《流浪地球2》在2023年春節(jié)熱映，再次引起了大家對地球未來的興趣，畢竟在地球上建造12000臺(tái)巨大的行星發(fā)動(dòng)機(jī)，將它推到4.2光年外的比鄰星重新安家，這個(gè)幻想實(shí)在是太宏大太刺激了，令人遐想。
但如果我問你：比鄰星在哪兒？許多人就不知道了。
咱先不談建造高11公里、底座直徑34公里的巨型機(jī)器靠不靠譜，不講10000臺(tái)行星發(fā)動(dòng)機(jī)能不能把地球推著走，也不說幾千年后能不能飛4.2光年，單按《流浪地球》的設(shè)計(jì)，甭管多久，咱們的地球都到不了比鄰星。為啥？因?yàn)槁纷咤e(cuò)了，方向不對！
行星發(fā)動(dòng)機(jī)推著地球飛去比鄰星
按照電影的情節(jié)設(shè)計(jì)，第一步：先要啟動(dòng)赤道附近的2000臺(tái)巨型轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)讓地球停止自轉(zhuǎn)；第二步：開動(dòng)行星發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)地球加速，脫離原來的運(yùn)行軌道；第三步：借助太陽和木星的“引力彈弓”把地球彈出太陽系；第四步：行星發(fā)動(dòng)機(jī)不間斷工作，飛出太陽系并使地球逐漸加速到光速的0.5%；第五步：再用幾百年時(shí)間“剎車”，直到抵達(dá)目的地比鄰星。
完美！
但是，地球自身就是太陽的行星，它不能依靠太陽來加速，太陽引力只會(huì)改變地球飛行的方向（下圖e）。木星是一顆巨大的行星，我們確實(shí)可以利用它的軌道動(dòng)能來進(jìn)行天體加速（下圖c、f、i）。
引力彈弓需要滿足一定條件
為了最大化地利用木星引力，地球飛行需要保持與木星軌道面重合，并且盡量靠近木星。相對應(yīng)地，地球加速后的飛行軌道依然處于黃道面附近。
現(xiàn)在讓我們回到文章開頭的問題：你知道比鄰星在哪里嗎？
99%的人會(huì)搖頭。
首先，絕大多數(shù)人只能在夜空中認(rèn)出牛郎星、織女星和北斗七星。其次，比鄰星太暗了，盡管它距離太陽最近，我們?nèi)庋蹍s看不見它。更重要的一點(diǎn)：比鄰星位于南半球的夜空，它的赤道緯度為-60°50′，在咱們中國杭州-重慶以北的地區(qū)都看不見，只有華南地區(qū)的人才能通過天文望遠(yuǎn)鏡從地平線附近找到它。
比鄰星在地球南面4.2光年
為了更直觀的表述比鄰星在太空中的位置，我們以地球繞太陽公轉(zhuǎn)的黃道面為水平面，以4光年為刻度畫方格，可以看出比鄰星在這個(gè)平面下（南）方很深的地方。
只要地球沿著黃道面飛行，它就永遠(yuǎn)到不了比鄰星。
那么，地球究竟要怎么“流浪”才能最終抵達(dá)比鄰星呢？
咱們不能“橫著走”，得“豎”著來。
注意到上圖中那條“春分線”了么？它標(biāo)定了地球與太陽的位置關(guān)系。每年春分的時(shí)節(jié)，太陽光線從南向北跨越地球赤道，這時(shí)候陽光照射地球并向外延長的線被稱為春分線。
地球需要“豎著飛”才能到達(dá)比鄰星
假如《流浪地球》中設(shè)定的行星發(fā)動(dòng)機(jī)可行，那么我們將大部分的行星發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)在亞歐大陸北部、北美大陸北部以及格陵蘭島等地。從春分到夏至階段全力推動(dòng)，就可以讓地球軌道向南偏轉(zhuǎn)，逐步形成大角度傾斜或垂直軌道面。我們甚至不需要讓地球停止自轉(zhuǎn)，就能推著它像陀螺那樣一直向前，最終飛往比鄰星。
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