第1215章火箭发射问题

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    第1215章火箭发射问题(第1/2页)
    方天朔正吃着，突然注意到打饭窗口那边有点不对劲。
    李福远端着空盘子，又排到了队伍里。窗口里的打饭阿姨接过他的盘子，看了他一眼，迟疑了一下，还是给他打了一份。
    李福远端着盘子走回来，坐下继续吃。
    过了不到十分钟，他又站起来了，端着空盘子朝窗口走。
    打饭阿姨这回认出他了，脸上的表情明显不太高兴。勺子在菜盆里舀了一下，给他打了菜，嘴里嘟囔了一句什么，李福远假装没听见，端着盘子回来了。
    张浩浩在旁边数着：“第三份了。“
    方天朔没说话。
    又过了几分钟，李福远又拿着空盘子站了起来。
    张浩浩瞪大了眼睛。吴大江放下了筷子。
    李福远面不改色地走到窗口，把盘子递进去。
    打饭阿姨看着他，勺子举在半空中，明显有些不耐烦了。她的嘴角抽了抽，看了看李福远那张毫无愧色的脸，又看了看他身上的军装，最终还是忍着气给他打了一份。
    李福远端着第四份饭菜走回来，坐下来继续吃。他吃得不紧不慢，表情平静，好像去窗口打饭只是呼吸一样自然的事情。
    方天朔看着他，一时不知道说什么好。
    张浩浩在旁边压低声音说了一句：“不要钱还不限量，老李这辈子的梦想实现了。“
    李福远头也不抬，用筷子夹起一块带鱼，说了四个字：“吃你的饭。“
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    下午两点，中年人又回到了教室。
    他站在讲台上，没有马上开始讲课。他手里拿着几张油印的纸，在讲台上来回踱了两步，像是在斟酌什么。
    “上午的课，我讲得太快了。“他开口说，语气平静，“我观察了一下，大部分同学对轨道力学和控制论的基础概念还不太熟悉。这没关系，不同的人有不同的知识背景，这很正常。“
    他把手里的纸举了举。
    “这样吧，我出两道题，你们现场算。可以互相交流讨论，可以去图书馆查资料，可以用算盘计算。没有时间限制，算完了交上来就行。这两道题也是今天的课后作业。“
    他转身在黑板上写下了两道题。
    第一题：从地球上发射一枚火箭，绕过太阳，再返回地球。请列出运动方程并求解轨道参数。
    第二题：从地球发射一枚火箭前往火星。从今天开始，最佳发射窗口期是哪一天？以最省燃料的方式规划飞行路线，火箭抵达火星需要多少天？
    写完之后，他让勤务兵给每个人发了一张油印的基础资料，上面列着火箭初始速度、太阳质量、地球和火星的轨道半径、公转周期，以及万有引力常数等基本数据。
    教室里先是安静了几秒钟，然后嗡嗡声炸开了。
    有人对着黑板上的题目皱着眉头，手指在桌面上点来点去。有人翻开笔记本飞快地写了几行，写到一半停住了，挠头。有几个人已经站起来凑在一起，指着资料纸上的数字七嘴八舌地讨论。
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    一个年纪大的老师傅拍了拍桌子，苦笑着说了一句：“我是搞弹药装填的，你让我算火箭飞火星，这跟让铁匠去绣花有什么区别？“
    旁边一个搞枪械的摇了摇头：“隔行如隔山啊。“
    有七八个人干脆站起来往外走，去图书馆借相关的书。教室门开开关关的，一时间颇为热闹。
    这时候刘坚站起来，做了一个解释。
    “大家不要紧张。前面一个月的课程，主要目的是提升大家的综合知识水平，不分专业，物理、数学、化学、力学，什么都涉及。一个月以后，会按照各位的学科方向和从事的行业进行分班，到时候传授的就是各自领域的专科知识了。“
    他顿了一下，又补了一句。
    “另外给大家提个醒，除了我们这个班，这一个礼拜之内，还有四个班要陆续开班，教的内容和我们差不多。“
    这句话一出来，教室里的嗡嗡声一下子就小了。意思很明白：五个班，上百号人，将来毕业的时候，表现好的人有机会去更高层级的科研院所。竞争摆在这里，谁也不想落后。
    议论声逐渐平息。有人低下头翻开了教材，有人把资料纸上的数字抄到笔记本上开始演算，也有人搬回了从图书馆借来的天文学和力学教科书，趴在桌上一页一页地翻。
    方天朔坐在后排，看着资料纸上的数据，脑子里已经开始转了。
    这两道题他前世虽然没见过原题，但涉及的原理他烂熟于心。
    第一题，火箭从地球出发，绕太阳一圈再回来。这个问题的核心是轨道力学。火箭一旦脱离了地球引力的束缚，进入太阳系空间，它的运动就完全由太阳的引力决定了。根据开普勒定律，任何在太阳引力场中运动的物体，走的都是椭圆轨道，太阳在椭圆的一个焦点上。
    所以这道题要算的，其实就是：设计一条椭圆轨道，让火箭从地球位置出发，绕太阳转一圈，正好在地球转回原位的时候和地球重合。关键参数是椭圆的半长轴，它决定了轨道周期。用开普勒第三定律，轨道周期的平方和半长轴的立方成正比，代入太阳质量和万有引力常数，方程就列出来了。然后根据火箭的初速度和地球的公转速度做矢量分解，算出火箭进入日心轨道时的速度和方向，椭圆的形状也就定了。
    第二题更有意思。地球飞火星，最省燃料的飞法，学名叫霍曼转移轨道。德国工程师霍曼在1925年提出的概念，原理非常优雅。简单来说，就是设计一条椭圆轨道，让椭圆的近日点刚好切在地球的轨道上，远日点刚好切在火星的轨道上。火箭从地球出发的时候加速一次，进入这条椭圆轨道，然后就靠惯性飞，飞到远日点的时候正好抵达火星轨道，再加速一次进入火星轨道。两次加速，燃料消耗最少。

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第1215章 火箭发射问题

第1215章火箭发射问题