第四章 剑桥天文台的回复

不过，巴比凯恩并未因众人的欢呼而忘乎所以。他首先要做的是把他的同事们召集到枪炮俱乐部的办公室里来。在那儿，经过一番讨论，大家同意就方案的天文方面请教一下天文学家。等天文学家的回音一到，大家就将讨论机械装备的问题，而且，为保证这一伟大试验的成功，任何细节都不可疏忽。

于是，一份包括一些专业问题的十分明确的纪要便拟好了，寄给位于马萨诸塞州的剑桥天文台。剑桥城是美国第一所大学的诞生地，而且也正是因为它的天文台而享誉世界。那儿聚集着一些顶尖的科学家；那里的一台功率强大的望远镜使得邦德解析了仙女座星云，使得克拉克发现了天狼星。这座著名的天文台完全值得枪炮俱乐部依赖。

两天后，焦急不安地等待着的巴比凯恩主席终于收到了对方的回信。内容如下：

剑桥天文台台长致巴尔的摩枪炮俱乐部主席：

您本月6日以巴尔的摩枪炮俱乐部全体会员的名义寄给剑桥天文台的信函，我台业已收悉。我们立即开了会，并作出如下之我们认为较为合适的答复。

您提出的问题归纳如下：

1．可不可能向月球发射一枚炮弹？

2．地球与它的这颗卫星的精确距离是多少？

3．在给炮弹以足够的初速度的情况下，它能飞行多长时间？而为了让它落在月球上的某一个特定地点，应该何时发射为好？

4．炮弹落在月球上的最佳位置应该是什么时候？

5．发射炮弹的大炮应该对准天空中的哪一个点？

6．炮弹射出时，月球是在天空中的什么位置？

就第一个问题（可不可能向月球发射一枚炮弹？），现回答如下：

可以。如果炮弹的初速度达到每秒一万二千码的话，就可以向月球发射。经过计算，这一速度足够了。随着物体离开地球，地心引力的作用与距离的平方成反比，因而在逐渐减少，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，到月球的引力与地球的引力持平的时候，也就是说，在射程达到五十二分之四十七的时候，炮弹的重量就完全消失了。这时，炮弹不再有重量了，如果它超越了这个点，它就将在月球的唯一的引力之下落在月球上。试验的理论性完全得到了验证。至于成功与否，那就只取决于发射装置的大小了。

就第二个问题（地球与它的这颗卫星的精确距离是多少？），现回答如下：

月球围绕地球运转的轨迹并不是圆形的，而完全是个椭圆形，我们的地球占据着这个椭圆两个圆心中的一个。因此，月球有时离地球较近，有时又较远，或者，用天文学术语来说，时而在远地点，时而在近地点。可是，最大距离与最小距离之间的差距是较大的，大到我们不能忽略。确实，在远地点时，月球距离地球二十四万七千五百五十二英里（约为九万九千六百四十法里），而在近地点时，距离则只有二十一万八千六百五十七英里（约为八万八千零一十法里），相差两万八千八百九十五英里（约合一万一千六百三十法里），亦即射程的九分之一。因此，近地点的距离应该作为考虑的基础。

就第三个问题（在给炮弹以足够的初速度的情况下，它能飞行多长时间？而为了让它落在月球上的某一个特定地点，应该何时发射为好？），现回答如下：

如果炮弹始终保持发射时的初速度——一万二千码的话，它大约只需九个小时便可到达目的地。但是，由于这个初速度将逐渐降低，经过推算，炮弹将要花费三十万秒，亦即八十三小时二十分，才能到达地球引力和月球引力相抵消的点，然后，从这个点起，它将在五万秒之后，亦即十三小时五十三分二十秒之后落到月球上。因此，应该在它将到达月球上的那个瞄准点之前的九十七小时十三分二十秒之前发射它。

就第四个问题（炮弹落在月球上的最佳位置应该是什么时候？），现回答如下：

根据刚才上面所说的，必须首先选择月球在近地点的时期，同时也要是它通过天空最高点的时刻，这将能够减少相当于地球半径的距离，亦即三千九百一十九英里。这样的话，最终射程则为二十一万四千九百七十六英里（约合八万六千四百一十法里）。不过，如果说月球每月都经过其近地点的话，那它并不是在这一时刻总是在天空的最高点的。而这两个条件同时具备的话，必须有一个很长的间隔。因此，必须等待月球既在近地点又在天空最高点的时刻的到来。不过，巧得很，明年12月4日，月球将正好具备这两个条件：午夜时分，它将到达它的近地点，也就是说离地球最近的时候，与此同时，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中的哪一个点？），现回答如下：

根据上述认定的看法，大炮应该瞄准天空最高点，这样，炮弹飞出时与地平线呈垂直状，它因此也就能更快地摆脱地球引力。不过，要使月球到达天顶的最高点的话，就必须让这个地方的纬度不高于地球的赤纬，也就是说，它必须位于北纬或南纬的零度至二十八度之间。在其他任何地点，都必须倾斜发射，而这就可能影响试验的成功。

就第六个问题（炮弹射出时，月球是在天空中的什么位置？），现回答如下：

当炮弹将向天空发射的时刻，每天向前运行十三度十分三十七秒的月球，将必须远离天顶最高点四倍于这个度数的地方，亦即五十二度四十二分二十秒的地方，这一空间正好符合炮弹射出的途径中月球的运行路线。不过，由于必须同时考虑到地球自转所引发的炮弹的偏差，而且还由于炮弹只是经过一个相当于十六个地球半径的偏差距离之后才到达月球（从月球轨道来看，大约为十一度），因此，我们必须把这十一度加到所提及的月球离天顶最高点的距离中去，变成六十四度整。这样一来，在发射炮弹时，月球视线方位将与发射点的垂直线构成一个六十四度角。

这就是剑桥天文台对枪炮俱乐部会员们提出的问题的回答。

概括起来，就是：

1．大炮必须安放在一个北纬或南纬零度至二十八度之间的地方。

2．它必须瞄准天空最高点。

3．炮弹的初速度必须达到每秒一万二千码。

4．炮弹应该在明年12月1日晚上10点46分40秒发射。

5．在发射的第四天，即12月4日午夜时分，炮弹在通过天空最高点时到达月球。

因此，枪炮俱乐部的会员们应该立即着手进行这样的一次试验所必需的工作，做好在规定时刻发射的准备，因为如果错过了12月4日这个日期的话，那就必须等十八年零十一天才能遇上月球同时符合位于近地点和天空最高点的条件。

剑桥天文台愿意毫无保留地回答有关天文学理论方面的问题，并与全美国人民一起共祝诸位马到成功。

剑桥天文台台长

J.-M．贝尔法斯特