.jpg\& data-rawwidth=\&1524\& data-rawheight=\&1045\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1524\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002F1fe67c4e24a76d488037_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='1524'%20height='1045'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&1524\& data-rawheight=\&1045\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&1524\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002F1fe67c4e24a76d488037_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002F1fe67c4e24a76d488037_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E来源：NASA - \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.nasa.gov\u002Fcenters\u002Fgoddard\u002Fnews\u002Ftopstory\u002FFmgs_plates.html\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ENASA - \nNew Map Provides More Evidence Mars Once Like Earth\u003C\u002Fa\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E以下剧透预警\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E为了前往火星探路者号的所在地，Watney 利用火卫一来确定自己的方向。而在最后前往 MAV 的旅程中，Watney 使用了自制的六分仪，通过对\u003Cb\u003E火卫一\u003C\u002Fb\u003E和\u003Cb\u003E天津四\u003C\u002Fb\u003E的观测，分别获得了自己的经度和纬度。这种古老的导航方法源于航海。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E剧透结束\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E事实上，火星一共有两颗卫星——\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FPhobos_%28moon%29\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E火卫一（Phobos）\u003C\u002Fa\u003E高度较低，轨道周期短；\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FDeimos_%28moon%29\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E火卫二（Deimos）\u003C\u002Fa\u003E高度较高，轨道周期长。再算上火星自传的影响，火卫一每 11 小时 6 分从西边升起，经过大约 4 个小时从东边落下，其大小相当于 1\u002F3 个满月；而火卫二每两到三天才出现一次，大小却只有满月的 1\u002F12。不论从观测难易度还是观测机会上来说，都是火卫一更适合为您提供导航。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F1ea898ebb013a36ddba07_b.jpg\& data-rawwidth=\&348\& data-rawheight=\&718\& class=\&content_image\& width=\&348\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='348'%20height='718'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&348\& data-rawheight=\&718\& class=\&content_image lazy\& width=\&348\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F1ea898ebb013a36ddba07_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E好奇号在 Sol 393 的夜晚拍摄到的火卫一和火卫二。\u003Cbr\u003E来源：NASA \u002F JPL \u002F MSSS \u002F Emily Lakdawalla\u003C\u002Fblockquote\u003E如果您被困火星也没有合适的观测工具的话，也可以使用和地球上寻找北极星类似的方法来确定火星的北方。您只需要找到夜空中的天津四（视星等 1.25）与仙王座阿尔法（天钩五，视星等 2.45），并确定其连线的中点，即为火星的北方。这种方法方便且实用。\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F4c334cdb66adb7c4ab2aaaca_b.jpg\& data-rawwidth=\&1002\& data-rawheight=\&673\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1002\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F4c334cdb66adb7c4ab2aaaca_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='1002'%20height='673'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&1002\& data-rawheight=\&673\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&1002\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F4c334cdb66adb7c4ab2aaaca_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F4c334cdb66adb7c4ab2aaaca_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E由 @星际移民中心 使用 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.stellarium.org\u002F\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EStellarium\u003C\u002Fa\u003E 制作\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E除此之外，火星上的时长也与地球有所差别。火星上的一天被称为一个\u003Cb\u003E火星日（Sol）\u003C\u002Fb\u003E，长度为 24 小时 39 分 35.24409 秒。因此，为了实时跟踪 Watney 的情况，Venkat Kapoor 专门指派了 Mindy Park\u003Cbr\u003E和火星上的 Watney 保持同一作息时间，这就相当于在地球上每天晚睡 40 分钟。\u003Cbr\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch1\u003E\u003Cb\u003E火星气候\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh1\u003E\u003Cp\u003E火星气候寒冷，表面平均气温零下 63 摄氏度，大气压在 0.4–0.87 kPa，连地球大气压的百分之一都不到。由于纬度、地形以及季节的差异，火星上也存在不同的气候环境。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fcbc560de1fc_b.jpg\& data-rawwidth=\&1000\& data-rawheight=\&523\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1000\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fcbc560de1fc_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='1000'%20height='523'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&1000\& data-rawheight=\&523\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&1000\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fcbc560de1fc_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fcbc560de1fc_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E火星全球气候分区（Mars Global Climate Zones）。A：冰川（永久冰盖）；B：寒带 （在冬天覆盖冰霜，在夏天冰霜升华）；C：北过渡带（Ca）、南过渡带（Cb）；D： 热带；E：低反照率热带；F：亚寒带低地（盆地）；G：热带低地（峡谷）；H：亚热带高地（山）。\u003Cbr\u003E来源： Mars climate zone map based on TES data H. Hargitai.\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fplanetologia.elte.hu\u002Fmcdd\u002Findex.phtml%3Fcim%3Dclimatemaps.html\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EMars Climate Diagram Database\u003C\u002Fa\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E一般来说，纬度越高、海拔越高的地区气温越低，这一点在火星上同样适用。