[2804] Marshmallow

Title Text:The increasing number of graham crackers and chocolate bars in orbit has created a growing risk of Kessler s’mores.

Origin:https://xkcd.com/2804/

https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/2804:_Marshmallow

棉花糖

在轨道上,谷物饼干和巧克力棒越来越多,导致了凯斯勒馅象的风险不断增加。

注:凯斯勒现象是由美国科学家唐纳德·J·凯斯勒于1978年提出的一种理论假设。该假设认为当在近地轨道的运转的物体的密度达到一定程度时,将让这些物体在碰撞后产生的碎片能够形成更多的新撞击,形成级联效应。

https://xkcd.in/comic?lg=cn&id=2804

这部漫画展示了类似于1960年代末和1970年代早期阿波罗月球登陆计划所使用的舱体的再入大气层过程。该舱体具有一个虚构的再入棉花糖烤制模块,具有一个可伸缩的棉花糖烤架,在再入过程中暴露于气流中。
在再入期间,舱体显然会以轨道速度前进,对地球来说,这个速度超过8公里/秒。这种高速会导致舱体前方的空气压缩并加热,因为它吸收了动能(有关加热方式的更多详细信息,请参见大气再入)。这会导致棉花糖加热。此外,再入加热效应通常看起来像是火焰覆盖在再入物体的底部。这与地球表面上常见的做法非常相似,即在静止的地面火焰(例如营火)上用杆子撑住棉花糖,这也会加热棉花糖,提高其味道。
在面板的开始,舱体正接近大气再入,因此任何气动作用尚未开始。“所有系统正常”是一个航空航天术语,意味着所有系统(包括生命支持、导航和稳定系统)都按预期工作。然而,一旦大气效应开始,事情就出错了。
长而细的气流扩展会扰乱气动,因为空气开始推向烤棉花糖的烤架,产生不平衡的扭矩,将棉花糖推向气流的更深处,旋转整个舱体。这种角加速度会持续,直到舱体其他部分的气动设计开始发挥重要作用,将舱体旋转回其原始位置,并重新开始不可控的振荡循环。因此,舱内的宇航员向休斯顿报告了一些振荡。
这促使这位未具名的宇航员告诉他们的同事史密斯收起棉花糖烤架。这将清理气动轮廓并停止振荡。然而,这遭到了反对,认为棉花糖还没有烤熟。这是可以预见的,因为根据模块的设计,它似乎在整个旅程中一直处于舱体的外部,暴露在太空的真空中。在这种情况下,它将辐射掉所有的热能,达到接近绝对零度的温度(约-273.15摄氏度,即物理上可达到的最低温度)。一瞬间的大气效应的冲击加热可能并没有将棉花糖加热到可食用的温度,甚至没有影响到棉花糖的内部。烤棉花糖的目标通常是完全融化棉花糖的内部,所以如果它仍然是冷冻的,那就违背了模块的整个目的。
“休斯顿”是位于德克萨斯州休斯顿的NASA任务控制中心的无线电呼号。在再入过程中,超热的空气形成等离子相并干扰无线电信号。因此,任务控制很可能无法接收到舱体的这条通信,并且直到再入过程基本结束之前,任务控制非常不太可能收到舱体的进一步更新。这使得任务控制的操作人员对再入的成功感到非常担忧。但是,正如轨道力学家和宇航员专家斯科特·曼利讨论过的关于从太空掉落火鸡烹饪的可行性(以及兰德尔自己也讨论过的煎牛排的问题),这部漫画中出现的宇航员并没有偏离公认的棉花糖烤制技术,NASA不应该对他们进行训诫。
面板的标题用一种沉思的口吻表示,也许模块的概念是个错误,这是公平的评估,考虑到设计中的许多缺陷。确实,最好有两个这样的单元,设在模块的对面并共同操作,以平衡旋转的力量。甚至可以有三个,彼此相隔120度,或许是自动和独立激活的,以消除所有其他不希望的气动效应——同时为通常居住在阿波罗舱内的三名宇航员准备零食,而不仅仅是史密斯。然而,如果没有办法在不退出舱体的情况下取回棉花糖,那么在舱体溅水下沉后,宇航员们享用他们的食物时,棉花糖可能会变得有点咸和浑水。
标题文本指的是一种流行的零食s’mores,这是一种将烤棉花糖与巧克力夹在两片格雷厄姆饼干之间制作的食物,类似于三明治。它还提到了一种火箭技术问题,称为凯斯勒综合征。凯斯勒综合征是指在低地球轨道中,太空垃圾的密度如此之高,以至于太空垃圾碎片相互撞击,打碎成更小的碎片。这增加了轨道中的太空垃圾数量,引发连锁反应,可能使低地球轨道变得不可用。这两个概念以荒谬的方式结合在一起,取代太空垃圾的是格雷厄姆饼干和巧克力条,污染了太空。将这些与烤制模块中的棉花糖结合在一起,会创造出天体s’mores,这是一种新颖而且相当疯狂的概念,因为美国的航天计划并不主要由巧克力和格雷厄姆饼干组成。

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