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从物理学角度分析“流浪地球”计划的可行性
 
 
丁虎文 王雨梦 刘斯琪
摘  要：本文基于电影《流浪地球》的内容，通过合理的、预见性的假设，根据动量守恒定律和能量守恒定律等物理学原理，对于“流浪地球”计划进行定量分析。通过理解并计算第一、二、三宇宙速度，求解地球要想逃离太阳系应达到的最低速度约为
/s;通过齐奥尔科夫斯基火箭方程求得剩余质量占比 和喷出物质速度 的关系为  km/s;在“重聚变”可以实现的假设下，%时即可提供地球逃离太阳系所需的能量。结合数据综合考虑，“流浪地球”基本可行。
引言
科幻电影《流浪地球》于2019年2月5日（农历大年初一）在中国内地上映，获得了观众和影评的广泛认可。该片根据刘慈欣同名小说改编，故事设定在2075年，讲述了太阳即将毁灭，太阳系已经不适合人类生存，人类将开启“流浪地球”计划。“地球联合政府”倾全球之力在地球表面建造了上万座发动机，推动地球离开太阳系，用2500年大约100代人的努力奔往新家园 —— 。
众所周知，在地面上发射航天器的最小速度根据相关的物理学知识，人们从小到大定义了第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。为了达到相应的速度大小，人们利用反冲原理制造的火箭已经实现了不同目标的航天梦想。然而，《流浪地球》中的情景却有很大不同：人类希望通过自己的努力带着地球一起逃离太阳系，影片中构建的行星发动机就是按照类似火箭的反冲原理设计建造的。
接下来，我们通过一些合理的假设和简化，对“流浪地球”计划进行定量的物理分析，讨论该计划的可行性。
正文
一、假设与符号说明
为了便于讨论，我们根据已有知识作部分合理假设，以此简化所处理的问题;并对所用到的物理量用统一的符号标记。
（一）假设
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;
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“重聚变”反应的能量转化效率为定值;
“流浪地球”过程中，地球与喷出物质组成的系统不受太阳引力之外的外力作用;
，在“重聚变”反应中作用相同;
、性能完全相同，在半球均匀分布;
，密度相同，开采难度相同;

（二）符号说明
通过上表可知，“重聚变”反应掉地壳的质量 越大，则可提供能量 越多，则地球的剩余质量越多，当取上限（即将整个地壳进行“重聚变”），则地球剩余质量百分比为 。通过查阅资料可知，%，则除地壳外，地球还有 ，故在喷出过程中，为使地球达到目标速度，还需要额外抛出占地球质量 的物质。
四、结论
结合电影内容，通过合理的、预见性的假设，我们对于“流浪地球”计划进