点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:最牛导航路线!从地球到火星,往返一趟要多久?
首页> 科普频道> 光明动科普 > 正文

最牛导航路线!从地球到火星,往返一趟要多久?

来源:科普中国2020-07-22 13:30

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  各位朋友大家好,欢迎收看科普中国军事微课,我是菁菁,来自中国航天科工四院四部的设计师。今天我要给大家分享的内容是:火星探测,一趟来回969天的旅行。

  太阳系八大行星中,火星是距离太阳第四近的行星,紧邻地球。火星和地球都在绕太阳公转,地球的公转周期是365个地球日,而火星的公转周期则为687个地球日。火星大约每隔780个地球日接近地球一次,我们称其为“冲日”,因此发射火星探测器的发射窗口相隔约为26个月。也就是说,从地球出发前往火星,最多需要等待两年多的时间。今年7月至8月我们就迎来了两年一次的“火星发射窗口期”。我国的“天问一号”将背负着探测火星的使命,从文昌卫星发射中心出发,开启中国航天的火星之旅。

  那么确定了出发的时间,路线又该如何选择呢?地球的引力范围是92.8万公里,火星的引力范围约为58万公里,这相对于火星和地球上亿公里的距离而言是非常小的。火星和地球最近的距离约为0.56亿公里,最远是4亿公里。然而,从地球前往火星、又或者从火星返回地球,都不能走最近的“直线距离”。

最牛导航路线!从地球到火星,往返一趟要多久?

  从地球飞往火星分为三个阶段:绕地球运动、绕太阳运动、绕火星运动。火星探测器利用运载火箭发射升空后,要想从地球轨道进入火星轨道,首先要从第一宇宙速度7.9公里/秒,加速到第二宇宙速度11.2公里/秒,从地球轨道进入日心轨道,也就是地-火转移轨道,之后降低速度转移到火星轨道。

  要转移变换必然要消耗宝贵的燃料,我们选择霍曼转移节省燃料——转移轨道设计成与初始轨道和最终轨道都相切的椭圆。用这种方式前往火星,来回总共需要大约969天。其中包括出发和返回路程中的时间,总共约为519天;以及到达火星后,在火星上等待返回时机,大约需要450天。探测火星的任务是艰巨的,这其中包括方方面面的原因。首先是时间和空间的问题,当地球和火星处于最远的4亿公里时,无线电信号衰减将极其严重,同时还会带来超过20分钟的信号时延,从地面站控制高速飞行的火星探测器将变得极为复杂。再者是空间环境的问题,探测器在空间中飞行,面临高能辐射环境,银河宇宙射线和太阳质子活动,这些都会引起电子系统辐射受损,导致航天器异常和故障。而航天器在飞行过程《建设航天强国》⑨火星探测,一趟来回要多久? 中一旦遭遇流星群,这个打击是毁灭性的。

最牛导航路线!从地球到火星,往返一趟要多久?

  许多航天工程师认为,探测器到达火星之后如何着陆是火星探测最大的挑战之一。火星的直径约为地球的1/2,体积约为地球的15%,质量约为地球的11%,表面的引力约为地球引力的0.4倍,火星的大气密度大约只有地球大气密度的1%。如何利用降落伞或其他办法在火星上安全着陆,是火星探测的最后一道难题。

  目前为止,世界各国共开展了40余次火星探测任务,其中失败的次数几乎达到了一半以上。2016年1月,我国首个火星探测任务批准立项,根据相关新闻报道,中国火星探测器在2019年10月首次公开亮相,近日,“天问一号”将一次性实现“绕、落、巡”的目标——即轨道器环绕火星、着陆器登陆火星、火星车巡视表面。如果完成任务,这将是全世界首次在一次任务中完成三个目标。

