如果太空人降落海王星會怎樣?

2021-01-09 鍾銘聊科學

雖然海王星是一顆氣態行星,但研究表明,海王星也有固態物質,而且海王星表面很有可能覆蓋著一層冰層。假如你是一名太空人,穿著太空衣,配備著足夠的氧氣,而你即將降落到海王星,在降落的過程中你會發現什麼事情呢?

在降落途中

當你在降落海王星的過程中,你會感受到強烈的風暴,這是因為海王星表面的風速非常快,能夠達到2100千米/小時,比最快的動車還要快好幾倍。

強烈的風暴很有可能會撕碎你的太空衣(甚至是撕碎你),讓你暴露在海王星的大氣層中。而海王星大氣層中的成分主要是氫和氦,以及少量的甲烷。之所以會有如此多的氫和氦,是因為這兩種元素原子序數靠前,是宇宙中最容易形成的元素。

再加上太陽持續不斷地向外界吹太陽風,其中一些重元素吹不了太遠,而輕型元素氫和氦可以被拋散得更遠,所以離太陽較近的行星是類地行星,而離太陽較遠的行星是氣態行星。

由於海王星大氣層中沒有氧氣,所以此時的太空人會因為無法呼吸而死亡,當然,也有可能是風力太大,導致太空人被撕裂而死亡(概率較大)。

降落在海王星表面

假如,人類解決了穿越海王星大氣層的風速問題,順利到達海王星表面,那麼太空人也會遇到一些生死攸關的問題。

比如:低溫。由於海王星離太陽較遠,接受的太陽能量有限,所以海王星表面氣溫非常低,大概只有零下214攝氏度,而人類無法在這麼低溫的情況下存活。

海王星的大氣壓很大,約是地球的100倍。這相當於不攜帶任何設備,潛泳到1000米以下的海洋深度,而目前人類不攜帶任何設備,可以潛泳最深的深度還不到100米。

如果太空人沒有穿著太空衣,那麼太空人的肺部將會因為體內與體外氣壓差異過大導致肺泡縮小,導致人類無法向外吐氣,也無法呼氣(即使呼吸,也沒有氧氣)。同時血壓也會上升,但由於血壓系統是封閉系統,不會突然飆升,只會緩慢上升。

如果太空人穿著恆溫恆壓的太空衣,那麼人體站在星球表面也會感受到非常沉重的壓力,像是背了一座山在身上,很有可能無法直立行走,因為大氣壓會壓彎或者壓斷你的脊柱。

除了大氣壓外,海王星的引力和地球差不多,這是因為,雖然海王星的質量是地球的17倍,但它的體積是地球的58倍,所以它的引力和地球差不多。

從海王星上返航

事實上,降落在海王星上之後,幾乎回不來地球。

這是因為海王星的第二宇宙速度是23.5千米/秒,我們可以基於牛頓的思想實驗「牛頓大炮」來理解。

牛頓曾經做過一個思想實驗,假設高山上有一個理想的大炮和炮彈,那麼用大炮發射炮彈時,炮彈會向前飛行一段距離,再呈拋物線的形式落在地球表面。

如果大炮發射炮彈的速度足夠快,那麼該枚炮彈將可能一直圍繞著該星球運動,不會掉下來。這是因為星球呈球狀,有一個曲面,炮彈每下落100米,地面也跟著下落100米。這就是第一宇宙速度。(地球是球狀的。)

如果大炮發射炮彈的速度再快一些,能夠達到第二宇宙速度,那麼該枚炮彈將會擺脫該星球的引力,飛離該星球。

每個星球的宇宙速度都不一樣,而海王星的第二宇宙速度是23.5千米/秒,如果飛行器不經過火箭加速,幾乎達不到這個速度。

而海王星表面沒有火箭發射器,也沒有足夠的燃料,不足以讓太空人乘坐飛行器逃離海王星。事實上,除了月球之外,人類目前還沒有能力讓人類從其他星球上返航。這也證明,依照目前人類的科技水平,還不具備星際旅行,太空移民的科技水平。

除了火箭的因素之外,距離遠也是一大因素。因此目前我們只聽過登月計劃,登火星計劃、而沒有登海王星計劃。或許未來有一天,我們會展開這些計劃。

總結

事實上,關於海王星的研究,目前我們所知還太少。

這是因為,人類探索別的行星的目的,要麼是為了研究該星球是否具備宜居條件,要麼是研究其星球的礦產資源,由於海王星屬於氣態星球,再加上離地球較為遙遠,因此目前關於海王星的探索幾乎沒有專門的研究項目。

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