第166章 从地球到月球：剑桥天文台的回信

　　巴比凯恩在人们的欢呼声中并没有忘乎所以。他做的第一件事就是把会员们召集到炮弹俱乐部的办公室里。在那里，经过讨论后，大家同意就计划里的天文学部分去请教一位天文学家。至于机械装备的问题，只有等收到天文学家的回信后再讨论了。为了保证这一伟大的实验能成功，任何细节都不应该忽略。

　　于是，他们拟好了一份包括各种专业问题的十分明确的纪要，寄给马萨诸塞州的剑桥天文台。剑桥城，是美国第一所大学的所在地，而且也正是以它的天文台而闻名。那里聚集着很多顶尖的学者，那里有一台功率极大的望远镜，使得克拉克发现了天狼伴星，使得鲍德解析了仙女座流星群。这个闻名世界的天文台足可以让炮弹俱乐部信赖。

　　两天之后，巴比凯恩主席在焦急不安中终于收到了天文台的回信。内容如下：

　　剑桥天文台台长致巴尔的摩炮弹俱乐部主席：

　　本月六日，我台收到了以巴尔的摩炮弹俱乐部全体会员的名义寄给我台的信。我们立即召开了会议，并对来信所提的问题做出了以下答复。

　　就第一个问题“可不可以向月球发射炮弹？”回答如下：可以。如果炮弹的初速能达到每秒一万二千码的话，我们就可以向月球发射炮弹。经过计算，这个速度足够了。物体离开地球时，地心引力的作用与距离的平方成反比，也就是说，如果距离增加三倍，这一引力就将减小到九分之一。因此，炮弹的重量在迅速减小，到月球引力和地球引力相等的时候，也就是说，在达到全部射程五十二分之四十七的时候，炮弹的重量就完全消失了。这时，如果失重的炮弹超越了这个点，它就会仅因为月球的引力的作用而落到月球上。理论表明，这个实验是完全可以实现的。至于成功与否，那就取决于发射装置的大小了。

　　就第二个问题“地球与它的卫星的精确距离是多少？”回答如下：月球围绕地球运转的轨道不是圆形的，而是椭圆形的，地球占据着这个椭圆中心的一点，因此，月球有时离地球近，有时又较远。用天文学术语来说，就是有时在远地点，有时在近地点。但是，最大距离和最小距离之间的差距很大，大到我们不能忽略。事实上，在远地点时，月球距离地球是二十四万七千五百五十二英里，而在近地点是二十一万八千六百五十七英里，相差两万八千八百九十五英里，即全距的九分之一。所以，近地点的距离应该作为考虑的基础。

　　就第三个问题“在足够的初速的情况下，炮弹要飞行多久才能到达？另外，应该何时发射，才能让炮弹落在月球上的某一个特定地点？”回答如下：如果炮弹始终能保持发射时所具有的每秒一万二千码的初速，大约只需要九个小时便可到达目的地，但是由于这个初速在逐渐降低，经过计算，炮弹需要用三十万秒，也就是八十三小时二十分才能到达地球引力和月球引力相抵消的地方，然后还需要五万秒，也就是十三小时五十三分二十秒才能落到月球上。因此，应该在炮弹到达月球的那个瞄准点以前的九十七小时十三分二十秒把它发射出去。

　　就第四个问题“炮弹落在月球的最好位置应该是什么时候？”回答如下：根据刚才所说，首先必须选择月球在近地点同时也是它通过天空最高点的时刻，这样将会减少相当于地球半径的距离，也就是三千九百一十九英里。所以，炮弹的最终射程应该是二十一万四千九百七十六英里。虽然月球每月都经过近地点，但不一定总是在这一时刻在天空的最高点，要这两个条件同时具备的话要很长的时间。所以，必须等待月球既在近地点又在天空的最高点的时间到来。巧的是，明年的十二月四日，月球正好同时符合这两个条件：午夜时分，月球将到达近地点，也就是离地球最近的时候，同时，它又经过天空的最高点。

　　就第五个问题“发射炮弹的大炮应该对准天空的哪个点？”回答如下：根据前面的分析来看，炮弹应该瞄准天空的最高点，这样炮弹射出的线与地平线垂直，炮弹就能更快地摆脱地球引力。但是，要让月球到达天空的最高点，就要让这个地方的纬度低于地球的赤纬，换句话说，就是它必须位于南纬或北纬的零度至二十八度之间。如果在其他地点，则必须倾斜发射，而这将影响实验的成功。

　　就第六个问题“发射炮弹时，月球在天空的什么方位？”回答如下：当炮弹发射时，每天前行十三度十三分三十五秒的月球应该在离天空最高点四倍于这个度数的地方，也就是五十二度四十二分二十秒的地方，这个距离正好符合炮弹射出的旅程所要的时间。但是，我们必须考虑到地球自转造成的偏差，而且炮弹必须经过一个相当于十六个地球半径的偏差后才能到达月球，也就是从月球轨道计算，大约为十一度，因此，我们必须在上面提到的月球离开天空最高点的距离上再加上十一度，共计六十四度。所以说，发射炮弹时，月球的方位应该与发射点的垂直线构成六十四度的角。

　　以上就是剑桥天文台对炮弹俱乐部会员们提出问题的回答。概括起来如下：

　　1炮弹应该设在南纬或北纬零度至二十八度之间的地方。

　　2炮弹必须对准天空最高点。

　　3炮弹的初速应该是每秒一万二千码。

　　4炮弹应该在明年十二月一日晚十一点四十六分四十秒发射。

　　5发射后的第四天，也就是十二月四日午夜时分，炮弹将通过天空最高点到达月球。

　　所以，炮弹俱乐部的会员们应该立刻进行这样的实验所必需的各项准备，必须做好在规定时刻发射的准备，因为如果错过了十二月四日这天的话，那就必须再过十八年零十一天才能遇到月球同时符合既在近地点又在天空最高点的条件。

　　在天文学理论方面，剑桥天文台愿意随时协助你们，并与全国人民一起祝你们成功！

　　剑桥天文台台长