为什么火星不是探测器想去就去, 也是要挑日子的? 按距离

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按距离，地球是太阳系里距太阳第3近的行星。火星则排名第4。但地球与火星的运转周期不一样，地球至火星的距离是变化的，两者最近时约5500万公里，最远时的距离约4亿公里。所以从地球到火星所需的时间长短，与发射空间飞行器时地球至火星的距离大小有关。例如:2007年8月27日这天，地球至火星的距离是5576万公里，它是6万年来地球距火星最近的一次。

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如果是从地球发射，在地-火最近点到达火星，时间会短得多，几十天就行了。然而，从地球前往火星，并不是趁着距离最近时直接飞过去就行的。

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星际航行并非某些人想象的“直来直去”，而是靠万有引力作用沿椭圆轨道顺势而行。到火星有“最短航线”、“最快航线”和“最省能量航线”，最短和最快航线都只是理论上计算结果，可是能量消耗也是惊人的，在可以预见的人类时代还无法实现，目前人类中只是勉强达到最省能量航线的门限。

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受到运载火箭推力和经济性的限制，火箭不是从地球直接飞往火星。而是从地球出发，沿切线飞行，到火星与地球最远处，再与火星轨道相切(霍曼轨道)，遇上火星，要259天。

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美国的“勇气”号(Spirit)火星探测器，在美国肯尼迪航天中心由“德尔塔2型”火箭发射升空，奔向火星。地球上发射时间:北京时间2003年06月11日01点58分。(美国东部时间:06月10日)火星上着陆时间:北京时间2004年01月04日12时35分。(美国东部时间:01月03日)历经时间:2003年06月11日01点58分~2004年01月04日12时35分(从地球到火星单程历经时间:近7个月。)火星表面登陆点:火星南半球的古谢夫陨石坑。

如果把地球和火星环绕太阳公转的轨道，简化成一大一小两条圆形轨道，那么航天器从地球前往火星，就相当于从地球这条较低的轨道，转移到火星那条较高的轨道上去。

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这样的椭圆形轨道就被称为霍曼转移轨道

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。在霍曼转移发射窗口附近的意思，对于地球-火星而言，相当于火星相位比地球相位超前44度左右。(也即将火星轨道平面，地球轨道平面近似看成是共面的，火星-太阳连线比地球-太阳连线超前44度)。在低轨道上瞬时加速，让航天器沿着一条椭圆轨道逐渐升高，直到绕过半圈之后抵达较高轨道，再次瞬时加速进入这条轨道，理论上说，这是目前最省力也最省时的办法。

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距离最近的时候恰好是相位上，地球超越火星的时候，这个时候发射条件是最恶劣的，特别是地球超前火星小幅相位时，此时直接转移地球速度恰好与加速方向相反，将使你哪怕近地打到第三宇宙速度的两倍如果直接逆行的话也别想去火星，此时，你只能用一个不小的速度变量打到火星轨道以外，然后付出漫长时间的代价，从火星轨道外侧慢悠悠溜到火星。

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不逆行的话，此时还有一种转移方式就是极其近日，直扑太阳，经过一个极为火热的近日点后，速度近乎180度转向，直扑相位落后于地球的火星。

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这也不用逆行，近日点近到何种程度，要看地球-火星相对位置和相位关系，如果距离太阳太近你的航天器根本耐受不住。

可是，真正的轨道规划要远远复杂得多。除太阳这大天体以外，地球、火星和其他行星的引力也都会对航天器施加影响;甚至阳光照射在航天器上产生的微弱光压也必须考虑在内，因为微弱的压力持之以恒，也会显著改变航天器的轨道。最重要的是，地球和火星绕太阳公转的轨道都不是圆形，而是不同程度的椭圆。

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从目前人类能达到的最大能力，大约要两年时间才能到达火星。实际飞行路线大致如下:一个长椭圆轨道，太阳在其一个焦点上、地球在其长轴象限点上，而火星将(在两年后)出现在另一个长轴象限点上。这样的方案好处是，火箭只要稍高于第二宇宙速度就可以进入轨道(参看开普勒定律)，而直到飞抵火星之前都不再需要燃料推进(姿态修正动力在外)。

以后火箭技术不断发展以后，用推力更大的火箭，时间可以大大缩短!

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