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星級塞斯納1 INTERPLANETARY CESSNA

Q.如果你試圖在太陽系其他天體上駕駛普通的地球飛機會怎樣?

——格倫·基亞基耶裡


A.下面先請出我們的飛機:2

這裡我們要用電動引擎,因為燃油引擎只能在有綠色植物的星球上使用。在沒有植物的星球上,氧氣並不會留在大氣層中,它會和其他元素結合成二氧化碳和銹跡等東西。植物的存在會把這些氧給拽出來,並重新送回到空氣中。引擎需要氧氣才能正常工作。3

然後是我們的飛行員:

下面這張圖則會告訴你當飛機在太陽系最大的32顆星球表面上空釋放時會發生什麼。

大多數星球上是沒有大氣的,所以飛機是直挺挺地摔向地面。如果墜落高度是1千米或更低的話,在一些星球上墜落的速度很慢,飛行員可能會活下來——但機載的生命維持系統大概撐不住。

太陽系有9顆星球有足夠濃密的大氣:地球——顯而易見——還有火星、金星、四大氣態巨行星、土星的衛星泰坦,還有太陽。現在讓我們仔細分析下在這些星球上分別會發生什麼。

太陽:嗯,跟你想像的差不多。如果飛機釋放的距離近到能夠感受到太陽大氣的話,它會在1秒之內灰飛煙滅。

火星:要想知道在火星上駕駛飛機是什麼感覺,那麼就試試X-Plane火星模擬飛行吧。

X-Plane是世界上最先進的飛行模擬器之一。這款軟件由一群熱心的航空專業人士和社區志願者們歷時20年編寫出來,4能夠模擬飛機飛行時流過每一寸機身的氣流。這使得它成為一個極為有用的研究工具,因為它能準確模擬出全新設計的飛機以及環境。

如果你對X-Plane的配置文件進行修改,把引力調小一些,把大氣調稀薄一些,把星球半徑也縮小一些,那麼你就可以模擬出在火星上的飛行狀態。

X-Plane告訴我們在火星上駕駛飛機可不容易,但也不是不可能。NASA知道這一點,所以他們考慮用飛機來巡視火星。但問題在於,在如此稀薄的大氣環境下要想獲得足夠的升力,就需要很高的速度。你需要達到近1馬赫的速度才能起飛,而一旦你動了起來,巨大的慣性使你難以轉彎——如果你嘗試轉彎,那麼飛機會翻滾,同時繼續保持原有航向。所以X-Plane的作者把駕駛火星飛機比作駕駛超音速游輪。

我們的塞斯納172可完不成這種任務。如果它從1千米的高度釋放,它將無法積累足夠的速度以擺脫俯衝狀態,並將以每秒60米(每小時216千米)的速度墜毀在火星表面。不過如果從4~5千米的高度釋放,飛機能夠達到足夠的速度以脫離俯衝而進入滑翔狀態——此時空速超過音速的一半。在這種情況下想要活著降落是不可能的。

金星:不幸的是,X-Plane無法模擬金星近表面那地獄式的環境。但是簡單的物理計算能告訴我們一些東西。結局是這樣的:你的飛機能飛得很順暢,只不過它一直處於著火狀態,然後它就飛不動了,再然後它就不是飛機了。

金星上的大氣密度是地球上的60多倍,在這種條件下一架塞斯納足以以人類跑步速度起飛。不幸的是,空氣溫度足夠把鉛熔化,飛機上的油漆在幾秒內就會熔化,飛機的部件也會迅速失效,再之後在熱應力的作用下飛機會解體,然後在空中慢慢飄落。

一個更好的選擇是在雲層上方飛行。雖然金星的表面糟透了,但是它的上層大氣層與地球驚人地相似。在距離地面55千米的地方,一個人戴著氧氣面罩,身著密閉防護服就能活下來,氣溫跟室溫差不多,氣壓也跟地球上的山脈上相近。你需要穿著防護服是因為大氣裡有硫酸。5

