南京航空航天大学理学院副教授李晋斌
关于引力弹弓
“引力弹弓”是飞行器加速常用的方法
《流浪地球》电影中，地球逃逸太阳引力的重要段落里，“引力弹弓”扮演了举足轻重的“角色”。李晋斌介绍，地球这个庞然大物，半径6371公里。但剧中人类造出了同样庞大的行星发动机，足以在5年左右将地球推进到逃逸太阳引力的最低速度，即16.7公里/秒。这个速度相当于复兴号列车速度的200倍。即便是如此高的速度，相对于星际距离来说还远远不够，目的地比邻星（半人马座三星）距离地球4.3光年，如果按照逃逸速度航行，需要7.7万年才能抵达，这实在是太漫长了！于是人类想到了借助木星的“引力弹弓”，令地球零消耗改变方向、提升速度，最后到达比邻星。
李晋斌告诉扬子晚报记者，“引力弹弓”是一种飞行器加速常用的方法，我们向地球以外的天体发射飞行器时，常会应用到其他行星或天体做“引力弹弓”，以此来节省燃料、时间和计划成本。比较经典的可能是美国的“卡西尼”号探测器了，它于1997年10月15日从地球发射前往目的地——土星，但只带了很少的燃料。它在1998年4月26日利用了金星的弹射，在1999年7月24日利用了金星的第二次弹射，又于1999年8月18日利用了地球的弹射，后于2000年12月30日利用了木星的弹射，最终于2004年7月1日抵达土星。
电影里的“引力弹弓”场景很可能实现不了
“比如一只乒乓球，当它飞向一面静止的球拍时，在忽略重力、空气阻力、摩擦等因素的情况下，反弹速度是相同的。但如果这个球拍向着来球方向移动，那这个球与拍相撞后反弹速度就会变快，这就是‘引力弹弓’效应。”李晋斌说，其实“引力弹弓”也是科幻电影经典桥段之一。例如《星际穿越》中，库珀为使“巡逻者”号飞船到达米勒星球，这就需要降速c/3，他采用的方案是利用一颗中子星进行引力弹弓减速。
值得注意的是，《流浪地球》中的引力弹弓场景很可能实现不了，电影忽视了一个非常重要的先决条件，木星和地球的质量比值不够大，大约320（不像乒乓球和球拍质量差那么悬殊）。地球不可能利用木星的巨大引力实现引力弹弓的加速效果，地球一旦被木星引力捕获，结果必然是地球和木星相互牵扯，两者相互围绕旋转，旋转半径会越来越小，最后，地球和木星发生猛烈碰撞，形成一个新的星球。
关于重聚变发动机
重聚变发动机助攻“流浪地球”理论上有可能
在《流浪地球》里，还有一些引人注目的“大家伙”——高度达11千米，比珠穆朗玛峰还高2.2千米的重聚变发动机。每台发动机能提供150亿吨的推力，而这样的发动机在欧亚大陆和美洲大陆总共有一万两千台，总共能提供150万亿吨的推力，如此大的动力方可在5年左右将地球推进到逃逸太阳引力的最低速度，即16.7公里/秒。
李晋斌解读，重聚变，就是由重原子进行的核聚变。“我们常听说聚变的是轻核聚变即氢聚变反应变为氦放出巨大能量，这也是太阳产生能量的主要方式。人类能做到的还只是利用氢原子进行的不可控核聚变（氢弹），但氦并不是核聚变的终点，氦可以继续聚变生成碳，碳继续聚变生成硅，即氦–4→碳–12→硅–28。硅当然也不是核聚变的终点，大质量恒星后期的聚变反应就是“重聚变”。从“硅”开始大质量恒星“重聚变”过程是：硅–28→硫–32 → 氩–36→钙–40→钛–44 → 铬 –48 → 铁–52（铁–56），核聚变走到铁这一步，就不再释放能量，而是吸收能量，所以重聚变最后产生的废渣就是铁。“重聚变”释放出的能量，比氢弹爆炸释放的能量要大很多很多。当然重聚变需要的温度也高得多、压强也要大得多才能实现。
小说和电影中，利用岩石为主要燃料进行核聚变就是这个过程。我们地球上岩石的主要成分是“硅”。正是有了重聚变发动机，才能让“流浪地球”计划成功，因为岩石在地球上到处都是，提供了无穷无尽的燃料。
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本文来源：扬子晚报、新原理研究所（ID：newprincipia）
