假如在月球上對著地球開一槍,子彈會落到地球上嗎?

2020-12-06 科學矩陣

落到地球上是肯定不可能的，因為一顆小小的子彈頭，即便被地球引力捕獲，也只會在大氣層中被燒得灰飛煙滅。

實際上以子彈的速度來說，被發射出去後根本不可能沿直線飛向地球。

要想在太陽系中沿直線飛行，首要前提是擁有極高的速度。

譬如在月球上朝地球發射一束雷射，它就能徑直到達地球，甚至可以精確擊中某一個坐標點。

人類目前精確測量地月距離的手段，也正是從位於地球的天文臺朝安裝在月球表面的「隅角鏡」發射雷射，等到光線被反射回地球後，再通過耗時和光速來計算距離。

▲阿波羅11號任務中安裝的「隅角鏡」。

類似上圖這樣的「隅角鏡」在月球上共有五面，尺寸全都很小，發射的精準度可見一斑。

但是，這樣的精準度是以30萬㎞/秒的光速為前提的，以子彈的出膛速度來說，你即使站在月球表面朝頭頂的正上方發射，它也無法沿直線飛行，朝地球的方向發射就更不必說了。

我們先不考慮太多因素，就假設子彈能擺脫月球引力，那麼它也只能沿螺旋線逐漸遠離月球，然後在被地球或其他行星的引力捕獲時改變方向，沿著新的螺旋線墜入捕獲它的行星。

這算是一個冷知識：任何物質在太陽系中都不可能沿直線運動，除非它的速度接近於光速。

實際上，物體本身是永遠沿直線運動的，但只要受到引力的影響，路線就會被彎曲。

而在太陽系的範圍內，即使距離所有行星都足夠遙遠，也永遠在太陽引力的籠罩中，雖然達到宇宙第三速度就能擺脫太陽引力，但仍然只能沿螺旋線遠離太陽。

▲旅行者1號和2號「逃離」太陽的軌跡。

明白這一點之後，我們再來談談從月球發射的子彈能不能到達地球。

首先，如果速度足夠快，子彈當然是可以到達地球的，但發射方向需要經過精確的計算，而不是直端端地指著地球開槍，否則它即使能逃離月球引力，你也不知道它最終會飛到哪裡去。

那麼，子彈需要達到多快的速度才能擺脫月球引力呢？

這涉及到兩個速度：環繞速度、逃逸速度。

這兩個速度會根據引力強度的不同而不同。

| 環繞速度，是指正巧能與天體的引力達到平衡的慣性速度，它會使物體既無法逃離天體，也不會墜入天體，一直圍繞天體轉圈。

| 逃逸速度，是指能夠擺脫天體引力的慣性速度，但即便如此，物體仍然會受到引力的影響，因此只能沿彎曲的路徑逃離天體。

月球的環繞速度約為1.68千米/秒；逃逸速度約為2.38千米/秒。

也就是說，如果彈頭初速達到1.68千米/秒，它會永遠環繞月球運動；只有彈頭初速達到2.38千米/秒，才能脫離月球的引力。

那麼彈頭初速一般是多少呢？

常規武器的彈頭初速一般只有幾百米/秒，這遠遠低於環繞速度，所以它們必定會掉回月球表面。

但也有一些特殊彈頭能突破千米的限制，譬如.50口徑的M903 SLAP脫殼穿甲彈，在使用美軍M2HB（白朗寧）重機槍來發射時，它的初速能達到1220米/秒。

1220米/秒雖然沒有達到環繞速度，但這是在地球上測量出來的數據，考慮到月球沒有空氣阻力，這個速度勢必會有所增加，只不過具體增加多少，計算起來十分複雜，不過它的確有那麼一線希望達到1.68千米/秒的環繞速度，然後一直環繞月球運動。

但無論如何，它的初速絕不可能提高到2.38千米/秒。

綜上所述，就人類目前擁有的槍械而言，在月球上反射一顆子彈是不可能到達地球的，頂多只能達到環繞速度，從而一直圍繞月球做圓周運動。

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