“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。
“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2🇴0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(AU),火星到太阳的距离是1.52个AU,霍曼转移轨道的半长轴是1.26个A🕄U。”
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🄅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972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。
“我绝不放弃,地球是人🀚类的摇篮,但人类不会永远被束缚在摇篮里🄅”
莫斯教授颔首继续说道:“刚刚我🅹是尽可能简化了飞行过程🏎😼,海盗1号,实际上花了十个月才抵达火星轨道,飞行距离超😥过五亿公里。”
在航天领域有个经典的三体问题,当三个物体在引力作用下自由移动时,它们的轨道就完全无法预测,没有准确模型能够描述,只能不断给出限定和假设,尝试通过各种数值🞞🕐法去逼近。
对于火星探测器🀟♨而言,远远不止三体问题这么简单。太阳系内各种天体,例如恒星、行星、矮行星、卫星、小行星、彗星、空间碎片、星际分子云、不计其数,它们都在向火星探测器施加万有引力。