“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(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”
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。