close

自古以來,有宇宙船的科幻作品,例如「宇宙戰艦大和號」、「宇宙海賊哈洛克船長」中 的「黃金鄉號」、或是Star Trek的「企業號」,都有一個共同特徵,那就是:他們的船上 都有「重力」!
(其實,就連Gunndam中的白色基地、阿爾比昂號也都是有艦內重力的,反倒是後來的阿卡 馬號只有居住區有回轉的離心力,到後來連拉凱拉姆這些旗艦都只有磁鐵靴可用...越混越 回去了?)


事實上,長時間的宇宙飛行中,如果沒有重力,不只是生活不便,連帶會發生肌肉萎縮、 骨骼鈣質流失等現象。 因此,像「2001太空漫遊」中的發現號,就是用旋轉居住區發生離心力的方法,使船員有 重力的感覺。(Gundam中的宇宙殖民地也是相同道理。)古早以前的太空站也是設計成圓環 型,以便旋轉造出離心力。



為什麼一定要圓的才能旋轉呢? 理由很簡單,因為離心力的大小與回轉半徑、轉速有關,圓型的設計可以使所有人員在相 同的回轉半徑,以相同的轉速,獲得相同的離心力。可是回頭看看前面這些宇宙船,除了 阿卡馬的居住區以外,它們都不是「圓」的啊! (企業號的艦橋部分是圓的啦...不過那部分要如何「轉」呢?) 如果大和號要用離心力的方式,那麼有以下三種旋轉方式:






第一:前後滾翻式(如圖)。 大和號就這麼一路「翻」到伊斯康星去... 這樣子出來的離心力主要是在艦首(波動砲的地方)和艦尾(噴射口處)、以及艦橋最上部的艦 長室(如圖)。這樣的話,回轉速度只要18秒一回,讓艦首、艦尾以秒速42公尺的速度回 轉,即可發生相當於重力的離心力。 這一來有些問題:一是全員都要擠在艦首、艦尾,生存空間極小。而且沖田十三艦長必需 倒掛在艦長室,有失威嚴... 最大的問題是:因為離軸心的距離不一致,無法讓這三個地方在同一轉速下得到相同離心 力! 艦長室的離心力只有艦首,艦尾的2/3,若是要艦長享受正常重力,那其他船員就只好擠在 艦首、艦尾忍受1.5倍的重力了....生存空間如此狹小,還要忍受高度重力的壓迫,不會爆發 叛艦喋血事件嗎?長時間的航行,最好別做這種安排...






第二個方法是左右橫向回轉(如圖): 這個方法,艦長室也變成無重力狀態了,只剩下艦首、艦尾有離心力。回轉速可以更慢一 點,約22秒一回,艦首艦尾的回轉速度約秒速34公尺。不過,這一來生活空間更小。



以上兩種回轉方式都有個嚴重缺點: 因為主噴射口(艦尾)和波動砲口(艦首)都在轉,所以根本不能改變方向!也無法發射波動 砲!




來看看第三種:側轉。 也就是以進行方向為軸,像鑽子一樣前進(如圖)。 這一來,全艦除了艦首及艦尾以外的絕大部分都有離心力了,居住區面積大了不少。不過 還是有個地方特別突出,那就是艦橋!尤其是艦長室!如果要使艦身的離心力達到地球重 力,必需6.3秒回轉一次,而此時艦長室的轉速是秒速79公尺!重力是正常的8倍! 嗯....對於身負重病的沖田十三老先生,這種居住環境好像不太適合? (超賽亞人孫悟空:「沒關係!我就是在8倍重力下才練成超賽亞人3的!照這樣下去等29 萬6千光年走完時,你一定已經練成『超沖田人13』了!加油吧!」 沖田十三:「哇咧X$#@!......」)



