小行星撞擊月球在地球能看到麼（小行星撞地球反繞月球41天）

2023-04-20 04:01:17

最近驚奇地發現，電影院裡竟然有一部國產航天題材的影片，還是科幻喜劇類型，算是填補國內空白的嘗試。

開心麻花這次推出的《獨行月球》，激起了我濃厚的興趣。

在欣賞其中的幽默之餘，我們不妨一起來探討一下影片中的航天知識。

圖1 《獨行月球》海報

月盾計劃PK現實小行星防禦

影片的大背景，是一顆要撞到地球的小行星π，並由此引出保衛地球的月盾計劃。

作為災難片常見的主角之一，現實中的小行星，撞地球的可能性卻極低。

大家也許是受到6500萬年前那次事件的影響，那麼遙遠的時代，別說最早的人類，連最早的猴子都沒有機會見過這樣的場景。

圖2 不要這麼看我，我祖上也沒見過

小行星撞擊地球，並對你（是的，就是屏幕前的你）造成了傷害的概率，可能相當於你比馬雲 巴菲特還有錢的概率。

所以與其想著小行星撞地球，不如想想你真有那麼多錢後該怎麼花更實在！

圖3 思想者，在考慮怎麼花這麼多錢

更讓大家放心的還在後頭。

儘管概率極低，世界多個機構常年監測近地小天體的運行情況，並對這些天體的近地時間和距離做出詳細而準確的預測。

比如下表就是近期近地小天體的匯總。我選取了近地點在5LD以內的（地月平均距離是1LD≈38萬公裡），這些小天體不過是幾十上百萬公裡外，擦肩而過的太空旅客。

圖4 近期與地球擦肩而過的小行星列表 | JPL/作者漢化

監測之外，航天工程師們還有非常簡單粗暴的防禦策略——撞上去。

預計在今年的10月，已經啟程的DART（小行星雙星重定向測試）探測器將撞擊體育場大小的小行星李小星（Dimorphos）。

這是一個由李小星和李大星組成的雙星小行星。

之所以選雙星，為的就是方便觀測，有李大星作參照。

只要撞偏或撞碎，就可保護地球安然無恙。

得益於大氣層的保護，尺寸不過關的小行星，即便能撞向地球，也只能成為空中絢麗的煙火，少數幸運兒才能形成隕石。

圖5 DART 探測器想像圖 | NASA/John Hopkins APL

下一個五年裡，我國也計劃在進行一次包含探測 撞擊雙重任務的小行星探索。

到了影片發生的2050年，人類早已建立起成熟的小行星監測和防禦技術。

那時候的獨孤月，可以盡情在月球上放飛自我，而不用過於擔心小行星了，也不用犧牲了。

圖6 大多數奔向地球的碎片，都化作了流星 | NASA/Alvin Wu

電影月盾基地PK未來月球基地

影片中的月盾基地，主體是一座平地拔起的堡壘。

而在現實中，未來月球基地呈現出更多的形式，各有利弊。

有些就如影片中的樣子，屬於剛性艙結構，就好比是將空間站直接安裝在月面上，技術成熟，但體積龐大。

為此，科學家們設計出柔性充氣艙，便於從地球上發射。

但這兩種基地受月面惡劣環境的影響較大。

例如影片中，就因小行星碎片而被迫緊急撤離；

實際上，月球也不斷在遭受新的撞擊，形成新的隕石坑。

於是就有了月球地下基地的構想。

在合適的地形地質條件下開挖隧道，或利用一些天然洞穴再加固，既可以防輻射和隕石，又可以免受月晝與月夜的巨大溫差。不過建設難度也最大。

圖7 多種方式組合的月球基地想像圖 | ESA

未來的月球基地，很可能是取長補短，因地制宜，呈現出百花齊放的不同樣式。

值得一提的是，《獨行月球》裡的月球基地可謂是大製作，直接1：1打造實景。

期待未來中國電影界可以有更多類似的作品，然後可以把這些實景，改造成中國電影的主題遊樂園。

圖8 《獨行月球》的月球基地

反向繞月41天

影片裡，獨孤月有趟長達41天的反向繞月行程。

按照影片的說法，這輛月球車完全依賴太陽能。

而月球上每個月由半個月月晝和月夜構成（大約相當於地球上的14.5天）。

月球晝夜溫差能高達300℃，極端的月夜條件下，氧氣都能變成液體。

獨孤月要麼趕在月晝期間往返月盾基地與長存湖，要麼…

跟著月球的晨線，反方向繞月球一大圈。

如果是在地球上，這種方式大致相當於國內航班反著飛，跨越太平洋和大西洋。

圖9 月球經過地球上方的照片，感受一下大小的差距 | NASA