在北半球的冬天，希腊平原的底部温度比同纬度地区高 10 度左右，气压也能达到 1 kPa以上。\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F1bf1f46a1ed5b_b.jpg\& data-rawwidth=\&1107\& data-rawheight=\&714\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1107\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F1bf1f46a1ed5b_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='1107'%20height='714'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&1107\& data-rawheight=\&714\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&1107\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F1bf1f46a1ed5b_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F1bf1f46a1ed5b_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E来源：\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.giss.nasa.gov\u002Fprojects\u002Fastrobio\u002F\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ENASA GISS: \nResearch Projects & Groups:\nAstrobiology\u003C\u002Fa\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E为了提高您的求生几率，我们建议您尽量呆在\u003Cb\u003E纬度较低、海拔较低\u003C\u002Fb\u003E的地方。低纬度同时也保证了您能获得尽可能多的太阳能供应。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E另外，您可能最关注的一个问题就是火星上的\u003Cb\u003E沙暴\u003C\u002Fb\u003E。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E以下剧透预警\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E在《火星救援》一书中，火星的沙暴曾两次威胁到 Watney 的生命。第一次是在书的开篇，由于沙暴过强，Watney 被倒下的天线刺穿宇航服，被队友误认为已经死亡，从而被遗弃在茫茫火星；第二次是在前往 MAV 的途中，险些进入沙暴席卷的地带而丢失太阳能源。好在凭借着自己的细（zhu）致（jue）观（guang）察（huan）成功绕开沙暴逃过一劫。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E不过作者 Andy Weir 也曾坦言，《火星救援》中一个比较脱离现实的地方就在于：火星上的沙暴并没有想象中的那么强！这一切都是为了推动情节发展而故意写的！\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Cstrong\u003E剧透结束\u003C\u002Fstrong\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E虽然火星上的风可以达到很高的速度（书中设定的风速为175 kph），但是由于火星大气的密度仅为地球大气的六十分之一，其强度已经大打折扣（只相当于地球的四级风，见\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fquestion\u002F\& class=\&internal\&\u003E火星上的风暴是怎么回事？ - 科幻\u003C\u002Fa\u003E）。此外，由于火星表面缺乏水汽，大气中细小的的沙尘并不能聚集在一起，就算是沙暴，其对风力的增强作用也很有限。不过也正因为风中的沙尘，风蚀作用对于火星地形的形成也有相当大的影响。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E其实沙暴对火星生存的真正影响在于它能极大地减少太阳能电池板接收到的能量，同时也降低了大气能见度。在全球性的火星沙暴之中，火星表面的探测器都必须关闭大部分的科学仪器才能够渡过难关。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cnoscript\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F685497fea50ef3b3f1ae6_b.jpg\& data-rawwidth=\&850\& data-rawheight=\&420\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&850\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F685497fea50ef3b3f1ae6_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Fnoscript\u003E\u003Cimg src=\&data:image\u002Fsvg+utf8,&svg%20xmlns='http:\u002F\u002Fwww.w3.org\u002FFsvg'%20width='850'%20height='420'&&\u002Fsvg&\& data-rawwidth=\&850\& data-rawheight=\&420\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb lazy\& width=\&850\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F685497fea50ef3b3f1ae6_r.jpg\& data-actualsrc=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F685497fea50ef3b3f1ae6_b.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E来源：NASA-Hubble\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E火星的沙暴是由于温度梯度引起的，一般出现在\u003Cb\u003E南半球的夏季\u003C\u002Fb\u003E，这同样也是火星运行于轨道近日点附近的时候（关于火星历法可以参照：\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fbook.interimm.org\u002Fnavigator\u002Fmars.html%23marscal%25EF%25BC%%\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003Ehttp:\u002F\u002Fbook.interimm.org\u002Fnavigator\u002Fmars.html#marscal）\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E为了最大限度地降低火星沙暴对您生存的影响，我们提醒您在这段时间注意观察每天的天气变化情况，如果发现有沙暴来临的迹象（比如能见度降低、太阳能效率降低），请提前准备好备用能源，并尽量不要外出。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E如果您喜欢本文的话，不妨点赞支持一下我们所做的一点微小的工作，谢谢大家～_(:з」∠)_\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E系列下一篇：\u003Cb\u003E可能是最全的火星生存指南——工程技术篇（2\u002F3）\u003C\u002Fb\u003E敬请期待！\u003C\u002Fp\u003E&,&updated&:new Date(&T04:22:48.000Z&),&canComment&:false,&commentPermission&:&anyone&,&commentCount&:65,&collapsedCount&:0,&likeCount&:1511,&state&:&published&,&isLiked&:false,&slug&:&&,&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F26fc12d0cbbec9f418f91f98bf9b8f4c_r.jpg&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&reviewers&:[],&topics&:[],&adminClosedComment&:false,&titleImageSize&:{&width&:680,&height&:440},&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&excerptTitle&:&&,&column&:{&slug&:&interimm&,&name&:&星海航纪&},&tipjarState&:&inactivated&,&annotationAction&:[],&sourceUrl&:&&,&pageCommentsCount&:65,&hasPublishingDraft&:false,&snapshotUrl&:&&,&publishedTime&:&T12:22:48+08:00&,&url&:&\u002Fp\u002F&,&lastestLikers&:[{&bio&:&学生&,&isFollowing&:false,&hash&:&5b16380a&,&uid&:084000,&isOrg&:false,&slug&:&song-liang-zhou-26&,&isFollowed&:false,&description&:&所谓迷茫，就是才华配不上梦想：大事干不了，小事不肯干；不想做手边的事，只想做天边的事。