本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。
年,在火星发射窗口期,阿联酋、中国、美国各发射了一个火星探测器,最晚发射的美国毅力号,近期宣布毅力号的旅行距离达到2.亿公里,已经越过火星之旅的中点。
希望号、天问一号、毅力号,虽然发射时间不同,但是由于3个探测器的荷载、速度、轨道都不相同,因此到达火星的时间相差无几。
地球到达火星需要多久?
在太阳系中,金星距离地球最近,火星是距离地球第二近的行星。
虽然火星的距离排名不错,但是火星距离地球的最近距离,也有万公里,这也只是理论数据,目前火星距离地球的最近记录是万公里。
在未来数百年的时间里,火星的近地点会逐渐靠近,年,火星进入近地点时,和地球的距离只有公里左右,也是观测和探测火星的最佳时机。
虽然火星距离地球最近的时候只有不到万公里,但是火星距离地球的最远距离,超过了4亿公里。我们不可能在火星最远的时候去拜访火星,但也不可能以最近距离探索火星。
为了消耗最少的燃料到达火星,探测器需要借助地球的引力,只在特殊的变轨点加速,用更长的时间、更少的燃料到达火星,整个过程的距离大约是4.7亿公里。
接近5亿公里的距离,如果以光速前往,大约只需要22分钟,如果直线前往火星,平均只需要10分钟左右,然而人类距离光速还有很大的差距。
以人类最快的航天器速度,就算是在最近距离直线前往火星,也需要39天时间,按照正常轨道则需要天左右。
火星之旅,目前至少需要8个月时间?
美国水手9号进入火星轨道,只花费了天,而美国好奇号则花费了天时间。
虽然目前航天技术日新月异,但是探测器携带的科学仪器越来越多,整体质量也越来越重,因此火星探测器前往火星的时间反而越来越漫长,能够天到达火星,完全只是“理论”。
年的3个火星任务,都是在夏季火星月发射,也都将在明年的2月-3月到达火星,整个火星之旅大约耗时8个月,这也是无人探测器较为平均的耗时——天左右。
无人探测器基本只携带科学仪器和燃料,不需要携带较多的消耗品,还是可以以较快的速度前往火星,但是如果人类前往火星呢?
人类在前往火星的8个月时间里,需要大量的物资支持,水、食物、日用品等等消耗类物资将大大增加,并且宇航员为了避免失重环境下的肌肉、骨骼质量流失,还需要携带大量的健身设备,再加上必需的科学仪器,人类前往火星需要更多的时间。
利用燃料探索太空,有其恶性循环的局限性——想飞得更远就要带更多燃料,带更多燃料,就会产生更多质量!
利用宇宙能源探索宇宙,才是未来星际旅行的关键!目前在国际空间站测试的太阳帆,可以到达目前航天器的6倍速度,成型的太阳帆携带公斤的物体到达火星,只需要3天时间。
太阳帆使用恒星的力量,这份力量虽然微弱,却可以一直产生加速度,太阳帆需要花费数月时间加速,之后就可以到达非常快的星际速度,可以轻松探索地球附近的星球!