目前化学燃料为核心🄙♦动力的火箭,性能极其有限。在地球、火星会合的时间点附近窗口,发射探测器,成功率就会高很多,这🏕个🖱🖞时间点就被称作‘火星发射窗口’。
莫斯教授转身从身后的书柜里拿出一🄲本相册,摊开一页,放到何小峰面前。
“这个就是海盗1号,人类第一个成功登陆火星的探测器。探测器由两个部分组成,轨道卫星👨和着陆器。”莫斯教授指着两张照片介绍道🌺🄌🟙。
“海盗1号于1975🁂🔭年8月20日发射,1976年6月19日进入火星轨道,🗭🞷7月20日着陆器在火星地表登陆。”
天体物理学家瓦尔特·霍曼,在1925🈜年,提出了一种变换😲🅓飞船轨道的方法,可以帮助航天器节省燃料,被称作霍曼转移轨道
“我们把地球到太阳的距离,约1.5亿公里,记作1个天文单位(A🐘U),火星到太阳的距离是1.52个AU,霍曼转移轨道的半长轴是1.2♩🖠6个AU。”
根据开普勒第三定律(R^3)/(T^2)=😭🄨GM/(4π^2),计算得出霍曼转移轨道的周期是517天,探测器由于是单程,所以整个周期大☓⚢约需要259天。
在火星发射窗口🆞🐬期,从地球上发射一个探测器,使它超过第一宇宙速度,在近日点,让探测器加速至霍曼转移轨道。
转移轨道上高速奔驰的探测器,会受到入轨偏差、🜰控制偏😠差等因素的影响,出现一些微小的误差,进而与预定🎟💚轨道产生一定的偏离。
这🀻时候需要探测器深空机动,主动调整探测器绕日轨道的😠尺寸和倾角,对误差进行修正,让探测器飞行的轨道达到预期要求。
在259天的航行中,火星将移动136度,探测器抵达霍曼转🏙移🜌轨道的远日点。这个时候,👨探测器需要点燃发动机,急剧减速,否则只会掠过或者撞击火星。
只有大于火星的第一速度,小于第二宇宙速度才能成为火星的卫星,被火星引力捕获🃦🚅🐼,之后还要及时修正探测器的🈚⚟轨道面。🌱
“如果你要计划前往火星,进行往返旅行,同样要借助霍曼转移轨道,这样最少需要9🄲72天,两年半。”
莫斯教授饶有兴趣的看着这个年轻人。
何小峰这时候才知道,火星往返一趟最少需要两年半,🜑🁜他的那份《火星计划🔻🅰》幼稚的可笑。