1979:从主导登月竞赛开始
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第20章 试遍所有方程(求追读!)

想在东航图书馆占到一个宝贵的自习座位,起码要每天清晨五六点钟爬起来排队。

几百个人抱着书包在楼下等,就看楼开的一瞬间,谁的腿脚更利索了。

陆航属于尚未完全适应大学节奏那种,当他悠哉的从食堂溜达过来时,已经望不见队伍的头儿在哪了。

他不由得怀念起自己前世那间宽敞、通透的大办公室了。

就这么巴巴的站在队伍后排了半钟头,陆航总算挤进了图书馆,但低层的座位早被一扫而空了。

好在六层的角落里,被他捡着个风水宝座,赶紧跑过去占下了。

接下来的几天,陆航持之以恒的贯彻早起占座、翻阅数学文献的行动!

当322寝的其余人还在睡懒觉时,只有他起得最早,天不亮就活力四射。

老二王尔德离寝室门近,总能隐约听见老四蹑手蹑脚端着脸盆的哐啷声。

他迷瞪着眼说:

“老四啊,你变了,你以前从不起这么早的。你现在的行为属于严重违背大学生规律、动物天性,极度不正常,你是不是被佟倩扎小人诅咒了?”

陆航只是把老二的头塞进被窝,仔细的拿被子蒙好,充耳不闻。

就这样灰头土脸的在图书馆抢了几天座,庄国栋对陆航交代的任务还没有进展,反而是生物钟先扛不住了。

每天一到下午他就困得睁不开眼,什么书也读不进去。

于是陆航每天的书包里,又多了一大袋茶叶。

一周过去后,陆航熬出了黑眼圈。

他烦躁的揉碎了一张废纸,丢进垃圾篓,重新在本子上划拉起来。

远曦一号大概会在七月中旬时,从地球出发,分别前往金星、水星,并最终抵近太阳观测。

考虑到宇宙空间的种种不确定性,除了已经编制好的飞行程序;

东航大学还要针对远曦一号可能遭遇的各种问题,制定应急方案。

小到探测器的发动机故障、大到彗星活动异常等,都要纳入考虑范围。

万一远曦一号遇到这些问题,地面人员不至于手忙脚乱,而能有条不紊的根据方案修改航线。

陆航在草稿纸重新绘出一张简易的星图,并标示出地球、金星、水星、太阳的位置。

以及皮萨罗彗星、法厄同小行星、木星等。

与地球的经纬度不同,在宇宙中要用天球坐标法来表示位置,写出赤纬、赤经等。

画完这些,陆航陷入了卡顿。

假如皮萨罗彗星在下半年,逃过木星的柯克伍德空隙,顺利进入地日空间,那么就会被金星引力改变轨道;

若没被金星弹出太阳系的话,就有大概率与附近的法厄同小行星相撞;

这一撞的蝴蝶效应,会导致法厄同星的轨道明显偏转,闯入远曦一号的飞行路径!

这颗重达几千亿吨的小行星,希尔球范围足矣影响远曦一号的轨迹,使其轨道突变造成任务失败。

应对的策略倒也不难,就让远曦一号设法绕开法厄同星,再重新回到前往水星的轨道上。

于是衍生出两组复杂的数学方程:

探测器从金星绕开法厄同星的椭圆轨道方程组、和探测器从法厄同星绕回金星背面的抛物线轨道方程组。

令庄国栋以及蒋松、周茉等人头疼的是,一时之间找不到合适的数学方程,将这两个不同的方程组完美串联、过渡!

他们才暂且搁置,优先处理其余方案,最终这个难题被蒋松踢给了陆航。

陆航敲了敲头,一脸生无可恋。

果然难啊……

这不是服用一颗神经元加速剂就能解决的问题,而是一点思路都没有啊。

更何况系统给的珍贵药丸,是要关键时候用在刀刃上的,能留着则留着。

尽管之前轻松设计出挑战杯的逃逸太阳系方案,但跟壮游计划比还是差远了,后者要考虑所有的实际变量。

光是躲避法厄同星的这一小段轨道,涉及到的椭圆轨道方程、抛物线轨道方程,就有上百个运算!

