关于流浪地球的各种bug已经被各路大神还有杠精们找的差不多了,那么在刨除背景设定上的硬伤的情况下(比如单台发动机最大推力150亿吨这个业余至极的bug),流浪地球计划是否可行呢?或者说,如果我们要实行流浪地球计划,需要对设定做哪些细节上的完善和修改。
首先是技术路线,这一点小说和电影里都非常明确——利用岩石进行重元素聚变。
地壳中氧元素约占45.2%,硅27.2%,铝8%,钙5.06%,四者的比结合能分别为7.98MeV,8.46MeV,8.39MeV,8.55MeV。假设我们一步到位,把它们全都聚变到铁(比结合能8.79MeV),那么1kg地壳所能释放的能量约为3.01×10^26MeV,即4.824×10^13焦耳(作为对比,1kg海水完全聚变释放的能量是1.637×10^14焦耳,是地壳的3.4倍,1kg氢是8.482×10^14焦耳,地壳的17.6倍)。然后我们假设人类的推进科技牛逼炸了,可以把99.9999%的能量用于加速工质(聚变产物铁),那么工质速度可以达到9822km/s(光速的3.27%)。
PS:这就引出了流浪地球电影里的另一个bug——等离子束的高度问题。事实上,如此高速的等离子束几乎不会被任何物体所阻挡,地球的引力和大气层在它面前完全是螳臂当车,它的高度是无限的。
大刘在《无奈的和美丽的错误——科幻硬伤概论》一文中承认了发动机推力的问题,150万亿吨(吨这个词用的真是太业余了,力的单位应该是牛顿)的总推力显然是无法在17年内将地球轨道的远点抬升到木星轨道的。按照小说里的描述,地球采用的是近点加速(所以发动机只应在近日点附近开启,其余时间待机),加速窗口很短,17年里有效的加速时间不超过3年,而近点加速所需的速度增量是8.786km/s,算下来所需的加速度大约是9.287×10^-5m/s²,推力则是5.54×10^17kN(单台推进式发动机5.65万亿吨,远大于150亿吨)
现在我们有了工质速度和推力,就可以得到一个非常重要的数据——工质流量。由F=mv/t=(m/t)v算出工质流量为5.64×10^9kg/s(也就是说,每台行星发动机每秒需要消耗564万吨的岩石),如此恐怖的物料吞吐速度显然不是最大载重蛐蛐3000吨的重卡能满足的,我的建议是直接抽取海水和地幔(具体原因后面会解释)。