第四章 劍橋天文台的回信(2 / 2)

如果炮彈能維持最初發射時的每秒12000碼的速度,它隻需花費9個多小時便能達到目的地。但是,這個初速度會逐漸減少,經過計算發現,炮彈到達地球引力和月球引力相抵消點時需30萬秒鍾,即83小時20分鍾,然後從這個點降到月球上需要50萬秒,即13個小時53分20秒。因此,在炮彈到達月球瞄準點97個小時13分鍾20秒之前把它發射出去。

關於第四個問題:炮彈到達月球時的最佳位置具體出現在什麼時候?

根據以上所說,首先,需要選擇月球運行到近地點,同時經過天空最高點那一刻,這可以減少一個地球半徑的距離,即3919英裏。這樣最終射程將是214976英裏。但是,月亮每月經過近地點時,並不總是也同時經過最高點。這兩種情況同時發生需要相當長時間的間隔。因此需要等待同時到達近地點又到達最高點的有利時機,即明年12月4日午夜時分,它將到達近地點,即與地球間最近的距離,同時也到達天空的最高點。

關於第五個問題:要想把炮彈發射至指定地點,應該瞄準天空的哪一點?

之前的觀測報告顯示,大炮應該對準軌跡的天空最高點16發射,這樣,射擊將垂直於地平線,炮彈就能盡快擺脫地球引力的影響。然而,要使月亮升到天空最高點,發射炮彈的軌跡的緯度需低於地球的赤緯,即必須在北緯或者南緯0°至28°之間17。若在其他地方,必須傾斜射擊,這樣才不會使試驗失敗。

關於第六個問題:炮彈射出時,月球在天空的哪一位置?

在炮彈即將射向天空時,每天以13°10′35″前進的月球,應該出現在離最高點的距離是此數據四倍的地方,即52°42′20″,這個空間正好符合炮彈軌跡中月球的行駛路程。因為我們還需要考慮在大炮發射過程中,由於地球自轉所帶來的偏差,還需要考慮炮彈隻有在偏離與16個地球半徑一樣遠的距離之後,才能到達月球,從月球軌道上考慮,大約11°,所以需要再加上這11°的偏差,湊成整數正好的64°。因此,射向月亮的炮架應該與垂直線成64°夾角。

以上是劍橋天文台對大炮俱樂部所提問題的回複。

概括一下:

1.大炮需安裝在北緯或者南緯0°至28°之間的地區。

2.大炮應瞄準天空最高點。

3.炮彈的初速度必須達到每秒12000碼。

4.必須在明年12月1日10點47分20秒那個時刻發射。

5.炮彈將於發射四天後到達月球,即精確時間12月4日午夜時分,月亮升至天頂最高點時。

因此,大炮俱樂部的全體成員應刻不容緩地立即展開所有準備工作,並在限定時間準備發射。因為一旦錯過此良機,下次就要等到18年11天之後,月球才能同時符合既在近地點又同時在最高點的條件。

如果有天文學理論方麵的問題,劍橋天文台悉聽詢問,並連同全國人民祝你們成功。

劍橋天文台台長

J.M.貝爾法斯特

10月7日於劍橋