陆航明显是低估了这个方案的难度。

若是放在21世纪,这种问题由超级计算机来解决就行了,套上拉格朗日方程、哈密顿力学方程和逃逸速度公式计算,几分钟便能得出结果。

最后再用STK或者GMAT等软件工具,进行轨道仿真即可。

不过现在去哪儿找超级计算机,这个时间段最先进的计算机也才七百多兆的主存容量,至于拉格朗日方程之类的,更没法编程进去。

何况也轮不到自己使用。

陆航只能找到一种合适的数学方程,来描述远曦一号从椭圆轨道到抛物线轨道的轨迹。

“这个变轨过程,必须通过轨道能量守恒和速度增量计算来解决。”

“最好是从法厄同小行星的近地点掠过,因为近地点可以增加远曦一号的速度,符合奥伯特效应。”

“但在图书馆里翻了这么多本数学书,没一个公式派得上用场啊……”

废弃的旧稿纸上,写满了斯特鲁夫函数、抛物柱面函数、合流超几何函数、勒让德函数、雅可比椭圆函数以及威尔斯特拉斯椭圆函数等。

多达十几种不同的数学方程。

并非某些方程不好用,而是陆航需要找到最合适的。

譬如一个简单的‘天体运动时间’问题,就有角动量守恒公式+机械能守恒公式、圆锥曲线表达式+角速度公式、开普勒定律公式、质心运动定律和转动公式、拉格朗日动力学法等多达7种解法。

无论代入哪一种解法,最终都能推导出答案,但使用开普勒定律公式却是最方便的。

“靠,我就不信没法让远曦一号从椭圆轨道进入抛物线轨道了!”

“考试的时候,随便一道不定积分的题目,都能有凑微分法、有理代换法、割代换法、双曲代换法等12种式子去解开。”

“这个问题肯定也能解决的,只是我还没找对方向而已……”

对于卫星从椭圆轨道到抛物线轨道的拼接问题,陆航也只能试着从各种方程中找答案,毕竟这类问题前人也没涉猎过。

但这无异于大海捞针。

陆航叹了口气,将这些函数的教材书一一塞回书架,继续循着记忆寻找起来。

只可惜偌大的东航图书馆,竟然找不到一本合适的数学函数工具书。

这种类似数学届‘新华字典’的工具书,能节省不少计算时间。

不过陆航暂时还能通过心算应付,当务之急是尽快把各种数学公式都尝试一遍。

就在他从书架翻找时,余光却瞥见一道熟悉的身影。

女生小巧精致的五官看起来很漂亮,但由于天生沉默的缘故,不易给人留下印象,可陆航还是一眼认了出来。

“陈元元?你也来图书馆了……这小推车是……勤工俭学吗?”

旁边的女生正是陈元元。

今天她穿了件浅绿色的短蝴蝶呢子外衣,里面是高领的白色针织衫,洗得发白的牛仔裤下面是平跟软皮的回力鞋。

听见有人叫自己名字,陈元元的背影明显绷紧了,耳根也有点发红,然后小心翼翼的扭过头来。

见到是陆航时,她似乎松了口气,怯怯的打了声招呼:

“你好,陆同学……”

居然一口气说了五个字。

陆航心里吐槽,见她推着一辆小小的、堆满各类书籍的车子,便问道:

“你在图书馆负责整理和上架书籍吗?能不能帮我找几本书啊,我逛了半天没找到?”

陈元元有点局促的捏住衣角,发出蚊蚋似的回应:

“可以。”

陆航见她答应下来,也没客气,当即从笔记本撕掉一页,唰唰的写上去。

《天体力学进阶》、《动力天文学》、《轨道力学》、《马蒂厄函数和希尔方程》、《星际旅行指南》、《数学分析应用》……

“嗯先找这几本吧,我在卡片目录上看到有这几本书,但是书架上没找到。也不知道是不是换位置了没更新卡片,总之麻烦你了。”

陆航殷勤的把纸条递过去,陈元元却是伸出两只白皙的手,像接圣旨似的捧过去,圆润的指尖透着若有若无的粉嫩。

“我去找……”

女生仓促说完,便转身溜走了。

陆航无奈的挠了挠头,“这也太社恐了吧?”