法国著名科幻作家儒勒·凡尔纳曾在1865—1870年间，创作了一部幻想小说《炮弹车厢旅月记》，小说里描写了一个“异想天开”的想法：把一个装着活人的炮弹车厢送上月球！在这位作家非常逼真的描写下，整个场景可谓是栩栩如生，仿佛这件事的确发生过。于是，许多读者自然而然地产生这样一个问题：难道这种异想天开的想法真的就不可能实现吗？细细分析这个问题，真的很有意思。

图2-13　永远不会落在地球上的炮弹的速度计算图

我们先来探讨一下，一颗射出的炮弹，有没有可能永远不再落回到地球之上呢？从理论上讲是完全可能的。那么，一颗水平射出的炮弹为什么最终还是要落在地球上呢？这当然归功于地球对它的吸引力，在地球引力的作用下，炮弹的飞行线路发生了弯曲；也就是说，炮弹的飞行路线并不是直线，而是沿着一条偏近地球的曲线飞行，最终要落在地球之上。当然，地球表面也是弯曲的，可是炮弹飞行路线的弯曲程度远超地球表面。那么，我们能否让炮弹的弯曲度小一些，小到跟地球表面的弯曲程度相同，这样的话，炮弹就永远不会落在地球上来了！这样的炮弹就会沿着地球的某一同心圆绕地球运动了。可以这么说，它就变成了地球的一颗卫星，或者说第二个月亮了（图2-13）。

但是，如何才能够使射出的炮弹沿着比地球表面弯曲度更低的曲线飞行呢？方法其实很简单，将炮弹射出时的速度提到足够高就行。图上画的是地球的一部分截面图。在山峰上的A点架一座大炮。假如排除地球引力的影响，那么炮弹从这门大炮里水平射出，在一秒钟后，它应该飞到B点。可是实际上的情形并非如此，受地球引力的影响，射出的炮弹在一秒钟以后，并没有到达B点，而是到达了比B点低5米的C点。从前面可知，5米就是每个物体在真空里自由下落，在地球引力的作用下的第一秒钟所跑的路程。我们进一步假设，如果这颗炮弹在降落5米后，此时它与地面的距离，恰好跟它出发点A点到地面的距离相同，这就表示炮弹正沿着地球的同心圆飞行。

接下来只要我们求出AB线段的距离（图2-13），也就是求出炮弹在一秒钟里沿水平方向飞行的距离；这样的话，我们可以计算出，炮弹应该以多大的速度发射，它才不会重新落回地面上来。计算过程并不难，根据三角形AOB就可求出：OA是地球半径（大约等于6 370 000米，这里忽略山峰的高度）；OC＝OA，BC＝5米；因此OB＝6 370 005米。

根据勾股定理，得

进一步推算，得AB约等于8000米。

由此可推之，不考虑空气阻力的话，只要炮弹以每秒8千米的速度从大炮里发射出来。那它就会永远不再落回到地面上来，而是像地球卫星一样围绕地球以圆形轨道旋转。

那么，假如我们进一步提高炮弹从大炮射出的速度，即它的射出速度高出每秒8千米呢，它会怎样飞行？根据天体力学可证明，当速度超过每秒8千米以上，达到9千米，甚至10千米之时，炮弹从炮筒里射出以后，则绕着地球以椭圆的路线旋转，而且初速度越大，椭圆就拉得越长。如果炮弹速度达到每秒11千米或者11千米以上的时候，炮弹飞行的路线就不再是封闭的椭圆形，而是不封闭的曲线——“抛物线”或“双曲线”，它将飞离地球，甚至飞出太阳系（图2-14）。

图2-14　以8千米/秒或以上的速度射出的炮弹的运动轨迹

因而，从理论上分析，乘坐在以高速射出去的炮弹车厢里前往月球旅行，这件事情看来并非不可实现^[5]。

（上面这一段讨论，是假定大气对于炮弹的行进不起阻碍的作用，事实上，大气阻力的存在使得这样高速更不容易得到。）