影片中給出的往返路程超過8000km，相當於橫跨北太平洋的路程。

不過，月球比地球小很多，周長只有地球的約1/4。

兩地距離（4000 km）足足相當於月球赤道周長得近四成！快繞月球半圈了 ！反著走並不會遠太多！

但，實際路程真的有這麼遠麼？

由於影片中使用的月球地名都是真實的，於是我們就可以直接測量路程。

月盾基地（靜海基地）到長存湖（不過這裡長的發音是cháng）的大圓距離只有1000 km，加上繞路，往返不超過4000km，至少打五折了有木有！

圖10 往返路程示意圖 | 底圖：LROC，製圖：haibaraemily

而影片中，月球車一月晝的最長行駛裡程是6500km。

電影裡的這段南轅北轍，似乎可以在把6500km大幅下調。

圖11 《獨行月球》海報中的月球車

月球車PK

熟悉人類登月史的朋友，應該對影片中的月球車不陌生。

因為，獨孤月開的那輛車，與阿波羅15-17號攜帶的載人月球車實在有些神似。

同樣的雙座敞篷，同樣的一側通信天線，看圖最直接了。

圖12 阿波羅17號的月球車 | NASA

加上中國的兩隻「玉兔「和蘇聯的兩輛月球車，組成了迄今為止的全部7輛月球車。

那麼，目前唯一一款載人月球車性能如何呢？

首先，由於只是登月期間短暫使用數小時，於是直接用電池供電。真要長途使用，需要換電池。

其次，月球車的設計最高時速13km/h，阿波羅17號的太空人曾經飆到18km/h。自行車般的速度，要比影片中低很多。

圖13 阿波羅17號的月球車近距離照片 | NASA

月球車的車輪，直徑 81.8 cm、寬 23cm，由一個鋁輪轂和一個的輪胎組成，輪胎則是由鍍鋅的直徑0.083cm細鋼絞線編織而成。

倘若這輛車開出汽車的速度，坑坑窪窪的月面肯定會顛簸不已。

不過再怎麼顛簸，月球上開車幾乎是沒有聲音的。

因為月球上沒有空氣，聲音只能通過月面傳到車體，從車體傳到屁股，再從屁股傳到耳朵。

而地球上開車，噪音一直是個困擾。

尤其是隨著電動車的大面積鋪開，沒有了燃油車發動機和變速箱的噪音，車輛的胎噪和風噪更加凸顯，降低胎噪成為地球上新的技術突破點。

如同Bose為各大汽車品牌提供主動降噪方案、很多車主買車後會做的「靜音工程」一樣，前者是主動降噪、後者是被動隔音，想要降低輪胎的噪音，這兩條路都可以做文章。

在眾多輪胎品牌中，利用主被動降噪原理，點亮「靜音」科技樹的雷神輪胎值得一說。

一方面，通過前期大量的仿真開發試驗和後期的場地測試，雷神輪胎研發了「5頻花紋塊」設計，從時刻接觸地面的輪胎花紋入手，用5種花紋節距，打破單一的噪聲頻率，降低噪音的生成。同時優化了滾動阻力，讓地球上的電動車，不再有沈騰在月球上開車一般時刻被裡程焦慮所支配。

另一方面，雷神輪胎採用了聚氨酯泡棉作為隔音棉。這是一種高分子複合材料，這種材料有著隔熱、隔音、抗震、輕盈、耐化學藥品、耐老化、耐低溫等諸多優點，因此也廣泛用在航天領域，比如美國載人飛船的座椅，就填充了一層聚氨酯泡棉。

從航天領域到汽車輪胎，聚氨酯泡棉的作用則是進一步的阻隔空腔噪音，在此之前需要加上一段定語：雷神輪胎的設計裡程壽命超過23萬公裡，最高工作溫度超過110°C，在這樣的工作環境下，聚氨酯隔音棉都將穩定發揮降噪的作用。

以上主被動降噪的雙管齊下，使得雷神輪胎的用戶實測降噪效果，最高直降6dB！

注意這是取對數的結果，相當於降低了lg6≈78%的噪音！（更通俗地說：噪音降低6dB=降低至原來的1/4響度）

這些新的技術，可以給用戶「如月球上開車」一般安靜的體驗。

《獨行月球》是沈騰、馬麗時隔8年之後再度合作的喜劇電影，上映10天、票房突破20億，領跑暑期檔電影。與過去的開心麻花作品不同的是，《獨行月球》是國內少有的科幻喜劇作品。

該片講述了人類為抵禦小行星撞擊，在月球上部署月盾計劃以拯救地球。但隕石提前來襲，太空人全員緊急撤離時，維修工獨孤月（沈騰 飾）意外錯過了領隊馬藍星（馬麗 飾）的撤離通知，在月球上落單。

不料月盾計劃失敗，獨孤月成了「宇宙最後的人類」，他在月球上一度「躺平」，卻意外發現地球文明尚在，於是開啟了一連串返回地球的計劃...