在太空中开一枪会发生什么?

源济

在太空中开一枪会发生什么? 

作者 / 太空僧

战斗民族说：那咱就上去开一枪试试呗？

1975 年 1 月 24 日，苏联在伪装成礼炮号空间站的“金刚石”（ALMAZ）军用空间站上，秘密测试了一门 23 毫米口径的 Nudelman-Rikhter R-23 改装加农炮。Almaz 是唯一已知的武装载人军用航天器系列。

空间站炮是从图 -22“眼罩”轰炸机的尾炮发展而来

空间站干嘛要配一门炮啊？

射击地面目标是射不到了，当时技术不允许。对，你猜对了，主要是为了防止冷战小伙伴美帝国主义的航天器前来袭击或者捕获社会主义空间站。按照设计要求，苏联航天员可以通过改变航天站在太空中的姿态，让机炮快速瞄准目标并迅速击毁之(换句话说，炮是固定死的，没法灵活机动)。它的原型是上世纪 50 年代苏联为高空高速飞机设计的 R-23 机炮，做为有史以来射速最快的单管机炮，它每分钟可发射 2600 发子弹，但上太空时为了减重，装弹量只有 32 发。

图中标的是 30mm 口径，待查

打响近地轨道的第一枪

苏联人原本打算由空间站上的航天员来开火，但考虑到可能会产生的剧烈振动和巨大噪音，最终还是决定远程遥控，朝向运动轨道的前方打一炮。当大炮一下子射出 20 发子弹后，就像一台大型推进器一样产生了一股很强的后座力，立即将空间站的姿态和高度维持变成了 hard 模式，最终花了很长时间才稳定回来。

据坊间传闻，苏联人称它的有效射程约 3 到 5 公里，此次实验成功射中并摧毁了一个靶卫星。但射没射中，谁也不知道。

与很多人的想象相反，没射中的子弹并没有冲出地球走向宇宙。因为空间站本身为了维持 LEO 轨道，速度大约是 7800m/s，而机载加农炮弹的初速度也就 850m/s。通过计算可知，单单从 LEO 向外到 GTO（地球同步轨道）移动，就需要在 LEO 轨道上增加大概 2500m/s 的初速度，更不用说离开地球，离开太阳系了。 当然，炮弹一开始的速度还是叠加在空间站的速度上的，于是出炮口后会立即向外移动，在向势能的转化过程中不断减速并落在了空间站的后方(对，后方)，并在数月之内又会落向地球(这是因为它的质量太小，很容易被地球的重力异常和极稀薄的大气层俘获)。

同理，如果朝空间站相反的方向开枪，子弹相对地面实际是在减速，因此会落入较低的轨道，并会跑到空间站的前方。如果笔直向上 90 度开炮，子弹与空间站切向同速，但射向更高的轨道，于是子弹会划一个弧形离开空间站，并进入一条椭圆轨道。如果将子弹向下发射，也是类似的情况。不论朝哪个方向发射，子弹最终都还是会留在近地轨道上，直到它们撞击空气分子足够久后，重入地球并可能会烧成渣。

那在外太空射一枪呢？

那我们不考虑地球的影响，去外太空找个空旷的地方开一枪，会怎样？

首先，就像你想的那样，子弹轨迹会一直向前，直到遇到星体才会变弯或坠毁。其次，枪会迅速过热。我们知道，热量只能通过三种方式消散：辐射、对流和传导。在太空中，没有空气可以帮助热量从枪管中排出。辐射也太慢，而传导的结果是整个枪会烫得要命。 如果连续多开几枪，先不考虑润滑剂是否会烧干卡住往复机构，只想着这些热量最终会传到弹匣并有可能会把手炸飞，就觉得很恐怖了。

上图为真空，下图为非真空

不仅如此。由于开枪的后坐力与肩膀成一直线，而肩膀位于人体重心上方，所以宇航员将开始翻滚。如果宇航员是从头部高度用普通手枪瞄准并开火，后坐力会让他大约每三分钟至少旋转一次。如果是章北海那种连狙三十枪，估计会转成陀螺仪了。如果宇航员不及时用宇航服 EVA 推进器修复这种旋转，他将一直旋转下去，直到撞到比自身重的物体，或者最终被另一行星 / 小行星 / 恒星等的引力捕获为止。

当然，如果你指的是激光枪，那就当我什么都没说过。

相位枪，约 2266 年起装备联邦舰队

一更

有很多人留言问，真空没氧气，怎么开火呐？

事实上，与高中课本中写的不同，早期的黑火药是需要氧气的(虽然硝酸钾分解能生成氧气供反应，但引发这个反应是需要氧气参与的)。而现在的弹药用的基本是无烟火药，它的发射药是由起氧化作用的氧化基团和起还原作用的可燃性基团组成(两类基团可以是混合物形式，也可以是被称为爆炸性化合物的化合物形式)。

比如最典型的单基火药中，只有纤维素硝酸酯（硝化棉）一种含能物质，占到了总质的 95%以上(其它还有安定剂等非含能成分)。

密封的子弹就是靠底火(四氮烯或硫化锑等)和发射药的自身燃烧产生极速膨胀的气体将子弹推出枪膛的，有没有外界氧气不重要。

上图明显能看出，燃烧主要是在子弹弹壳和枪膛的小空间内，外界是否真空，影响不大。