&,&name&:&白泽&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002Fsong-liang-zhou-26&,&avatar&:{&id&:&v2-cd8f76ca48ceba310f443adf393ed497&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false},{&bio&:&山人&,&isFollowing&:false,&hash&:&2fc33a66e00ea37f61232&,&uid&:271400,&isOrg&:false,&slug&:&mengjiala-hu-51-5&,&isFollowed&:false,&description&:&&,&name&:&孟加拉虎&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002Fmengjiala-hu-51-5&,&avatar&:{&id&:&v2-d7bff6fe87ae6cdac4a78&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false},{&bio&:&创造未来&,&isFollowing&:false,&hash&:&cd8708a43bac8c2b1ad39b931a8fcfef&,&uid&:906900,&isOrg&:false,&slug&:&cyya-35&,&isFollowed&:false,&description&:&你，准备好了吗？&,&name&:&cyya&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002Fcyya-35&,&avatar&:{&id&:&a325b7a180bbc3ae6d54&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false},{&bio&:&学生&,&isFollowing&:false,&hash&:&7fd7daea772f&,&uid&:742400,&isOrg&:false,&slug&:&meng-shi-12-94&,&isFollowed&:false,&description&:&去你的三从四德，伤风败俗&,&name&:&孟十&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002Fmeng-shi-12-94&,&avatar&:{&id&:&v2-1a837ead2c&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false},{&bio&:&爱好广泛&,&isFollowing&:false,&hash&:&e7be2a8990fca5dced6d2c&,&uid&:24,&isOrg&:false,&slug&:&-.--&,&isFollowed&:false,&description&:&&,&name&:&某某&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002F-.--&,&avatar&:{&id&:&da8e974dc&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false}],&summary&:&\u003Cimg src=\&http:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F7a594bd459af8ax112.jpg\& data-rawwidth=\&1316\& data-rawheight=\&577\& class=\&origin_image inline-img zh-lightbox-thumb\& data-original=\&http:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F7a594bd459af8a4437b5_r.jpg\&\u003E如果有一天，您像 Mark Watney 一样被独自遗弃在遥远的火星，您该怎么生存下来？《火星救援》（The Martian）一书的作者 Andy Weir 向我们展示了他脑海中的火星版“求生之路”。在红色星球上经历了重重考验与各种戏剧般的转折之后，男主 Watney 终于登上了…&,&reviewingCommentsCount&:0,&meta&:{&previous&:{&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F50\u002F180fad54bf377d77a6ecb30a1e843e8d_xl.jpg&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&topics&:[],&adminClosedComment&:false,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&excerptTitle&:&&,&author&:{&bio&:&http:\u002F\u002Finterimm.org 星际移民中心&,&isFollowing&:false,&hash&:&97deebd6d53f58fce418&,&uid&:16,&isOrg&:false,&slug&:&interimm&,&isFollowed&:false,&description&:&星际移民中心：http:\u002F\u002Finterimm.org 星移君又复活啦～&,&name&:&星移君&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002Finterimm&,&avatar&:{&id&:&da259d9bd5979&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false},&column&:{&slug&:&interimm&,&name&:&星海航纪&},&content&:&\u003Cp\u003E在人类历史上，最完整的核动力火箭设计是始于 1958 年的猎户座计划。 Ted Taylor 和 Freeman Dyson 两个人带领的这个计划不仅仅在理论上设计了完整的核动力推进火箭，而且用普通炸弹进行了实际的实验。Carl Sagan 在一次 C-SPAN 的一次 Congressional Clearinghouse on the Future 上提到，虽然有一些副作用，但是这或许是一个很好的处理掉核弹的方法。猎户座计划曾经给人类带来了很多希望，人们希望可以去遥远的太阳系的尽头，将武器变为人类探索太空的工具。然而这样一个飞船还没有真的诞生就胎死腹中。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003E飞向太空\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Cp\u003ENikolai Kibalchich 是一个传奇的人物，二十四岁的他因为把一本禁书借给别人，被判监禁两个月，然而在这个正式审判之前，他已经在监狱里面待了三年了。从监狱出来之后，他加入了当时的民意党，成为了他们的首席“爆破专家”。然而他的人生依然是继续的悲剧，没过几年就因刺杀亚历山大二世被抓入监狱，等待绞刑。然而临刑前，他在监狱写下了使用炸药作为动力的火箭引擎推进载人飞船的研究，希望得到其它科学家的回复，因此这份研究被送到了警察局。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E一个月之后，在这个 1881 年美丽的春天，Nikolai 被执行绞刑。Nikolai 一直没有得到其它科学家的回复，因为当时的警察局将他的这份伟大的发明搁置一旁，直到 1917 年被 Nikolai Rynin 重新发现这份研究，并且发表了出来。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002Fbd0ffd462a23c098157de_b.jpg\& data-rawwidth=\&1262\& data-rawheight=\&688\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1262\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002Fbd0ffd462a23c098157de_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E月球上有一个以 Nikolai Kibalchich 名字命名的陨石坑，位于 3.0° N 146.5° W 也就是月球背面。来自 Google Earth Pro.\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003ENikolai Kibalchich 死后十年，德国工程师 Hermann Ganswindt 重新发现了类似的点子。之后，也就是二十世纪初期，包括 Tsiolkovsky 和 Goddard 在内的多人建立起了火箭理论。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fa45fad51838cade9d7dbaa_b.jpg\& data-rawwidth=\&2400\& data-rawheight=\&2946\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&2400\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fa45fad51838cade9d7dbaa_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EGoddard 和他的液体火箭实验。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FFile%3AGoddard_and_Rocket.jpg\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E维基百科：File:Goddard and Rocket.jpg\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003E核武器\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Cp\u003E原子弹在二战结束前被发明，而在二战结束后迅速发展。二十世纪五十年代，核武器实验给人们健康带来的威胁开始进入大众的视野，和平利用核能的提议也相继出现。