沾上硫酸可一點兒都不好玩,但事實上雲層上方的區域對於飛機來說是一個絕佳的環境,只是表面不能有暴露的金屬,否則就會被硫酸腐蝕掉。哦對了,我之前忘了說了,你的飛機還必須能夠在持續不斷的5級颶風中飛行。

金星不是個好地方。

木星:我們的塞斯納沒法在木星上飛行,因為那裡的重力太強了,維持飛行所需的動力是在地球上的4倍。如果從還說得過去的海平面氣壓開始,我們將在顛簸的大風中開始絕望地向深處滑翔,速度可達每秒275米(每小時990千米),我們將穿過一層又一層的氨冰和水冰,最後的結局仍將是墜毀。不過木星上沒有墜毀表面,因為隨著你越飛越深,木星將從氣體平滑地變成液體。

土星:這裡的場景比木星要好一點兒。這裡重力弱一些——事實上和地球上差不多——大氣層也更濃密一些(但仍然很稀薄),我們可以苟延殘喘更長的時間,不過最終還是會要麼被嚴寒幹掉,要麼被大風乾掉,在不斷下墜的過程中落得和在木星上一樣的下場。

天王星:天王星是一個詭異的勻質藍色星球。這裡風速很快,而且冷得刺骨,但在幾大氣體巨行星中,這裡的環境可以說是最好的了,你估計可以飛上那麼一會兒。但這裡真的是什麼都沒有,你來這裡幹嘛?

海王星:如果你準備去冰巨行星逛一圈,我建議去海王星6要比去天王星要好。雖然你最後不是被凍死就是在湍流裡身體散架,但好歹死前這裡還有幾片雲可以瞻仰一下。

泰坦:最好的總要留到最後。就飛行而言,在泰坦上飛行可能要比在地球上還好。這裡的大氣濃密,重力又小,表面氣壓只比地球多50%,空氣密度是地球的4倍。這裡的重力比月球還弱,這意味著在這裡很容易飛起來,你甚至可以通過踩腳踏板的方式讓塞斯納飛起來。

說實話,人在泰坦上可以僅靠肌肉的力量就飛起來。一個人穿上滑翔翼就可以舒舒服服地起飛,然後靠超大的游泳用的鰭狀靴子到處飛行——你甚至撲騰幾下人工翅膀也能飛起來。動力要求也是極低,走路的能量就夠。

但弊端(總有一個弊端的啦)在於寒冷的溫度。泰坦上的溫度只有-201℃,和液氮的溫度差不多。從輕型飛機上加熱裝置的一些參數來看,我估計在泰坦上塞斯納的駕駛艙溫度會以每分鐘2℃的速率下降。

飛機上的電池能夠用來維持片刻的溫暖,但最終飛機還是會因為消耗完熱源而墜毀。還記得「惠更斯號」探測器嗎?它在下降的過程中電池已經用得差不多了(在下落的過程中拍了許多漂亮的照片),在降落到泰坦表面僅僅26秒之後就屈服於低溫的侵襲。不過在降落之後的那麼幾十秒裡它還是成功發回了照片——只來得及發回一張——這是我們所擁有的唯一一張比火星更遠的天體表面的照片。

如果我們穿上人工翅膀在空中飛行,那我們將是泰坦版本的伊卡洛斯7——我們的翅膀將會結冰、散架,然後帶著我們去見上帝。

但我從未把伊卡洛斯的故事視為人類局限性的教訓——我把它看作是蠟作為黏合劑的局限性的教訓。泰坦上的低溫只是個工程問題而已,只要經過正確改裝,配上正確的熱源,一架塞斯納172就可以在泰坦上飛行——當然我們也行。

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1.譯註:美國飛行器公司。

2.塞斯納172天鷹估計是全世界最常見的飛機了。

3.而且我們使用的汽油也來自遠古生物。

4.那些人一談到飛機就喜歡用大寫字母。

5.我推銷得不太好,是吧?

6.座右銘:「稍微藍一點兒的那個。」

7.譯註:希臘神話中的人物,因飛得太高,雙翼上的蠟被日光融化後跌落水中喪生。