春节档电影《流浪地球2》大家去看了吗？
不得不说一句：郭凡导演有点东西，值得看，够震撼！
小小机器人MOSS居然是大boss，没想到自以为是的人类被人工智能控制了。
人类团结起来拯救地球，齐心带地球去流浪，属实给人整感动了。
沙溢站在月球回望地球说了一句“地球挺美好的吧？”触动了多少观众心，谁能不眼框湿润一下呢。
同样的，肯定有很多科学名词大家听不懂。
那我敲起小黑板，你准备好小板凳，我们开始“上课”了。
老师，第一宇宙速度是什么意思啊？
宇宙速度是物体从地球出发，在天体的重力场中运动，四个较有代表性的初始速度的统称。
航天器按其任务的不同，需要达到这四个宇宙速度的其中一个。
第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度。
要作圆周运动，必须始终有一个力作用在航天器上。
其大小等于该航天器运行线速度的平方乘以其质量再除以公转半径。
在这里，正好可以利用地球的引力，在合适的轨道半径和速度下，地球对物体的引力，正好等于物体作圆周运动的向心力。
使得物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。
那第二宇宙速度……
当物体（航天器）飞行速度达到11.2千米/秒时，就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，不再绕地球运行。
这个脱离地球引力的最小速度就是第二宇宙速度。各种行星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。
所以，第三宇宙速度……
从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时，就可以摆脱太阳引力的束缚，脱离太阳系进入更广袤的宇宙空间。这个从地球起飞脱离太阳系的最低飞行速度就是第三宇宙速度。
老师，流浪地球里说的引力弹弓，是什么意思？
引力弹弓就是就是利用行星的重力场来给太空探测船加速，将它甩向下一个目标，也就是把行星当作“引力助推器”。
利用引力弹弓使我们能探测冥王星以内的所有行星。
在航天动力学和宇宙空间动力学中，所谓的引力助推（也被称为引力弹弓效应或绕行星变轨）是利用行星或其他天体的相对运动和引力改变飞行器的轨道和速度，以此来节省燃料、时间和计划成本。引力助推既可用于加速飞行器，也能用于降低飞行器速度。
行星的引力助推作用能够改变飞行器相对于太阳的速度，但由于必须遵守能量守恒定律，所以它和行星间的相对速度并没有改变。
在飞行器第一次从远距离接近行星时，产生的运动效果就像该飞行器被行星反弹开了。
科学家们称这种情况为弹性碰撞，不过两者之间并没有发生实体接触。
电影中地球为了逃离太阳系，设定了一个飞往木星的冒险轨道，差点毁掉地球。这种冒险的原因是为了利用木星给地球加速。
原来是这个意思，难怪叫，弹弓引力。
嗯嗯~
老师，电影里说的洛希极限，是什么东西啊？
洛希极限是一个天体自身的引力与第二个天体造成的潮汐力相等时的距离。当两个天体的距离少于洛希极限，天体就会倾向碎散，继而成为第二个天体的环。在天体力学中，洛希极限又称洛希半径，最早由法国天文学家洛希提出，因此称为洛希极限。
还是不太懂呢？
我们就拿地球接近木星作为特例简单说一下：地球的物质结合在一起的主要作用力是自身的重力，当地球靠近木星的时候，木星会对地球产生强烈的潮汐
撕扯作用，当潮汐力超过地球自身物质的重力结合作用时，地球就会被撕裂。地球刚开始被撕裂时，离木星的距离就是洛希极限。
有点懂了，所以，老师，潮汐锁定是？
潮汐锁定，天体术语，(或同步自转、受俘自转)发生在重力梯度使天体永远以同一面对着另一个天体;例如，月球永远以同一面朝向着地球。潮汐锁定的天体绕自身的轴旋转一圈要花上绕着同伴公转一圈相同的时间。这种同步自转导致一个半球固定不变的朝向伙伴。
这种潮汐锁定实际上在太阳系的天体里面是比较多的，比方说，太阳和水星之间，行星和卫星之间，太阳系外的其他的恒星和行星之间，都会有这样的潮汐锁定现象。
潮汐锁定在同一个观测点看到的图像是一样的，不受公转运行位置的影响，但不同的观测点看到的图像不一样的。
谢谢老师呢！
老师，我问几个难点的问题。太空电梯在未来能变成现实吗？
电影中的太空电梯像一条宇宙级高速公路，主要作用是实现外太空和地球之间的物资运输。
太空电梯要连接地球和宇宙空间站，这是相当长的长度，对电梯的材料要求很高。
像一般电梯一样用钢铁是不行的，因为钢铁密度大、自重太大，长度到达一定程度的时候由于自重，它自己就断了。
建造太空电梯需要一种比木头还轻，比钢铁还硬，还要有一定柔韧性的材料，碳纳米管是最合适的材料。
不过，以目前的科学技术，碳纳米管量产比较困难。科技在不断进步，诸多科学家也在坚持研究太空电梯相关问题。未来，人类在太空电梯建造方面一定会取得突破
老师，太阳真的会吞没地球吗？太阳为什么会变成红巨星？什么是氦闪？
电影的故事设定中，太阳急速老化，持续膨胀，并将在百年后吞没地球。
这实际上指的是太阳氦闪，太阳是先变成红巨星才会发生氦闪。氦闪是恒星在氦聚变阶段突然发生的，是爆炸式氦聚变。
当太阳核心的氢全部聚变成氦时，一开始氦不能聚变，核心外一层原本不能聚变的氢开始聚变，把太阳外层向外掀，变成红巨星。
当核心温度达到一亿度，氦被点燃，在以秒计的时间里释放出平时千亿倍的能量，就会产生爆炸式氦聚变，这就是氦闪。
氦闪所释放的能量非常大，在氦闪发生之后太阳上的聚变反应会向更深层次迈进，在这个过程中太阳会不断膨胀，体积会增大数千万倍。
当太阳氦闪发生之时，地球会怎没样呢？我们知道，太阳氦闪发生的瞬间所释放的能量相当于太阳在过去百万年间所释放的能量总和，如此巨大的能量会瞬间摧毁地球的生态系统。
但现实中，按照恒星正常的寿命，太阳要在50亿年之后才会变为红巨星，所以不必杞人忧天。
所以，我们担心的有点早了。
那老师，如果真的制造出行星发动机，可以帮助人类逃离太阳系吗？需要“烧”多少“石头”才能飞呢？
电影提到的方法是“烧石头”，也就是重聚变技术。
重聚变就是比氢重的元素的聚变。
聚变首先要克服质子之间的排斥，越重的原子核质子越多，所以越难聚变。
电影中首先假设人类掌握了重聚变技术，能够把岩石作为无穷无尽的燃料。
然后在此基础上用重聚变产生的能量把大量的物质高速抛射出去，通过反冲作用让地球获得动量，这就是行星发动机。
目前人类只能勉强实现氢的聚变、重聚变。
《流浪地球2》中的“烧石头”是硅聚变，我们还远远做不到。聚变反应的发生是很复杂的，需要极高的温度和极强的压力，还需要反应条件的环境。
要是做出电影中的行星发动机还有很长很长的路要走。
哦，所以，这的确是个预告片啊~
大家还有什么问题，可以留言哦~