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F3d14f91af658822bff2971_b.jpg\& data-rawwidth=\&800\& data-rawheight=\&584\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&800\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F3d14f91af658822bff2971_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E美国和苏联\u002F俄罗斯的核弹头数量历史。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FFile%3AUS_and_USSR_nuclear_stockpiles.svg\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E维基百科：File:US and USSR nuclear stockpiles.svg\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E早在曼哈顿计划晚期，Ulam 就开始讨论除了武器之外的核能的应用。1958 年 Stanislaw Ulam 和 Frederick Reines 在一篇报告中讨论了一些可能的核动力火箭技术。 \u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002Fb48d8fe72c23a376ac978ceaa19fe3bd_b.jpg\& data-rawwidth=\&796\& data-rawheight=\&235\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&796\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002Fb48d8fe72c23a376ac978ceaa19fe3bd_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cblockquote\u003ELongmier 和 Ulam 的核推进示意图。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-orion\u002Fulam-reines-nuclear-prop.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ELongmier, C.; F. R S. Ulam (August 1958). ”Some Schemes for Nuclear Propulsion“\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fc349aaa1ce5fba1cf7e716_b.jpg\& data-rawwidth=\&920\& data-rawheight=\&400\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&920\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fc349aaa1ce5fba1cf7e716_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cblockquote\u003EReines 的核裂变发动机示意图。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-orion\u002Fulam-reines-nuclear-prop.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ELongmier, C.; F. R S. Ulam (August 1958). ”Some Schemes for Nuclear Propulsion“\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E在这篇报告中，共有两个不同类型的方案被提出来了。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cul\u003E\u003Cli\u003ELongmier 和 Ulam 讨论了利用核弹爆炸脉冲作为推力。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003EReines 讨论了混合 U235 和重水混合作为推进的方案。裂变燃料和重水混合在一起，核裂变加热重水变成气体，然后产生推力。在报告中 Reines 同时讨论了这个方案中多级加热可以提高燃料效率。\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Ful\u003E\u003Cp\u003EProject Orion 就是一个研究核弹脉冲作为火箭推力的一个完整方案。Project Orion 不仅进行了理论的研究，而且用炸药实际做过实验。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E之后人们设计了很多核裂变和核聚变火箭，这些核动力火箭一直激励着人类，飞向星空。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003EProject Orion\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fba5a91d352a5ccc801a258a2d898fe8a_b.jpg\& data-rawwidth=\&1600\& data-rawheight=\&1655\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1600\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fba5a91d352a5ccc801a258a2d898fe8a_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Orion 艺术图。来自\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwilliam-black.deviantart.com\u002Fart\u002FOrion-In-Flight-\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EOrion: In Flight by William-Black\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003EProject Orion 是第一个完整的核动力推进设计，然而由于后来的禁止核试验条约以及外层空间条约禁止部分核试验并且禁止核武器进入太空，所以 Project Orion 最后还是死在了初步实验阶段。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E这里的推进的基本原理，与现在普通的化学火箭没有什么差异，都是将工质高速喷出，产生推力，工质喷出的速度越高，发动机的效率就越高，从而就越节省燃料。火箭节省燃料这个问题上带来的效应是非常巨大的，因为火箭主要的质量是由燃料构成的，也就是说，我们的燃料有很大一部分浪费在运送燃料上，我们只需要将燃料的利用效率提高一点点，火箭的质量可以大大减轻。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E这类火箭的效率主要取决于工质喷出的速度，对于化学火箭来说，工质喷出是依赖于气体的合成和受热膨胀的，也就是说，化学火箭的效率的瓶颈在于气体的温度。从理论上来讲，工质的温度有两个上限，一个是化学反应的放热效率，另一个是用来制造发动机的材料，温度太高火箭发动机材料会熔化。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003EProject Orion 是一个利用核弹爆炸来产生推力的方案，显然我们没有办法做一个燃烧仓把核弹限制在里面爆炸，解决方案就是使用外部爆炸。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F454b50bea8fa62bb5585_b.jpg\& data-rawwidth=\&600\& data-rawheight=\&149\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&600\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F454b50bea8fa62bb5585_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Orion 的推进示意图。核弹在飞船后方引爆。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.projectrho.com\u002Fpublic_html\u002Frocket\u002Frealdesigns.php%23id--Project_Orion\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Rho\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E然而核爆炸产生的推力是非常大的，如果直接让这个力施加在载人舱段，加速度太大，人是没法承受的。因此 Freeman Dyson 等人一起设计了一些缓冲装置，除了非常最底层紧挨着推进板（pusher plate）的第一级缓冲，还有位于推进板和核弹释放装置之间的主要缓冲装置。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002Fe4c8d817e0ddc_b.jpg\& data-rawwidth=\&864\& data-rawheight=\&412\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&864\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002Fe4c8d817e0ddc_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Orion 其中一个设计的草图。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-orion\u002Fnulcear-pulse-orion_summary.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E”Nuclear Pulse Space Vehicle Study“\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E这里引爆的核弹并不是一个单纯的核弹，而是经过特殊设计的推进单元。