揭秘地球前往火星所需的时长 去火星需要多久

人类在完成登月后 , 下一步就是登陆火星 。相比登陆月球 , 登陆火星需要跨越2.25亿公里 , 近距离参观火星需要漫长的旅途 。
火星是距离地球第二近的行星(金星距离最近) , 理论上来说 , 火星距离地球的最近距离为5460万公里 , 但是这在历史上从未发生过 。火星距离地球最近的记录是5600万公里 , 发生在2003年 , 这是6万年以来 , 火星最接近地球的时候 。
火星和地球的平均距离 , 大约是2.25亿公里 。

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地球到火星需要多久?
知道了地球和火星之间的距离 , 我们只需要了解速度 , 就可以计算出时间 。
先来看看宇宙中最快的速度——光速 。光速是每秒299792公里每秒 , 在地球和火星距离最近的时候 , 光线大约需要3分钟 , 就可以到达火星 。最远距离则需要22分钟 , 平均距离需要12分钟 。
再来看看人类最快的航天器——新视野号探测器 。速度大约是58000公里每小时 , 在地球和火星距离最近时 , 需要39天才能到达火星 。最远距离需要289天 , 平均距离需要162天 。

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随着航天器技术的升级 , 如果宇航员真的前往火星 , 大约只需要5个月?
事实并非如此 , 之前的计算都是地球和火星的直线距离计算 , 然而事实上 , 航天器必须在行星周围的轨道中移动 , 这在无形中大大延长了地球和火星的距离 。
此外 , 火星和地球并非家和学校 , 都是一个固定的建筑物 , 在长达数月的旅途中 , 地球和火星的位置都在发生改变 , 工程师需要计算的是宇航员到达时火星的位置 , 而并非出发时火星的位置 。
在飞行过程中 , 航天器也无法一直保持最大速度 , 在靠近轨道时 , 需要减速进入轨道 , 以免直接飞跃目标 。根据NASA的计算 , 从地球到达火星 , 大约需要9个月的时间(这还是理想状态下) 。

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火星发射窗口期是什么?
地球绕太阳公转一周需要1年时间 , 火星绕太阳公转一周需要1.9个地球年 。
从地球飞向火星 , 航天器需要经过一个椭圆形的轨道路径 , 进入火星轨道 , 能够最大限度利用行星引力的轨道 , 可以让整个飞行过程更快、更省燃料 , 毕竟航天器不可能带无限多的燃料 , 在发射窗口期 , 航天器可以借助引力飞行 , 只需要2次加速 , 就可以到达火星轨道 。

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虽然两点之间直线最短 , 但是人类的航天器科技还不足以携带充足的燃料;就算可以携带更多燃料 , 航天器的设计也不足以无限加速 。
利用椭圆形轨道 , 虽然让火星之旅的路程增加 , 但这也是最为经济实用的飞行轨道 。这样的时机大约每26个月出现一次 , 2020年的夏天 , 就是火星发射的窗口期 , 大约会持续到8月中旬 , 下次火星发射窗口期是2022年的秋季 。

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火星探测器飞了多久?
虽然人类尚未亲自体验火星之旅 , 但是很多探测器早已经登陆火星:
  • 水手4号:第一个掠过火星的航天器 , 大约飞行228天到达火星 。
  • 水手9号:第一个进入火星轨道的航天器 , 大约飞行168天到达火星 。
  • 海盗1号:第一个登陆火星的航天器 , 大约飞行304天登陆火星 。
  • 火星探路者号:第一个登陆火星的漫游车 , 大约飞行212天登陆火星 。
  • 火星好奇号:大约飞行250天登陆火星 。
宇航员想要登陆火星 , 大约需要在太空生活270天左右(单程) , 在火星和地球之间往返 , 则至少需要在太空生活1年 。
人类仅仅去拜访一下火星邻居 , 往返就需要在路上浪费1年 , 在这1年的时间里 , 宇航员在太空可能会遇到各种状况 , 太空辐射也会长时间影响宇航员的身体 。寻找全新的推进能源是未来太空探索的必经之路 。