不過,這個回轉方式還是缺點一堆。 首先,主砲甲板不停的翻轉,怎麼射擊?艦尾的艦載機發射口也轉個不停(特別是這種方 式因為回轉半徑小,所以轉速需要特別的快!才有足夠的離心力!),發射容易,歸艦可 就難了... 而且別忘了,當回轉半徑改成這麼小的時候,人類的「身高」也變成不能忽視的因素了! 也就是說:一個人的「頭」所受的離心力會比「腳」小得多! 以身高170㎝的人而言,他頭部受的重力只有腳部的83%(回轉半徑少了170㎝),這麼一 來,頭部的血液會集中到腳上,除了會變笨,還會有蘿蔔腿....嗯,難怪他們都穿喇叭褲... 不過...森雪...松本零士型美女變成那樣,有點可憐... 總而言之,大和號要用「離心力」來造出重力的方法,大概是不成的了。換別的方法吧! 故事中,大和號全員都是以艦底的方向為「下」,所以真的要造出「人工重力發生裝置」, 那應該是在艦底有這個東西「吸住」所有的人。 (不只大和號,所有前述的有重力裝置的宇宙船也應該都是如此。)




但是,什麼是「重力」? 照牛頓的說法,就是具有質量的東西,彼此間會有互相吸引的超距力。 然而我們仍不了解除此之外如何產生重力。 (同理,科學上也無法解釋「反重力」要如何造出,因此前面所提的以反重力方式的飛行 法都不列在本書的討論中。) 這麼說來,要產生「重力」,還是只有靠「質量」了。 在艦底放上一個與地球質量相等的東西,以產生與地球一般的重力如何?這一來,除非大 和號的引擎能推動地球,否則是飛不起來了... 換個想法,用高密度的物質,是否就能做出小型的「重力發生裝置」呢?如果用黃金,也 要4.9x10的24次方噸。 (沖田艦長:「你殺了我吧!」)




另一個方法,就是利用相對論,物體在高速運動下,相對於靜止的東西而言,有著與巨大 質量相同的效果。如果讓一個物體運動速度達到光速的99%,對於靜止的物體而言,它就 有著原本7.1倍的質量! 利用這個原理,我們柳田理科雄所長設計了如下的「人工重力發生裝置」:




在大和號的下方,放置一個直徑200公尺的鐵環(這是為了把「重力」遍布全艦底),鐵環 本身是由直徑2公尺的鐵柱構成。(如圖) 如此,當鐵環的回轉速度達到光速的99.999999999999943%時,這個鐵環就有著相對於地 球的質量!就會讓大和號獲得與地球一樣的「向下」的重力啦!




話雖如此,這一來不只「大和號的乘員」,連大和號本身都會受到這個重力吸下去啦! (本來,要求這種「有選擇性的重力」就是沒啥道理的事...) 對這個有著地球般相對質量的鐵環而言,大和號260噸的船體只要一瞬間就會被這個「超巨 型磨刀石」磨成灰了...


想不掉下去,大和號只好使出艦底的垂直上升噴射引擎來抵抗了,而且要和在地球上重力 圈內一樣的出力才行!這對引擎的出力及飛航的效率都不好。要考慮效率,應該把這個重 力裝置放在艦尾,利用主引擎的噴射來兼作抵抗重力之用。(如圖)看起來,就像是大和 號被這個「超巨型磨刀石」追著跑...


但,這樣的話,艦內有重力的空間就又只剩下艦尾引擎區了...而且一般的宇宙飛行,只要 速度到達標準,就可以關了引擎,利用慣性保持等速度飛行。不過我們這個大和號可不行! 一旦關掉引擎,就要被「重力裝置」吸過去磨成灰啦!波動砲更是使不得,一發射就要停 止引擎,那不是完了嗎? (哪還用得著什麼波動砲!把這個有著「與地球同等的相對質量」的重力裝置丟過去,哪 個艦隊不落荒而逃?)




每天擠在艦尾引擎區狹小的空間中,還要飽嘗「被巨大磨刀石追著跑」的惡夢,大和號的 乘員就這樣過著這種痛苦的日子完成29萬6千光年之旅.... 太可悲了,向這些勇士們致敬吧! (古代進:「他X的!這種『人工重力裝置』鬼才要!」)



arrow
arrow
    全站熱搜

    ponywang6393 發表在 痞客邦 留言(4) 人氣()