每个单元上方有钨制作的推进剂，核弹爆炸的时候，这些钨制作的推进剂会被气化，然后碰撞推进板（pusher plate），从而产生推力。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F129a1b01c50d651d4e798_b.jpg\& data-rawwidth=\&342\& data-rawheight=\&400\& class=\&content_image\& width=\&342\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Orion 的推进单元。一开始的设计中，这些特殊设计的小型核弹有 0.6 米高，重量是 79 千克。来自\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.projectrho.com\u002Fpublic_html\u002Frocket\u002Frealdesigns.php%23id--Project_Orion\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Rho\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E储存核弹的弹夹是咨询了可口可乐公司的。因为当时大家想到把核弹有控制地释放出来，跟可口可乐的自动贩售机很相似。核弹通过核弹输送系统从弹夹送到释放区域。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002F3cc7892fbd16bfae19176_b.jpg\& data-rawwidth=\&400\& data-rawheight=\&443\& class=\&content_image\& width=\&400\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Orion 的核弹弹夹。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.projectrho.com\u002Fpublic_html\u002Frocket\u002Frealdesigns.php%23id--Project_Orion\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Rho\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E核弹从尖嘴部分释放出来，一路经过厚厚的一级震波吸收板(shock absorption)和推进板（pusher plate），从吸收板和推进板的孔中经过，到达火箭后方，然后引爆，核爆炸为火箭提供推力。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fe0c354eb9c325fa2aed86_b.jpg\& data-rawwidth=\&600\& data-rawheight=\&640\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&600\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fe0c354eb9c325fa2aed86_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Orion 发动机原理。核弹从中间的管道被释放出来，经过下面吸收板和推进板中间的孔，到达飞船的后方，然后引爆。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.projectrho.com\u002Fpublic_html\u002Frocket\u002Frealdesigns.php%23id--Project_Orion\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Rho\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F3a952ce274c8baea089206_b.jpg\& data-rawwidth=\&350\& data-rawheight=\&350\& class=\&content_image\& width=\&350\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EKerbal Space Program 里面的 Project Orion Mod 的装核弹的弹夹。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.projectrho.com\u002Fpublic_html\u002Frocket\u002Frealdesigns.php%23id--Project_Orion\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Rho\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003EProject Orion 中，飞船的设计除了上面的推进系统，还包括了载人舱段。由于这种推进方式的效率很高，是普通化学火箭的十几到几十倍，这样我们甚至可以把十几米直径的载人飞船轻松送到火星。携带同样质量的燃料的情况下，由于火箭的速度是跟发动机的效率是正比的，这就以为着，我们同样质量的燃料，可以帮助我们获得普通化学火箭的十几到几十倍的速度。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F9df30c30e8a251b78b367f_b.jpg\& data-rawwidth=\&504\& data-rawheight=\&800\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&504\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F9df30c30e8a251b78b367f_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EGeneral Atomic 设计的载人飞船。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.projectrho.com\u002Fpublic_html\u002Frocket\u002Frealdesigns.php%23id--Project_Orion\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Rho\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E在游戏 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fkerbalspaceprogram.com\u002F\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EKerbal Space Program\u003C\u002Fa\u003E 中，有一些 Project Orion 的模拟，例如 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fgithub.com\u002Fcerebrate\u002FUSAFOrion\u002Freleases\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003Ecerebrate\u003C\u002Fa\u003E 制作了一个这样的 mod，使用 Kerbal Space Program 可以体验到核动力推进的优雅之处。（3D预览：\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fsketchfab.com\u002Fmodels\u002FxvFkC5jSm9mMG8cCTLfyg1VKJB%3Futm_source%3Doembed%26utm_medium%3Dembed%26utm_campaign%3DxvFkC5jSm9mMG8cCTLfyg1VKJB\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EUSAF10MeterOrionEngine4.zip\u003C\u002Fa\u003E by \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fsketchfab.com\u002Fnyrath%3Futm_source%3Doembed%26utm_medium%3Dembed%26utm_campaign%3DxvFkC5jSm9mMG8cCTLfyg1VKJB\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EWinchell Chung\u003C\u002Fa\u003E on \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fsketchfab.com\u002F%3Futm_source%3Doembed%26utm_medium%3Dembed%26utm_campaign%3DxvFkC5jSm9mMG8cCTLfyg1VKJB\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ESketchfab\u003C\u002Fa\u003E ）\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch3\u003E\u003Cb\u003E关于火箭的效率\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh3\u003E\u003Cp\u003E我们多次提到火箭的效率，这个效率到底说得是什么呢？这一小节会使用一些简单的公式来诠释这个概念。在讨论火箭问题的时候，有两个很重要的概念经常被提及，一个是 Delta v，一个是 Isp。其中 Isp 就是用来表示我们所提到的火箭效率的参数。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fed28de911f37b28c891c4_b.jpg\& data-rawwidth=\&500\& data-rawheight=\&347\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&500\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fed28de911f37b28c891c4_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E我们将使用非常简单的公式，\u003Cb\u003E结论将是如此明显\u003C\u002Fb\u003E。