在太空中開得了槍嗎?用科學切開迷因梗圖!

1 week ago 38
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雖然只是張迷因梗圖,但用科學切開它可以別有風味!而今天我們要討論的迷因是這一張:

最基本的Always have been梗圖,就是需要兩位太空人,一位拿槍挾持另一位,前面的太空人很訝異的問問題,後面的回答大部分都是「一直都是」(It always have been)

這張「Always have been」的迷因起源於2年前的國外論壇,在最近被高畫質翻新。畫面中有一位太空人拿著槍指著另一位太空人。先撇開它的各種不同衍生版本,當大家在看這張迷因的時候,心中有沒有想到一個問題:

在太空中到底能不能開槍呢?

此圖並非太空人持槍實際照片 (圖片來源: Livescience.com)

針對這個核心問題的回答是:理論上可以。

讓我們來細細說分明:子彈內部除了火藥之外也有氧化劑,所以在沒有氧氣的真空中扣板機,並不會影響子彈擊發的狀況。

但是事情並沒有這麼簡單,因為在外太空開槍你會遇到除了點火之外的其他問題。而其中一個很重要的就是溫度。平常觀看外太空影片很難有感覺,穿著沉重太空衣的太空人都沒有抱怨過;但事實上,在宇宙中如果沒有任何東西遮蔽、絕熱的話,太陽光或其他光線會把東西加熱,熱到足以引爆子彈內的火藥。

但如果完全遮蔽掉陽光的話,在宇宙中很有可能會降到絕對零度,也就是零下273°C,槍枝中的底火*可能甚至不會啟動。而且太低溫也會造成潤滑油凍結、金屬零件脆化等狀況,這時候別說擊發了,扣板機可能都有問題。

備註:底火是火器類武器中負責引燃推進藥以便驅動拋射物飛出身管的裝置。 Wait, It's All Ohio? Always Has Been | Know Your Meme

最原始版本的Always have been梗圖其實是小畫家等級的傑作,搭配美國俄亥俄州的內梗。大家看到右邊太空人的肩上旗幟就是俄亥俄州州旗。(圖片來源:Know Your Meme)

那如果真的設計出了能夠承受太空環境的槍枝零件,然後真的在太空中開槍,會發生什麼事呢?以下,是在太空開前時要注意的事項。

要小心你自己射出去的子彈

在宇宙中動者恆動,所以子彈飛出去之後會不斷的飛行。如果是一般的手槍,子彈的槍口初速大概介於秒速300~400公尺之間;如果是AK47或是比較普遍的步槍子彈,初速可以達到秒速700~900公尺;如果使用高速步槍子彈.220 Swift的話,秒速可以高達1200公尺。

感覺速度是很快沒有錯,不過其實在宇宙空間中的物體大部分都是以更快的速度在移動,例如:一般衛星平均速度大概是秒速3公里,而國際太空站平均速度就差不多是秒速7公里。

有趣的是,在宇宙你只要挑對地方,你甚至可以被自己擊發出去的子彈打到後背。

只要身處行星的軌道中,計算好重力造成的牽引然後以平行於軌道的方式擊發子彈,這樣子彈沿切線飛出去之後,受重力影響會逐漸貼近軌道。如果非常非常難得、計算全部100%準確,這枚子彈有機會從你的背後過來,以驚人的速度「物歸原主」。

流言終結者示範在真空中開槍 (來源:Discovery Channel)

人體無敵風火輪

在宇宙中,根據牛頓第三運動定律(編按:簡單來說作用力與反作用力),開槍的人也很難全身而退喔~

一套太空漫步用的太空裝差不多120公斤左右,如果太空人質量為70公斤,那麼會受後座力影響的物體就差不多是190公斤。

如果今天是用手槍擊發常見的9公釐子彈,每顆子彈設定10克重,槍口初速每秒300公尺。依照動量守恆 M1V1 = M2V2,也就是 10 (g) x 300 (m/s)= 190000 (g) x V2,我們可以得到太空人會以每秒1.5公分的速度向後飛。

這其實還頗慢的,連樹獺都比你快4倍。如果改用著名的大口徑手槍:沙漠之鷹,一枚子彈重19克,槍口初速差不多每秒450公尺。這時候太空人會以每秒4.5公分的速度向後飛,其實一個小時過後也只會向後移動1.6公尺而已。

一不做二不休,如果今天太空人不拿手槍了,改拿特殊步槍射擊威力頂尖的.950 JDJ步槍子彈(這類子彈和它所使用的步槍在2014年已經停產了),每一發子彈重233克,槍口初速每秒670公尺。開槍之後太空人會以每秒80公分的速度向後飛走,這大概是一般大人競走的速度,但卻已經算是超高速度的太空漫步了(別忘了你本身還是跟太空站一樣的速度在太空中移動喔),還要小心不要纏住自己的維生系統~

在太空中開槍一旦位置不對,例如像梗圖中的太空人一樣與肩同高擊發,後座力加上力矩會讓你以無敵風火輪的方式向後滾動。而且太空中是沒有明顯的標的物的,如果很不湊巧沒有地球或太空設備給你當作位置參考點,你可能會連自己在滾動都沒發現。

最安全在太空中開槍的方法其實是把槍拿在腰間擊發,也就是在整個人的力矩中心。但你還是會向後飛,直到你往反方向再開一槍為止(但是這樣就有兩顆子彈在太空中漫遊了)。

Weapons of the astronauts - AR15.COM

你帶槍來宇宙裡幹嘛?(來源:電影 「世界末日」)

休淡幾壘,話說為什麼要帶槍上太空呢?

曾經好幾十年來,蘇聯(以及後來俄羅斯)在太空人的求生包裡面就有一把槍。這可不是普普通通的槍,而是一把經過特殊設計,可折疊、像瑞士刀一般多功能的TP-82複合手槍。

這把槍並不是設計在宇宙中使用,而是給太空人在地球著陸後自我防衛、野外求生使用的槍,也因為這樣這把槍的槍托還有附帶帆布和開山刀,甚至還能發射求救訊號。雖然這把槍在2007年後就不再被使用,但並不代表俄羅斯就此放棄,之後的太空人改帶普通的半自動手槍,但目的還是以求生、自我防衛為主。

Russian Cosmonauts to Carry Weapons to Fight Animals - autoevolution

俄羅斯TP-82複合手槍 aka自我防衛萬能求生組 (圖片來源:topwar.ru)

以上的討論聽起來很奇妙,而且感覺無三小路用。但事實上,在太空中擊發物體的原理對於天文物理學家和設計衛星的工程師而言,是一個很重要的課題。因為不管是要解決太空垃圾、防止衛星撞地球、或是母衛星發射出子衛星,都會面臨這樣的難題。

但不管怎樣,如果你真的想在宇宙中威脅太空人的話,有比帶著槍進行太空漫步、掏出來抵著對方更有效率且安全的方法,例如切斷維生系統之類的。

某人工智能表示,這招他有些經驗XD (來源:電影 「2001太空漫遊」)

資料來源:

[How Stuff Work?] What if you shot a gun in space? [Live Science] What Would Happen If You Shot a Gun in Space?  

 

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