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太空潛水艇 ORBITAL SUBMARINE

Q.核潛艇在近地軌道太空中能堅持多久?

——賈森·拉思伯裡


A.潛艇本身不會有什麼問題,但裡面的艇員可就有麻煩了。

潛艇不會在太空中爆炸。潛艇的外殼強度足以承受50~80倍大氣壓的外部水壓,所以承受內部的一個大氣壓對它來說根本不是問題。

潛艇的整個艇體應該是氣密的。雖然水密並不意味著它能防止氣體洩漏,但潛艇能在50個大氣壓下保證不漏水這一事實,應該能夠說明至少空氣不會洩漏得太快。潛艇上或許會有一些專門設計用來釋放空氣的單向閥門,但總體來說潛艇應該算是密封的。

艇員面對的問題顯而易見:空氣。

核潛艇使用電力從海水中提取氧氣。但在太空中沒有水,因而也沒法用來產生更多的空氣。潛艇上備有一些應急的氧氣儲備,可以供艇員用上幾天,但最終他們還是會面臨氧氣用盡的困境。

他們可以使用反應堆來保持溫暖,不過他們需要小心掌握好尺度,因為海洋比太空更「冷」一些。

嚴格來說,這句話是不對的,所有人都知道太空非常寒冷。太空飛船在太空中過熱的原因在於太空的熱傳導性能不如海水,所以熱量在太空飛船中聚積的速度比在海裡的更快。

但如果你在咬文嚼字上更進一步,這句話也是正確的。海洋確實要比太空更冷。

星際空間非常寒冷,但在太陽(或地球)附近其實是非常熱的!之所以太空看起來沒有那麼熱,是因為「溫度」的定義在太空中有點不那麼適用。太空很冷,是因為它太空了。

溫度描述的是一堆粒子的平均動能的大小。在太空中,一個個分子都有著很高的分子平均動能,只是它們數量太少影響不到你。

在我還小的時候,我家地下室裡有一個機械小作坊。我記得我曾經看著我爸使用一台金屬研磨機,每當金屬接觸砂輪時都會有四散飛濺的火花,許多火花飛到了他的手上或衣服上。我當時不能理解為什麼我爸不會受傷,因為那畢竟都是幾千攝氏度的火花。

後來我才知道火花不會傷人的原因是它太小了,它所攜帶的那一丁點兒的熱量會被人體吸收,只影響到極小一部分皮膚。

太空中那些「熱」分子就像我爸作坊裡的火花,它們可能很熱也可能很冷,但它們的體形過於微小,就算碰到了也不會對你產生多大影響。1相反,潛艇裡是變熱還是變冷則取決於產生多少熱量,以及你能多快地把這些熱量排出去。

現在你的周圍沒有一個溫暖的環境能把熱量輻射回來,因此你通過輻射流失的熱量會比在正常情況下快許多。不過沒有了周圍的空氣從你體表帶走熱量,你因對流而流失的熱量也同時減少了。2對於大多數載人飛船來說,後者更值得關注。他們要面臨的最大問題不是保持溫暖,而是保持涼爽。

在水溫為4℃的海洋中,核潛艇顯然有能力在艙內維持一個可供生存的溫度。不過要想在太空中維持這個溫度,處於地球的陰影中時,潛艇流失熱量的功率約為6兆瓦,而艇員們散發熱量的功率只有20千瓦,就算加上太陽直射時的幾百千瓦日暖3也不夠,所以他們必須打開反應堆來供暖。4

為了脫離地球軌道,潛艇需要把速度降到足夠低的程度,這樣才能重返大氣層。但沒有火箭,它無法完成。

好吧,嚴格地來說,潛艇上是有火箭的。

不幸的是,潛艇上的「火箭」的朝向不對,沒法把潛艇推離軌道。火箭靠自身攜帶的燃料推進,意味著發射火箭的後坐力極小。當槍射出子彈時,槍其實在把子彈向前推。但如果是火箭的話,你只是啟動了火箭,然後它就自己飛走了。發射艇載導彈並不能向前推動潛艇。

但如果你不發射的話卻可以。

如果把現代核潛艇中搭載的彈道導彈從發射管中取出來,調個頭再塞回發射管中並點火,那麼每枚導彈都能使潛艇的速度提升改變約每秒4米。

典型的脫離軌道機動需要使速度降至大約每秒100米,這意味著「俄亥俄級」核潛艇上搭載的24枚「三叉戟」導彈就足夠使自己脫離地球軌道了。

脫離軌道後,由於潛艇並不配備散熱用的隔熱瓦,在超音速下也不具有空氣動力穩定性,因而它將不可避免地開始翻轉並在空中解體。

如果你能擠進一個正確的縫隙中,並且把自己綁在加速度座椅上,那麼你有很小很小很小的幾率能夠撐過劇烈的減速階段。之後你需要在潛艇撞擊到地面之前帶上一個降落傘跳出殘骸。

如果你真的打算這麼做(我並不推薦),有一個絕對重要的事情你需要牢記在心:

記得解除導彈上的引爆裝置。

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1.這也是為什麼即使火柴和火炬的火焰溫度差不多,在電影中你只會看到那些大塊頭們用手一捏就能滅了火柴,但絕不會看到他們對火炬做同樣的事情。

2.通過熱傳導流失的熱量也變少了。

3.apricity,這是我最喜歡的一個英文單詞,它的意思是冬日裡的陽光。

4.當他們朝太陽方向運行時,潛艇的表面會升溫,但整體熱量流失的速度仍然大於熱量獲取的速度。