茉莉花新闻网

中華青年思想與行動的聚合地

在月面引爆一颗手榴弹,它的破片会变成月球的卫星吗?

你还别说,人类已经在月球上扔过榴弹了,还不只一颗。

@赵泠 已经分析了第一宇宙速度第二宇宙速度手榴弹速度(她觉得不行,我倒觉得可以,只要允许改变一下手榴弹的定义。哈哈哈哈哈。文末附上改装大法)。

所以我就先岔开话题,说点别的。

早在 1972 年,阿波罗 16 号任务登月期间,为了进一步测试月球地幔的成分,以及确认月球内部是否还存在熔融的核心,在月表人为引爆了几颗榴弹。

这项任务被称为“月球主动地震实验”。

由于榴弹(NASA 用的是 grenade 一词)比较危险,所以特意还设计了一个月表用迫击炮,它长下面这样[1]

v2 49edac9107e92dd7c1fedaf95fa58c52 720w
阿波罗 16 号的迫击炮

为了能更有效地发射榴弹,迫击炮与月表成约 45 度角。每门炮里面装了 4 枚榴弹,六硝基二苯胺的装药量分别是 454g、272g、136g 和 45.4g[2]

v2 ad971df913f87f548d99d1ee9c22e6d4 720w
导线用于测量落点距离,电子设备与地面控制中心连接

为了安全起见,这些榴弹被安排在宇航员离开月球一段时间后再发射的。它们的射程分别为 1500 米、900 米、300 米和 150 米[3]

设计初速度分别为 49m/s, 40m/s, 23m/s, 16m/s[4]。(注意这不是爆炸弹片的速度)

其实早在 1971 年的阿波罗 14 号任务时,就已经有这个迫击炮了,但由于当时没有图中的白色底板,而是直接用撑脚支在凹凸不平的月表上,导致非常不稳,出于安全考虑,阿波罗 14 号的迫击炮当时没有击发。直到近十年后,地面控制中心为了排除危险而尝试击发,但数据表明它已经无法发射了,目前仍放在月球表面。

到了阿波罗 16 号,改进后的迫击炮成功发射了三枚榴弹,但在第三枚发射后,炮身还是在后座力或导弹导线的作用下翻倒了,因此第四发榴弹没有发射。

实验表明,在落点方圆几百米范围内,地震波的速度在每秒 0.1 到 0.3 公里之间,这比地球上的岩石层要低得多,但与长期因陨石轰击产生的月表裂隙结构的预期结果一致。

到了阿波罗 17 号,不太靠得住的迫击炮方案让位于 LSPE[5]炸药包,它长这样:

v2 1fbff7a94450fdba278395c9705091a8 720w
阿波罗 17 号的三个 57 克的炸药,1972 年 12 月 18 日在宇航员返地途中引爆

炸药包不用迫击炮了,直接让宇航员放到位然后原地炸,这样装药量也能提升了,8 个炸药包最大的一个有 6 磅,也就是近 3 千克,然后依次递减,最小的只有 1/8 磅。炸药包上有天线,等宇航员飞上天后,地面控制中心就可以远程引爆了。

v2 1ba02fab2406e33879df2cf5793a828e 720w

实验表明,月球不是空心的。当年阿波罗 12 号上升舱受控撞月产生的地震持续了 80 分钟,像敲钟一样,导致“月球空心说”和月球是外星飞船的谣言一度流传甚广。

长期的月震探测数据表明,月表分为三层:第一层是 250 米厚的表层月壤,声速为 250 米 / 秒;第二层厚约 927 米,声速约 1200 米 / 秒,下面是第三层,声速为 4000 米 / 秒。

哦,对了,宇航员还手持发射器扔过很多小炮弹:

v2 0702c73d8131c6504509ef823bff7984 720w
阿波罗 14 号任务,宇航员执行主动地震实验(ASE)的手持抛弹,发射了 22 枚炸弹中的 13 枚

为了不跑题,我简单切一下题吧。

月球表面的环绕速度只有 1.68 千米 / 秒,这个数值并不大。

如果允许我们改造一下手榴弹,完全可以达到这个数值。在计算机的有限元分析出现之前的二战时期,就已经有物理学家 Gurney 等人给出了弹片的初速度经验公式:

这里根号下 2E 被称为 Gurney 常数(取决于炸药材料),M是金属外壳的质量,C是炸药质量,并假定子弹或弹片是沿着圆柱体的纵轴引爆的。

v2 fbe25de1c6e9143bc353effce757aae0 720w

只要我们找到一个足够大而猛的炸药,套上足够轻的外壳,就能人为创造出不为杀伤力、仅为成卫星的伪手榴弹。

我找了一篇论文[6],介绍了一些人做的实验数据。比如有人采用一半 TNT 一半黑索金做爆炸物,产生的最大实验速度为 1.5mm/μs,也就是 1.5 千米 / 秒。不够不够还不够。还有人用高能量密度材料奥克托(HMX)或者 CompB,最大实验速度能达到 2.2 千米 / 秒。

当然,这都是理论值,不过爆速大于 9 千米 / 秒的 CHON 类单质炸药还是有很多,比如北理材料学院在 2022 年搞出来的 BITE-101[7],性能就比奥克托还要猛烈一些。

我想,只要允许改造,那么造一个 BT 级别的以在月球放卫星为目的的伪手榴弹,不是什么难事。

同类信息

查看全部

茉莉花论坛作为一个开放社区,允许您发表任何符合社区规定的文章和评论。

茉莉花新闻网

        中国茉莉花革命网始创于2011年2月20日,受阿拉伯之春的感召,大家共同组织、发起了中国茉莉花革命。后由数名义工无偿坚持至今,并发展成为广受翻墙网民欢迎的新闻聚合网站并提供论坛服务。

新闻汇总

邮件订阅

输入您的邮件地址:

linkedin facebook pinterest youtube rss twitter instagram facebook-blank rss-blank linkedin-blank pinterest youtube twitter instagram