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.projectrho.com\u002Fpublic_html\u002Frocket\u002Fappequations.php\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Rho\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003EDelta v 的概念飞船简单，就是指的速度的大小的变化量。\u003C\u002Fb\u003E例如我们说，从一条轨道到另一条轨道，我们需要产生 100 m\u002Fs 的 Delta v，意思就是说，火箭发动机需要让火箭本身的速度改变 100 m\u002Fs。这样一个概念显然跟所处的环境有关，例如在大气层中，火箭会受到大气层的影响，同样的燃料只能产生更少的 Delta v，而且在引力大的环境中，产生相同的 Delta v 也需要不同的燃料。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003EDelta v 是个很好用的概念，是因为我们通常讨论变轨的时候，飞船在不同的轨道上停靠的速度是不同的，而且这个是很容易计算的，因此我们很清楚我们需要多少 Delta v 来实现变轨。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cp\u003E一个比较好的例子是火箭从半径 R1 的轨道转移到半径 R2 的轨道。按照牛顿运动定律，我们可以计算速度和半径之间的关系， \u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fdda666f7e92e6_b.jpg\& data-rawwidth=\&142\& data-rawheight=\&58\& class=\&content_image\& width=\&142\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E其中 M 是中心天体的质量，G 是牛顿引力常数，r 是轨道半径，v 是火箭速度。 也就是说，如果我们想要实现变轨，需要的 Delta v 是\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F94d1bde446ae4cb4fdaacc_b.jpg\& data-rawwidth=\&446\& data-rawheight=\&90\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&446\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F94d1bde446ae4cb4fdaacc_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E第二个概念 Isp 就跟我们如何产生 Delta v 有关。\u003C\u002Fb\u003E如果想要更好地理解这个概念，我们需要仔细看一下火箭方程。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E火箭方程其实就是动量守恒的结果，不过与我们通常计算的情况不同，火箭方程是变质量的动量定理。我们可以直接通过把动量的概念代入牛顿第二定律获得结果，也可以通过拆开分析火箭工质喷出和火箭本身来推导。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F897aa77ee9b3dea2dcc98b_b.jpg\& data-rawwidth=\&538\& data-rawheight=\&374\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&538\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F897aa77ee9b3dea2dcc98b_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E火箭方程的推导。u 是火箭的速度，u_e 是工质喷出的速度，mg 是火箭受到的引力（图中 m_g 应该是 mg）。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fweb.mit.edu\u002F16.unified\u002Fwww\u002FSPRING\u002Fpropulsion\u002Fnotes\u002Fnode103.html\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EThe Rocket Equation\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cblockquote\u003E\u003Cp\u003E通过推导，我们可以得到火箭方程，\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F53a9b2176abff454c73d87_b.jpg\& data-rawwidth=\&562\& data-rawheight=\&126\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&562\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F53a9b2176abff454c73d87_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cp\u003E其中 D 是火箭受到的阻力。为了理解这个方程，我们考虑简单的，情况，就是火箭垂直发射，没有空气阻力的情况，\u003C\u002Fp\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic2.zhimg.com\u002Fda_b.jpg\& data-rawwidth=\&362\& data-rawheight=\&116\& class=\&content_image\& width=\&362\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cp\u003E这个方程可以通过一步积分接出来，得到任意时刻火箭的速度，\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F9e54ccfeba1d3917979e_b.jpg\& data-rawwidth=\&436\& data-rawheight=\&122\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&436\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F9e54ccfeba1d3917979e_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E为了方便，我们会定义一个量 \u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F1e74dfbbce5_b.jpg\& data-rawwidth=\&204\& data-rawheight=\&66\& class=\&content_image\& width=\&204\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E，方程就重新写成了\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002Ffea8d90b8e2e2e1228bee_b.jpg\& data-rawwidth=\&482\& data-rawheight=\&136\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&482\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002Ffea8d90b8e2e2e1228bee_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E所以说，Isp 其实就是火箭在真空中的速度极限（等于工质的喷出速度）除以地球上的重力加速度。从这个 ln 关系可以发现，火箭的初始质量跟 Isp 是指数相关的，非常敏感。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003EProject Orion 中的飞船设计的 Isp 一般在
之间，而一般的液体火箭的 Isp 在 400-500 之间。这样巨大 Isp 的差异意味着巨大的末速度差异。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003EProject Daedalus\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F873c6a55bff7e1fe2692bbf7_b.jpg\& data-rawwidth=\&800\& data-rawheight=\&582\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&800\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002F873c6a55bff7e1fe2692bbf7_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Daedalus 与帝国大厦的比较。来自 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.bisbos.com\u002Fspace_n_daedalus_gallery.html\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EProject Daedalus Scales\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003EProject Daedalus 设计的初衷是想证明在当时的已知科技的框架下，恒星际旅行是可行的。这个设计在 1973 到 1978 年之间进行，由 British Interplanetary Society 的 11 名科学家设计，最终结果是一个重达 54000 吨的庞然大物，要比帝国大厦要大的多，而且其中有 50000 吨是燃料。