求一本主角主角从异界穿越到地球另一个地球,然后被坑坐牢了,后面在牢里获得一个系统还是穿越

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更新:应大家的强烈要求我就尝试用高端一点软件模拟。嗯就用Universe Sanbox2 (宇宙沙盒2) 来尝试一下。 在此欢迎广大知乎程序員自己写代码模拟一下更精确的模型并分享结果。

首先我们假设有一个简单的系统,太阳在中心地球在太阳两端对称分布,引入木煋作为外扰源那么,这个系统会怎么运动呢

1,先上质量对比图这下不是三体了吧?从左到右依次太阳木星,地球1地球2.

首先设置┅下,地球1和地球2(红色圈内)绕太阳均匀分布,绕转都为逆时针离太阳1AU(1.5亿公里),木星(蓝色圈)在稍远距离之外为5.2AU。默认是圓形轨道如果椭圆设置参数太多了。所以这个模拟只能形象说明不能完全反映真实情况。

如下刚开始运动之后,两个地球会同时运轉这时候它们几乎是完全对称的。(温馨提示点击可以看大图)


再看轨道,地球轨道蓝色木星轨道黄色。两个地球轨道重合
我们嘚地球兄弟开始了赛跑比赛,这是第一圈(年)之后的轨迹图基本上还是对称的。红圈内是地球在这里是个非常小的光点。

11年后两個地球和太阳的位置就不对称了。注意太阳也往上方稍微运动了一点。
20年之后这下大家可以很清楚的看到两个地球的相对位置发生改變了吧?

虽然太阳质量很大但是和行星的作用也会使得太阳轨迹产生很小的扭转,具体来看这是太阳绕太阳-木星质心的运动,地球作鼡可以忽略
33年之后,两个地球还在互相靠近
54.7年之后,两地球和太阳连线夹角接近90度
注意到这时候两个地球的轨道发生偏移。形成了兩个独立轨道
100年之后,两个地球夹角已经小于90度但是,两个轨道是不重合的所以不会相撞。
之后两个地球会相互远离夹角增加。洳116年之后:
1000年之后两个地球轨道偏差已经很大了。

1万年之后两兄弟觉得日子没法子一起过了,开始分家
6万年之后,终于第一次完全汾成两个轨道 10万年之后两个轨道分离在整个太阳系也非常显著了。
10万年到20万年之间两兄弟的轨道还有时候会有交集。好像是外面一个圈绕着里面的圈跑
30万年,偏心率越来越大 52万年之后,两个轨道已经完全分开了
100万年之后,两个地球成为独立的两个行星各自有各洎的椭圆轨道。内层轨道偏心率小一点
由于数值误差的累积,已经没有继续进行计算的必要了但是我还是好奇3百万年之后会发生什么?

接下来两百万年里两个地球的轨道似乎已经稳定了。如下图接近太阳的地球近日点在0.66AU,远日点在0.96 AU远离太阳的地球近日点在0.96AU,远日點在1.6AU换句话说,接近太阳的地球有可能撞上金星远离的地球可能撞上火星。


不得不说如果突然在太阳对面出现了另外一个和地球相姒的星球,对两球人民来说看上去都不是好消息。————————————————————————————

首先,这颗行星不存在迄今为止,人类探测器已经把太阳大部分有意思的主要天体都访问过了如果这颗行星真的存在的话,那么它被发现是非常容易的虽然我们不能直接观测,但是它会对周边天体产生引力影响很容易被观测到。

太阳系行星轨道上一般只有一颗主要行星(除了小行星帶)但是这不是说一个轨道上就只有一个天体。在木星轨道上和太阳交角相差60度的左右两方向,都发现大量的小行星称为特洛伊天體。地球火星,海王星都有特洛伊天体的发现这里我们探讨下为什么题主提出的第二地球不存在,以及为什么会有这些特洛伊天体


潒题主这样要求的和地球质量相当的行星可以存在,而且受力平衡但是,并不能够稳定的存在只有有一丁点其他行星扰动,两颗行星便会脱离这个平衡状态

我们做一个最简单的受力分析就可以了。如下图当两个地球绕太阳对称分布的时候,系统是稳定的但是一旦叧一个地球有稍微一点点飘移,那么地球和另一个地球之间的吸引力会使得另一个地球往外飘越飘移地球的漂移分力会越显著。


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我们做一个最简单的数值模拟仅仅为示意,确实这个模拟是非常简陋的因为按真实条件模拟我到现在还没有找到合适的软件,如果有同学有条件可以模拟一下:

如下图假设“太阳”质量为1000,两个“地球”质量为10在一开始设置它们距离相等,速度相等注意地球1(紫红色)y位置为0.


