流浪地球中，地球被推出太阳系后，月亮怎么样了？ 第1页

评论中有部分人不太理解这个脑洞，所以增补一下一些内容，放在最后

原答案

----------------------------------------

终于有人提月亮了，正好说一下一个想法：行星发动机放在月球上更好

电影虽然被吐槽科幻不够硬，但是这个设定的核心亮点是“带着地球流浪”这样一个浪漫主义意象，所以如果接受原作这个核心设定和其他基本技术设定的话，流浪地球计划也许有更好的实现方式。

电影中的行星发动机放在地壳上，有这样几个问题，一是地壳会被推移甚至下沉，造成地质运动或发动机失效；二是大气层中的行星发动机会大量的吹走大气，相当于射流泵，既损失了大气又降低了推力，大大降低了机械效率；三是影片里发动机必须布置于地面，对发动机的布置限制比较大，不能实现更好的动力分布

如果将发动机布置于月球，通过月球与地球的引力间接牵引地球移动，则能大大改善以上几个问题：1、月球是个实心球，地质稳定；2、月球没有大气，引擎工质可以有效的喷射；3、月球的石头烧了不心疼，在地球上至少要烧地壳质量的40%，到了目的地，家园也会变的面目全非；4、引力牵引方式下，地球受力相对均匀，不易造成更大的连带伤害；5、月球表面布置发动机的选址相对自由，可以布置效率更好的发动机阵列；6、月球在前方领航能大大降低地球遭遇小天体撞击的风险，甚至如果能预计氦闪时机，可以让月球转过去挡一下；7、面向地球的一面可以为地球提供稳定的照明条件和通讯条件

当然，这种方案也会带来一些负面效果，例如：1、月球上建设工程设备的困难；2、牵引系统惯量加大，转向速度等动态性能下降较多。但以片中展现的技术能力，这两个问题还不算特别大，就算是开一个同人脑洞吧。

增补内容：对评论中出现的各类问题做个Q&A

Q1：月球质量小，拉不动地球

A1：月球质量大约是地球的1/81或1.23%，地月之间的当前引力为

给地球带来的加速度是

而流浪地球计划对地球加速能力的需求是500年内加速到0.04c，也就是说目标加速度是

这两者是同一数量级的，只要地月距离略做调整，就能提供足够大的牵引力，实现目标加速度（当然，也要控制地月连线的方向），新的地月质心距应为

也就是地月距离只需要缩小三分之一，地月引力就足够满足流浪地球计划的需求

Q2：月球不够烧

A2：月球质量约为地壳质量的三倍，如果月球都不够烧，那么地壳也不够烧

Q3：月球建设发动机难度大

A3：月球建设发动机的难度在于运输物料上去，而月球环境的地质稳定、重力加速度小、环境复杂度、选址限制等条件都对建设大功率发动机有利，而且原作中月球发动机的建设完成时间还早于地表发动机，可以认为在原作的技术水平下，月球发动机不存在大的技术障碍

Q4：太阳引力比月球引力大，拉不走地球

A4：与太阳引力直接对抗是效率最低的方法，实际上都是保持牵引力与太阳引力正交的方式进行轨道加速，逐渐提高轨道能量，直至离开太阳系。

Q5：月球开路，那么发动机会喷向地球

A5：地月距离按上面计算约为25万多公里，在这个距离上，从月球看地球只是一个小圆盘，视张角只有3.3°，那么多发动机非要对着这3.3°的小角度喷射吗？喷流速度估计大约是光速的百分之几，远超地球逃逸速度，只要喷流偏角稍微超出3.3°，就不容易被地球俘获。

Q6：月球停止公转，一旦发动机故障则地月大冲撞，风险大

A6：可以估算出在月球发动机全部失效的情况下，地月冲撞发生需要用时

也就是说，即使全部发动机一起失效，也比片中经过木星加速时的事故有更多处理时间。

第二，发动机数量只要不太少，随机故障导致全灭的概率就会很低，指数量级的低

第三，发动机总推力肯定要有动力冗余，以应对定期维护的需求。

最后，可以给月球保留部分指向地月连线的角动量，这样即使月球发动机全灭，也可以避免地月直接冲撞。（这个不太好想象，可以理解为以地球为参照物，地月连线绕着地球前进轴线扫一个圆锥面这样的运动，实际上月球走一个螺旋线前进，这样在发动机全灭的情况下，月球绕地球的轨迹变成椭圆，控制参数让其半短轴仍大于地月洛希极限即可）

Q7：地球没有了发动机，怎么供应能量供人生存？

A7：不需要提供推力的聚变堆能提供更多能源给民生，另外，月球发动机的巨大辉光可以为整个半球提供充足的照明能力，甚至能保留地面农业

Q8：三体问题怎么办？

A8：三体问题不可解是指不能对非确定初值给出解析解，数值解是可以解算的，而且可以很精确。另外，如果俘获多个小行星/卫星/彗星作为后备资源的话，可以放在地月拉格朗日点上，配合少量发动机维持位置和转移位置。

Q9：月球是空心的！

A9：都9012年了，多看点物理书，少看地摊文学......