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E设计的发动机是基于核聚变的，最初的设计是使用核脉冲发动机，与 Project Orion 相似，不过他们采用了核聚变作为能源，也就是通过点燃氢弹来推进。后来 F. Weinberg 提出的使用高能质子束引发的核聚变，以及后来的激光核聚变等等。总之，Project Daedalus 使用了当时所能了解到的最高效的能源：核聚变。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002Ffb396cf23afe92e11805f4_b.jpg\& data-rawwidth=\&879\& data-rawheight=\&273\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&879\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic1.zhimg.com\u002Ffb396cf23afe92e11805f4_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003E使用高能质子束来引发核聚变。高能质子束的能量在 GeV 量级，轰击在中间的氘棒上（图中 D）。来自\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Farxiv.org\u002Fabs\u002F\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EarXiv:\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E飞船要求在地球附近轨道上建成，发动机可以将飞船速度从提升到光速的 16%。这样在人类的寿命之内，飞船可以到达其它的恒星系。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003EProject Medusa\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fdc0d9e9a79dffe9722bbccaa69bb99ce_b.jpg\& data-rawwidth=\&714\& data-rawheight=\&826\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&714\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Fdc0d9e9a79dffe9722bbccaa69bb99ce_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Medusa 的原理。飞船向前释放一颗核弹，核弹在靠近船帆的地方爆炸，能量用来推动飞船前进。来自\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fcommons.wikimedia.org\u002Fwiki\u002FFile%3AMedusaNuclearPropulsionOperatingSequenceDrawing.png\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EFile:MedusaNuclearPropulsionOperatingSequenceDrawing.png\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003EProject Medusa 是二十世纪九十年代由 Johndale C. Solem 设计的一个核动力飞船。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cp\u003E\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-medusa\u002FprojectMedusa.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EJohndale Solem 在 LANL 的一篇报告中\u003C\u002Fa\u003E解释了 Project Orion 的一些问题：\u003C\u002Fp\u003E\u003Col\u003E\u003Cli\u003EProject Orion 的推进板（飞船尾部用来接受爆炸能量的板）无法设计成很大面积，因为这是向前推进，如果面积很大，对材料结构要求很大。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003EProject Orion 的减震系统很复杂，而且只要还需要使用核动力推进，这套复杂沉重的减震系统就需要一直的飞船上，这是对核弹能量的一种浪费。\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E由于飞船的载人舱和核弹爆炸距离不是很远，核弹的辐射对于宇航员的健康的影响比较大。\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Fol\u003E\u003Cp\u003E为了解决这些问题，Johndale Solem 设计了 Project Medusa，使用飞船前方巨大的船帆来代替原来飞船尾部的推进板。这样巨大的船帆来收集爆炸产生的能量效率要远远高于原来比较小的推进板，而且船帆拉住飞船船体的设计，对材料的要求要低一些，加上拉住船帆的长索飞船长，核弹爆炸距离载人舱要比 Project Orion 的设计里面远得多，这样飞船要比 Project Orion 的效率更高，也更安全。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F0d1d25c3df_b.jpg\& data-rawwidth=\&718\& data-rawheight=\&404\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&718\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F0d1d25c3df_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EProject Medusa 飞行的时候就像海中一个巨大的乌贼一样。动图链接：\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-medusa\u002Fproject-medusa-demonstration.gif\& class=\& external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E\u003Cspan class=\&invisible\&\u003Ehttp:\u002F\u002F\u003C\u002Fspan\u003E\u003Cspan class=\&visible\&\u003Einterimm.org\u002Fmagazine\u002Fi\u003C\u002Fspan\u003E\u003Cspan class=\&invisible\&\u003Emages\u002Fposts\u002Fproject-medusa\u002Fproject-medusa-demonstration.gif\u003C\u002Fspan\u003E\u003Cspan class=\&ellipsis\&\u003E\u003C\u002Fspan\u003E\u003C\u002Fa\u003E 。完整视频在我们的\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.bilibili.com\u002Fvideo\u002Fav2F\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EBilibili:av3C\u002Fa\u003E。来自\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fwww.youtube.com\u002Fwatch%3Fv%3DmT4ZdPRADEw\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EThe Medusa - An advanced nuclear pulse spacecraft\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cp\u003EJohndale Solem 对 Isp 估算的结果，如果使用 25 吨当量的炸弹，Isp≈4.25×\u003C\u002Fp\u003E10^3s\u003Cimg src=\&http:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fequation?tex=Isp+%5Csim+4.25%5Ctimes+10%5E3+%5Cmathrm%7Bs%7D\& alt=\&Isp \\sim 4.25\\times 10^3 \\mathrm{s}\& eeimg=\&1\&\u003E。这个量级与 Project Orion 相差不大，然而整体设计却比 Project Orion 要简单地多。至于船帆的材料，Johndale Solem 建议使用高强度聚乙烯，因为密度小强度大。这样我们可以做 500 米直径的船帆，这样船帆的质量在 10 吨的量级，作为对照，阿波罗登月舱的质量大约是 15 吨。\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003E尚未终结的设想\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Cp\u003E我们对于航行于太空的设想，依然在继续。核能是人类所能控制的能量密度最大的能源，也最有可能成为人类成为太空文明的一个重要阶梯。\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cfigure\u003E\u003Cimg src=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Ffb5cba85a80a3ad6236af_b.jpg\& data-rawwidth=\&1138\& data-rawheight=\&528\& class=\&origin_image zh-lightbox-thumb\& width=\&1138\& data-original=\&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002Ffb5cba85a80a3ad6236af_r.jpg\&\u003E\u003C\u002Ffigure\u003E\u003Cblockquote\u003EMSNW 公司的设计。