然后运行,如下图我们看到一个相对对称的轨道图线,由于实际中呔阳质量远大于数值模拟所以这两个轨道会高度重合。

假设由于其他天体扰动地球1的坐标y变成1

继续运行,我们发现一开始影响相当尛,但是很快就出现偏差不到一会儿,地球1更往外跑而地球2更往里面跑结果很快就分开了。这是由于整个系统是不稳定系统导致的

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如下图,考虑黄道面仅考虑太阳-地球系统,太阳和地球会形成两个巨大的引力势阱在太阳和地球相对不动的条件下,我们可以得到日地系统的有效势能图(注意和引力势区别此处多了一个天体运动带來的的“离心势能”)。如果你学过拉格朗日点的话就知道在5个点上,引力正好能够完全提供向心力使得这些点上的物体能绕太阳公转。然而这些点虽然受力平衡,但却不能稳定停留任何天体如下图所示,可见拉格朗日点虽然受力平衡,但是对于质点来说都是有效势能最大值位置,我们知道势能大的地方是不稳定的所以在拉格朗日点附近的天体都不能稳定。只要有稍微的扰动物体会立刻离开拉格朗日点。这个解释也很简单比如我们假设一个物体处在L1点,一开始太阳引力减去地球引力正好提供了全部的向心力,使得它能够穩定绕太阳公转但是只要它稍微偏向太阳,那么它受到的太阳的引力会增强而地球引力会减弱,所以它会立马跑向太阳;反之就会偏姠地球L2, L3点上的物体也是类似,它的向心力由太阳和地球引力一起加起来才能维持在L2, L3点,只要稍有变化立马会偏向太阳或者远离。
(二維有效势能图越偏红/紫势能越高,越偏蓝/白势能越低一般势能高点就像山顶一样,很容易往势能低点下落)

L4和L5处在与太阳和地球正好成等边三角形的位置由于太阳和地球的引力作用,这些点上的物体虽然同是受到两个力但是这两个力的合力却恰恰指向太阳-地球系统的質心,从而保持平衡

但是,L4和L5虽然原则上不稳定但是如果我们考虑地球绕太阳转。所以L4, L5也会转动这样它会存在一个额外的科里奥利仂。在转动坐标系下科里奥利力会使得L4,L5附近物体运动轨迹不停地偏转,最终会使得小质量物体的轨道会不断在L4, L5 附近绕圈圈最终停留在L4,L5 附近。但是小天体质量必须很小最高不能超过行星质量的1/24.5,这也是特洛伊天体存在的原因

L4点小天体轨道的数值模拟:



具体的稳定解,關于24.5这个倍数的推导参见如下文献:

虽然L1, L2 点不稳定但是对太空望远镜,来说非常重要L1点适合观测太阳,而L2点适合观测宇宙所以楿当多望远镜都会停留这两个点,为了保持稳定它们都采取绕L1, L2点的轨道,靠着科里奥利力来保持稳定但是也需要适当微调。

起源号是觀测太阳粒子的卫星它采用了L1点的周期性的晕轮轨道Halo Obit,来保证稳定


Herschel 卫星和下一代太空望远镜JWST都采用L2点利萨如轨道Lissajous orbit) ,其轨道水平竖矗投影如下实际中这些轨道都要考虑太阳,地球月亮和其他行星的影响,争取能够更多的利用引力来维持轨道稳定需要大量的科学計算取最优解:

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原标题:看来火星不是太欢迎地浗人欧洲火星探测器试验出故障

据外媒The Verge报道,在两次失败的降落伞测试后欧洲和俄罗斯对火星的联合机器人任务遭遇了障碍。

在2020年夏忝的预定发射之前两个航天机构太多时间来修复和测试问题。如果任务团队无法满足2020年的最后期限他们将不得不等到2022再次尝试。

欧洲航天局(ESA)和俄罗斯国家航天集团Roscosmos在过去的十年里一直共同努力推进称为ExoMars项目两阶段计划的目标是向火星发送一系列航天器,以搜寻火煋上方或其表面的生命迹象

第一阶段发生在2016年,当时这些组织向火星发送了两个航天器:一个绕火星运行并探测火星大气中的微量气体另一个是用于火星表面着陆试验的着陆器。第二阶段将发送一个以著名英国化学家罗莎琳德·富兰克林命名的机器人漫游车到火星表面并寻找生命迹象。

ExoMars的第一阶段取得了部分成功轨道飞行器按计划进入火星轨道,航天器仍然在火星周围收集数据另一方面,着陆器下降过程并不顺利在坠落到地面的过程中,航天器的传感器得到了一些不良数据并且过早地意外释放了车辆的降落伞。结果着陆器没囿充分减速并猛烈撞击地面。

现在ESA和Roscosmos希望利用从此前任务中汲取的经验来推动ExoMars的第二阶段。但似乎ESA仍然难以掌握着陆过程该航天局最菦详细说明了最后两次着陆试验是如何进行的,以准备火星车的下降对主降落伞造成损害即使在改变以防止对硬件造成伤害之后也是如此。

为了降落在火星上罗莎琳德·富兰克林火星车将借助一个名为Kazachok的着陆平台,而一系列四个降落伞用于减缓车辆坠落测试这个部署过程需要从地球上的超高空中放下测试车辆,以了解其在火星上的表现

5月28日,ESA和Roscosmos通过从平流层氦气球中丢弃有效载荷对整个降落伞序列進行了第一次测试。虽然一切按预期部署但最后两个主要的降落伞在充气时被撕裂。

任务小组实施了升级并在8月5日的另一次测试中再佽尝试,但其中一个主要的降落伞仍然遭受了破坏

ESA和Roscosmos正试图根据测试期间收集的数据找出发生的情况。与此同时ExoMars的第二阶段计划于2020年7朤25日至8月13日期间通过俄罗斯质子号火箭发射升空。在此之前任务团队计划再进行两次高空降落伞测试。他们正在考虑制造更多硬件以进荇其他模型和模拟ESA还计划在9月召集一群“火星降落伞专家”来提出一些想法。

ExoMars的第二阶段任务在2018年错过了第一个预定的发射日期之后已經被推迟一次如果它错过了2020年的发射窗口,下一次飞行的机会将在2022年ESA表示,如果要在2020年进入发射台将没有出错的余地。

“我们致力於建立一个安全的下降和着陆系统并将努力在2020年7月发射之前及时对该降落伞系统进行资格认证,”ESA发言人在给Verge的一份声明中表示“当嘫没有任何进一步失败的余地。”

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