Q10：答主物理没学过/初中没毕业/高中不及格

A10：对对对，你高兴就好

Q11：地球和月球不会越来越远吗？

A11：地球受月球的引力，月球受地球的引力和发动机的推力，通过控制发动机推力可以改变月球与地球的相对位置，从而控制地球受到的牵引力，只要对月球和地球的相对速度、相对加速度、相对位置三个参数进行闭环控制即可，简单的二阶系统，惯量还巨大，特征频率极低，从控制原理的角度来说难度并不高。

Q12：为什么没把太阳拉走

A12：因为不需要，所以我们的加速度超过太阳就把太阳甩在身后了，如果需要带走太阳的话同样的原理确实可以拉走，甚至是在相当长的未来内唯一可行的摄动恒星的办法，略微具体来说是这样的：

建设超大型反射板，将一部分太阳辐射定向反射，同时控制反射板受到的引力与恒星风平衡，这样就能驾着太阳风执行“流浪太阳”计划了

Q13：月球在发动机推力和引力作用下如何保持稳定？特别是发动机阵列的推力可能无法严格平衡对质心的力矩

A13：这是一个好一些的问题，第一，月球-发动机-地球 这个动力系统的惯量非常大，推力无需时时刻刻都严格平衡，只要通过闭环控制保持动态稳定即可；第二，月球可以通过携带绕地月轴线的角动量，非平衡力矩会引起进动，进一步提高指向稳定性

这个系统的惯量很大，这么说可能不太直观，我们计算一下极端情况，即月球发动机大部分故障，所有推力集中于一点，推力作用线与月面相切（即所有推力都用来转动月球），在这种情况下，月球会获得的角加速度为

以这个角加速度持续推动月球转动一天，获得的角速度也不过0.0008rad/s，这么低的动态，即使手动调整推力平衡或者稍微带一点自旋角动量也不会让指向轴偏移多少

Q14：月球上没氧气，怎么烧？

A14：地球上的发动机也不用氧气，原作的设定是重聚变技术（唉，还要解释这种问题……

Q15：月球牵引转向太慢，怎么破

A15：此方案采用持续加速，以螺线离开太阳系，不用引力弹弓，无需快速转向，对转向能力的最高要求是能用一年掉头即可（在轨迹的开始阶段）此后对转向能力要求就更低了

Q16：在A6中提到的最后一点，月球和地球的轨迹是什么样的？

A16：等我有空的时候会画个图来解释

Q17：月球越烧越小，引力会不会不足

A17：如果按原作的设定，烧地壳可以完成加速和减速，那么换成烧质量三倍于地壳的月球，在完成刹车时也会保留60%以上的质量，只需随着旅程逐渐降低地月距离即可保持对地球的牵引力不变，最终的距离（按月球剩余60%质量计算）也有20万公里，与旅途开始时没质的改变。

Q18：降低地月距离会不会让地球或者月球表面潮汐力太大

A18：地球的刚体洛希极限半径约19Mm，远小于方案中的地月距离255Mm，不会影响月球稳定性。地球表面月球的引潮力会增加127%，小场面，影响不大，远比地球发动机刹车影响小。

Q19：月球越烧越小不会影响月球地质稳定吗？发动机会大量故障吧？

A19：按照原作的聚变技术设定，烧月球至少能剩下70%左右的质量，而月球地质稳定，可以将发动机集群相对集中布置于一片直径数百到上千公里的范围内，而燃料则从剩余的面积上挖掘，在烧掉30%的月球质量之后可以仍然大致保持球形，这个小球与原来的大球在发动机阵地处相切即可，没必要在月球上挖的千疮百孔奇形怪状，或者是非要去挖发动机基础。

实际上，这样的建设和挖掘方式也是比较节省工程量的。

Q20：月球发动机还要给地球提供照明？是要取代太阳吗？功率够吗？

A20：假设整个加速阶段需要消耗地壳质量的40%（按 @刘博洋 的估算）那么发动机的总功率大约是[1/2x6E24x0.4%x40%x((1-0.4x40%)x0.004c/(40%x0.4%))^2+1/2x6E24x(1-0.4%x40%)X(0.004c)^2]/(500x365x24x3600)=1.7E28W

（没用相对论动能，因为……不影响结论）

（即使用功率的下限，也就是全部功率都用来加速地球，那么也有2.7E26W，同样不影响结论）

而太阳总辐射功率仅为3.9E23W，地球只接收到了其中1/2200000000，约1.8E14W ，也就是说在地球发动机开启的那一瞬间，地球就是全太阳系最亮的星，远远超过太阳的亮度（大概亮出十万倍左右吧），地球不仅不会冷，而且还会热爆了……这也是原作的一个设定bug，为了讲故事也只能选择性忽视了

所以，别担心什么发动机宕机/月球坠落/撞到小行星/撞到木星这种小场面小风险了，这么厉害的喷流别说照明了，一不小心扫到地球，等于掉了十万个太阳在地上……就再也没有痛苦、饥饿和寒冷了

看到这里，大家应该知道2500年带走地球到比邻星是物理上不可能的了，不过大家可以考虑一下什么样的参数才能让这个航程更合理一些

改造成飞船。

装上了行星发动机，垂直黄道面，浪去了呗。

比起新建一个大型自循环飞船，月球的成本和效果无疑最有优势。

火种计划相较月球飞船计划，优先级可能还低。作为人类自救，月球及其深空计划应该是人类一个可选的优势方案。