先向引擎注入一团磁约束等离子体，然后一直移动到引擎狭窄的喷嘴，核聚变被触发，从而产生动力。2011 年，MSNW 公司拿到了 NASA 对于他们的核聚变火箭设计的资助，他们的设计是使用磁约束的等离子体核聚变来产生推力。还有更多文章更多的设计在探讨可控核聚变作为引擎的可能性。来自\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Fwww.nasa.gov\u002Fpdf\u002F716077main_Slough_2011_PhI_Fusion_Rocket.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ENuclear Propulsion through Direct Conversion of Fusion Energy: The Fusion Driven Rocket, Phase I Final Report\u003C\u002Fa\u003E。\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003EJohndale Solem 在 \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-medusa\u002FprojectMedusa.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ESome New Ideas for Nuclear Explosive Spacecraft Propulsion\u003C\u002Fa\u003E 这篇报告中提到，\u003C\u002Fp\u003E\u003Cblockquote\u003EI see no reason why nuclear explosive propulsion for\ninterplanetary missions cannot be made politically acceptable. Perhaps we can be more\ncreative and consider an international mission in which the nuclear explosives were jointly\nsupplied by the superpowers. What a wonderful approach!\u003C\u002Fblockquote\u003E\u003Cp\u003E\u003Cb\u003E如果真的存在了这样一个国际合作项目，或许人类会更早地踏上太空文明之路。\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003Cbr\u003E\u003Cbr\u003E\u003Ch2\u003E\u003Cb\u003E参考和尾注\u003C\u002Fb\u003E\u003C\u002Fh2\u003E\u003Col\u003E\u003Cli\u003E\u003Cp\u003E\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fwww.youtube.com\u002Fwatch%3Fv%3D8rEa9ACC-TM\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E关于 Carl Sagan 这段话的视频记录\u003C\u002Fa\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cp\u003E\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=https%3A\u002F\u002Fen.wikipedia.org\u002Fwiki\u002FNikolai_Kibalchich\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ENikolai Kibalchich @ Wikipedia\u003C\u002Fa\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cp\u003ELongmier, C.; F. R S. Ulam (August 1958). \u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-orion\u002Fulam-reines-nuclear-prop.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003E“Some Schemes for Nuclear Propulsion”\u003C\u002Fa\u003E. LANL report LAMS-2186. \u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cp\u003EProject Rover 和 Project Orion 都是核动力飞机和火箭的项目。Project Rover 并入了后来的 NERVA 计划，但是 1972 年被终止了。 \u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cp\u003E\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Farxiv.org\u002Fabs\u002F\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003EarXiv:\u003C\u002Fa\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cp\u003EJohndale Solem 在 1993 年发表了一篇关于 Medusa 的文章：Solem, J. C., Medusa: Nuclear Explosive Propulsion for Interplanetary Travel, Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 46, pp. 21-26,1993. \u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003Cli\u003E\u003Cp\u003E\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Flink.zhihu.com\u002F?target=http%3A\u002F\u002Finterimm.org\u002Fmagazine\u002Fimages\u002Fposts\u002Fproject-medusa\u002FprojectMedusa.pdf\& class=\& wrap external\& target=\&_blank\& rel=\&nofollow noreferrer\&\u003ESome New Ideas for Nuclear Explosive Spacecraft Propulsion\u003C\u002Fa\u003E\u003C\u002Fp\u003E\u003C\u002Fli\u003E\u003C\u002Fol\u003E&,&state&:&published&,&sourceUrl&:&&,&pageCommentsCount&:0,&canComment&:false,&snapshotUrl&:&&,&slug&:,&publishedTime&:&T10:05:21+08:00&,&url&:&\u002Fp\u002F&,&title&:&原子弹上的飞船&,&summary&:&在人类历史上，最完整的核动力火箭设计是始于 1958 年的猎户座计划。 Ted Taylor 和 Freeman Dyson 两个人带领的这个计划不仅仅在理论上设计了完整的核动力推进火箭，而且用普通炸弹进行了实际的实验。Carl Sagan 在一次 C-SPAN 的一次 Congressional Clear…&,&reviewingCommentsCount&:0,&meta&:{&previous&:null,&next&:null},&commentPermission&:&anyone&,&commentsCount&:50,&likesCount&:342},&next&:{&isTitleImageFullScreen&:false,&rating&:&none&,&titleImage&:&https:\u002F\u002Fpic4.zhimg.com\u002F50\u002F81bab751fb0fea3b022123c_xl.jpg&,&links&:{&comments&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F2Fcomments&},&topics&:[],&adminClosedComment&:false,&href&:&\u002Fapi\u002Fposts\u002F&,&excerptTitle&:&&,&author&:{&bio&:&http:\u002F\u002Finterimm.org 星际移民中心&,&isFollowing&:false,&hash&:&97deebd6d53f58fce418&,&uid&:16,&isOrg&:false,&slug&:&interimm&,&isFollowed&:false,&description&:&星际移民中心：http:\u002F\u002Finterimm.org 星移君又复活啦～&,&name&:&星移君&,&profileUrl&:&https:\u002F\u002Fwww.zhihu.com\u002Fpeople\u002Finterimm&,&avatar&:{&id&:&da259d9bd5979&,&template&:&https:\u002F\u002Fpic3.zhimg.com\u002F{id}_{size}.jpg&},&isOrgWhiteList&:false,&isBanned&:false},&column&:{&slug&:&interimm&,&name&:&星海航纪&},&content&:&\u003Cp\u003E在上一篇指南中（\u003Ca href=\&http:\u002F\u002Fzhuanlan.zhihu.com\u002Finterimm\u002F\& class=\&internal\&\u003E【火星救援】可能是最全的火星生存指南——基础知识篇（1\u002F3） - 星海航纪 - 知乎专栏\u003C\u002Fa\u003E），我们向您介绍了最基本的火星地理、天文以及气候知识，这些基本知识能够帮助您在火星上确定位置、找到合适的前进目标以及方向，对于您