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天问一号,出发了!火星,明年见!

来源:科普中国2020-07-23 13:29

  火星探测为什么要飞7个月?这其实跟我们人类现在的航天技术,特别是我们的发动机,还有航天器的设计能力相关的。

天问一号,出发了!火星,明年见!

  地球距离火星一般都非常远,最远可远至4亿千米,最近时也会超过5000万千米,探测难度很大。人类现有的以化学燃料为核心动力的火箭性能依然有限,远远比不过科幻作品中动辄以极快速度运动的飞船和火箭,人类并不能随心所欲的不在乎地球和火星之间距离。

  理论上讲,如果我们可以持续提供动力的话,探测器去火星的时间还可以缩短,但是相比于技术上的问题来说,时间是可以等待的,所以我们设计现在火星探测的轨道,通常使用的叫做霍曼转移轨道。

天问一号,出发了!火星,明年见!

  这个轨道有一个非常大的特点,就是探测器只需要在这个轨道的两端,也就是在进入霍曼轨道的时候,我们的探测器有一次发动机点火,把探测器推入到霍曼转移轨道,然后在飞行的过程中借助天体引力不断地飞行,而在接近到火星的引力场范围的时候,再做第二次发动机点火,这样再把探测器推入到环绕火星的轨道,它是一个最省燃料的轨道。

天问一号,出发了!火星,明年见!

  探测器在飞行的整个过程中,主要就是依靠天体引力去接近火星,而不需要依靠发动机本身的推力。当然带来的一个代价就是在时间上我们需要去等待,所以时间上会相对来说比较长一些。

  由于各探测窗口条件不同,各探测器使用的火箭性能和飞行方案不同,最终的探测器霍曼转移轨道飞行距离可以轻易长达4~7亿千米,耗时6-11个月不等。对于2020年从地球出发的几个火星探测器而言,大致都需要7个月左右时间,于2021年2月前后分别抵达。

  出品:科普中国 光明网

  监制:战 钊

  策划:宋雅娟

  编导:宋雅娟

  摄像:肖春芳

  制作:博 文

[ 责编:张佳兴 ]
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