  出  品:中国科协 中国宇航学会 光明网

  监  制:战 钊 王 林

  制 片 人:金 赫

  策 划:金 彤

  科学顾问:菁 菁

  导 演:金 赫

[ 责编:赵清建 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平会见越共中央总书记特使黎怀忠

  • 河北唐山:发展设施农业 助力乡村振兴

独家策划

推荐阅读
2025年我国人均粮食占有量达到508.9公斤,远超国际公认的400公斤的安全线,粮食等重要农产品供给丰富、市场平稳、储备充足。
2026-02-05 10:15
一代代南来北往的科研“候鸟”安心在三亚当起了“留鸟”,南繁热土上,他们用坚守加速农业科研进程,守护着国家粮食安全的希望。
2026-02-05 10:06
工业和信息化部等八部门近日联合印发《汽车数据出境安全指引(2026版)》,推动建立高效便利安全的汽车数据跨境流动机制,提升汽车数据出境便利化水平。
2026-02-05 10:03
近日,内蒙古大学化学化工学院刘健教授、王艳琴副教授团队在节能制绿氢联产高附加值化学品领域取得重大突破,在《自然》子刊发表研究成果。
2026-02-05 10:01
近日,四川达州宣汉县深层海相钾盐资源分采分运攻关实验配套装置顺利完成试车,成功提取出高纯度氯化钾产品。
2026-02-05 10:01
我国互联网事业的蓬勃发展,既为“十四五”收官交出了亮眼答卷,也为“十五五”布局奠定了坚实基础。
2026-02-05 10:12
L5点位于地球的“后方”,位于该点的人造探测器无需消耗太多燃料就可以稳定长期驻留,因此“羲和二号”的设计寿命将长达7年。
2026-02-04 09:13
《月令七十二候集解》记载:“立,建始也”,“立”即“开始”之意。那么,立春的“立”,意味着怎样的开始?
2026-02-04 09:34
寒冬腊月,新春的氛围已在市井烟火中渐渐浓厚。进入寒假的第7天,在位于青岛的山东科技大学土木工程与建筑学院办公室里,教授李为腾和研究生杨光辉正在讨论工作。
2026-02-04 09:27
进藏工作10余年,那曲市农牧业(草业)科技研究推广中心畜牧师何世丞感慨颇深:“保护这片广袤而脆弱的草原,挑战不小,但我们一直在行动。”
2026-02-04 09:32
桥式起重机的轰响打破宁静,长十余米、重数十吨的火箭芯一级被缓缓吊离托座。操作手董磊手持控制设备,眼睛紧盯箭体,每一个动作都专注、沉稳。
2026-02-04 09:20
在人工智能(AI)和大数据时代背景下,高性能计算的战略地位已可与高能望远镜、同步辐射光源和粒子加速器等重大科研基础设施相提并论
2026-02-03 14:09
2月1日,农业农村部发布的《农产品质量安全承诺达标合格证管理办法》(以下简称《办法》)正式施行,我国农产品全面启用新版“身份证”——农产品质量安全承诺达标合格证。
2026-02-03 09:48
近日,记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉,该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。”
2026-02-03 09:40
就像为一段混乱的进程找到慢放键,中国科学家在量子世界实现了一项关键控制。在量子世界中,系统在外部驱动下通常会逐步丢失初始信息,最终达到混乱的热平衡状态,该过程被称为“热化”。
2026-02-03 09:37
科技部日前发布的2024年度全国科普统计数据表明:我国科普人员队伍规模持续壮大,2024年全国科普专、兼职人员数量达221.27万,比2023年增长2.62%,其中,科普专职人员29.70万人,科普兼职人员191.57万人。
2026-02-03 09:36
2月2日是第30个“世界湿地日”。我国持续开展湿地保护修复,累计实施3800多个项目,新增和修复湿地面积100余万公顷;实施红树林保护修复和互花米草防治专项行动,累计营造红树林9200公顷,除治互花米草9.73万公顷。
2026-02-03 09:21
X光片显示的一名33岁患者的新肺(左)和旧肺。在这项研究中,Bharat表示,他的团队设计的这套人工肺系统,能够保持血液平稳且持续地流向心脏,从而降低了因血栓引发心脏病的风险。
2026-02-02 09:52
孙纯告诉《中国科学报》,时间规划的“艺术”在于,如何平衡优先和重大项目、自由观测申请项目以及可能突然出现的机遇型项目,让所有科研用户都能满意。再过十余天,孙纯的家人就会到基地与她团聚,而雷政今年终于可以回到遵义老家,与亲友相聚。
2026-02-02 09:51
通过研究月壤,我们可以进行优化模拟,从而更好服务后续探月任务。
2026-02-02 09:50
加载更多