天问|火星探测、卫星搜寻、星球大战，你有怎样的“天问”？火星探测|火星卫星|通信卫星|卫星|卫星

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探测火星的“发射窗口”已经打开，
7月20日，阿联酋的“希望号”率先出发，
7月23日，中国的“天问一号”顺利发射，
美国的“毅力号”也将紧随其后，
计划于本周四发射。
确定火星上是否有生命，
是美国“火星2020任务”的科学目标之一，
也是科学家们一直孜孜以求的问题。
2020年的地球命运多舛，但灾难没有阻挡住人类探索太空的脚步，约150次的航天发射让今年成为了世界航天发射大年。而自古以来，地球上的人们对于天空的追问从未停止。当“天问一号”在火星探测时，我们能看到火星吗？马航为什么躲过了卫星的“眼睛”？北斗导航卫星如何充当福尔摩斯来“断案”？昨天（26日）晚上，文汇APP互动群刘云烨组自主策划轮值讲座、实施了线上话题分享《世界卫星发射大年——我们一起来“天问”》，满怀好奇和希望，向着火红的星球开启“天问”之旅，为学科学、讲科学、爱科学营造了浓郁的交流氛围。

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7月26日晚上，文汇讲堂听友在腾讯会议开启“天问”之旅， 60余人参与
一问：“天问一号”为何选择在文昌而非西昌发射？
——低纬度、近赤道，可得到更大的地球线速度
我国有西昌、文昌、太原以及酒泉四大卫星发射中心。 “天问一号”出征，为何会选择在文昌发射？毕业于复旦大学物理系、原上海工程技术大学副教授杨国平介绍，文昌和西昌卫星发射中心具有良好的纬度条件，主要承担地球同步轨道卫星、大吨位卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。其中，文昌以靠海港，运输方便，火箭可以海上运输，箭体直径不再受铁路桥梁涵洞限制、航区及落区安全性好、纬度更低（西昌北纬28度，文昌约北纬18度）等优势，在发射同类卫星时，会成为首选发射场。这次“天问一号”选择在文昌卫星发射中心发射，低纬度、近赤道是最重要因素。因为“天问一号”要从地球轨道转移到火星轨道，需要第二宇宙速度的推力（11.2km/s），在低纬度发射，可以得到更大的地球线速度（赤道的线速度是465米/秒，比音速还快），从而提高火箭的运载能力和卫星的寿命。

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文昌发射场航拍图
二问：“天问一号” 为何选择在今年7月发射？
——如“狼追兔子” ，根据约定会合时间等参数倒推发射时间
火星轨道和地球轨道的周期不一样，地球到火星的距离是一种动态的关系，大约每26个月会接近一次。因此，火箭发射必须考虑两个重要因素。首先在路径选择方面，必须满足能量消耗最小的霍曼转移轨道（一种变换太空船轨道的方法），并约定会合策略。何为“约定会合”策略？杨国平解释，这类似于狼追兔子的问题。据说，达芬奇曾提出，假设一只兔子和一只狼同时发现对方，并开始追逐，狼直接跟在兔子后面追不一定能赶上兔子，但若计算好兔子回巢的路径，往其巢穴方向追，就一定能追上兔子了。正因如此，现在的“天问一号”并不是冲着火星去的，而是选择一条能量消耗最小的轨道，直接奔向七个月后火星要到达的轨道地点，在约定的地方同火星会合。另外， “天问一号”选择在7月下旬发射，是准确计算时间的结果。事实上，我们是根据约定会合时间和霍曼轨道路径长度、探测器速度等参数倒推发射时间，所以不是在地球离火星最近时发射，而只有在火星与地球处于一定的角度，才能满足即沿着霍曼轨道、又能同时到达这二个要求。而这个合适角度，也是每26个月才出现一次。