[设想]在月球上游泳或者潜水?

发布时间:2015/9/10 9:46:05

提问: 如果月球上有个湖会怎样?在里面游泳是什么感觉?假设它有一个巨大的圆顶之类的东西遮蔽,并且有正常的大气环境。

—— Kim Holder

回答:

事实上,我真的觉得能在月球上游泳是人类登月的一个很好的理由,至少比肯尼迪当年给出的理由要好。


在月球上的湖里漂浮的感觉和在地球上差不多,因为你能在水中漂浮时露出多少身子只跟你身体密度和水的密度之差有关,而和重力加速度无关。

潜水的感觉也会是非常相像的。在游泳时,水的惯性是阻力的重要来源,而惯性是物质的一种独立属性,与重力无关。在月球上潜泳的最高速度和在地球上差不多,约为2米/秒。

其他的方面就不同了,而且在月球上会更有意思。水浪会比地球上大,水花溅得也会更厉害,游泳的人甚至可以像海豚那样从水里跳出来。

这个脚注包含了跃出高度的计算过程,我们需要考虑多种因素,但至少在月球上一个正常的游泳者极有可能能够跃出水面整整一米,而菲尔普斯可能能够跃起2到3米。


(菲尔普斯不停地朝《Free Willy》中的演员表演这个动作,并且不停地咯咯笑)

如果我们能够用上游泳鳍的话这个数字还会更加惊人。

 

穿戴游泳鳍的游泳者能够比普通的游泳者游得快许多(虽然佩戴游泳鳍的最快的游泳者仍然比不上穿着游泳鳍的田径运动员,即使他们也穿着游泳鳍并且在跨栏)。游泳鳍泳者冠军穿戴单体鳍可以达到每秒3.2米的速度,即使在地球上也能进行相当惊人的跳跃。

有关游泳鳍泳者的最高速度和推力的数据显示冠军泳者很有可能有能力跃出水面达4到5米。换言之,你可以在月球上进行一次反向跳水。


(噗,明显是假的。她记录了自己跳入水中——并消除水花——的过程,然后倒过来播放)

不过结果可以更加厉害。2012年的一篇名叫《低重力环境下人类在水面行走的模拟》的论文得出的结论是虽然在地球环境下人无法在水的表面行走,但在月球环境下人勉强可以做到。(我强烈建议读一读这篇论文,就算只是看看第二页那搞笑的实验装置图也好。)

由于在月球上重力加速度减小,水也会溅得更高,和游泳者跳得更高是一个道理。于是结果是更大的水花和更多飞溅的水滴。用术语来说,就是月球上的游泳池更加容易“飞溅”。

要想防止水溅得到处都是,我们可以把池边设计成能够快速将溢出来的水弄回游泳池,或者干脆加高水池,不过这样你就会搞砸月球游泳池的最好玩的活动之一——那就是像企鹅那样通过跃出水面在池边滑行的方式离开游泳池:

我完全支持这种想法。如果我们真的建造了一个月球基地,我觉得我们一定要造一个大型游泳池。当然了,把一池子的水(相当于135匹马的重量)从地球运到月球表面花费一定相当昂贵。但换个角度来看,月球基地上会有人值守,因而你会需要送更多的水。

所以这个想法并非完全不可行。一个后院游泳池的重量和4个阿波罗着陆器的重量差不多。下一代的重型运载火箭,例如NASA的太空发射系统(SLS)或者马斯克的SpaceX猎户座重型火箭,应该是有能力在若干次发射后将一整池子的水送到月球上去。

所以如果你真的想要在月球造一个游泳池的话,下一步或许应该是给马斯克打个电话,让他给个报价。