坎帕拉

首页 » 常识 » 问答 » 书评今年是火星探测器的最佳发射窗口
TUhjnbcbe - 2023/7/11 21:39:00

作者:彼得里·劳尼艾宁出版时间:年5月

“带我去火星”

4月29日,美国航天局(NASA)宣布将执行“火星”任务的火星直升机命名为“机智”号(Ingenuity)。这个名称来自亚拉巴马州的中学生瓦妮扎·鲁帕尼,她的提议从全美2.8万名中小学生的投稿中胜出。

而在此前的3月5日,NASA宣布新一代火星车定名为“毅力”号(Perseverance),这个名称同样来自一名13岁的中学生。

安装在“毅力”号火星车上的“机智”号火星直升机图/NASA

“火星”是NASA目前最重要的两个项目之一(另一个是商用载人飞船)。根据计划,“机智”号将在7、8月间与“毅力”号一起从卡纳维拉尔角空*基地发射升空,预计年2月18日登陆火星赤道以北的耶泽洛陨石坑。

“机智”号的任务是在火星上进行首次动力飞行测试的技术演示,“毅力”号则负责寻找曾经存在过的生命迹象并收集土壤样品。这些样品将储存在密封设备中留在火星表面,等待今后到达火星的航天器带回地球。

年5月,NASA曾举办过一次“送名字上火星”(SendYourNametoMars)的活动。航天爱好者在活动网站提交自己的姓名和国籍后,会得到一张系统生成的火星“登机牌”。

这次活动的参与者超过万,人数最多的4个国家是土耳其、印度、美国、中国。参与者的姓名被蚀刻在硅芯片上,将随“毅力”号一起前往火星。“登机牌”右下角还特别注明,本次飞行累积的里程数是千米。

QuickFacts

发射窗口:年7月17日至8月5日发射地点:卡纳维拉尔角空:年2月18日(预计)着陆地点:火星耶泽洛陨石坑

火星“登机牌”图/NASA

今年夏天是火星探测器的最佳发射窗口

除“火星”外,今年还有两个火星探测任务蓄势待发,即中国的“天问一号”任务和阿联酋的“希望号”任务,年可谓“探火扎堆年”。原因很简单:今年夏天是火星探测器的最佳发射窗口。

发射窗口之所以重要,是因为在此期间发射探测器能节省燃料。毕竟探测器的空间有限,需要选择燃料消耗最少的方式前往火星。

为此,探测器先在地球附近加速,进入称为“霍曼转移轨道”的椭圆轨道;到达火星附近时再减速,被火星捕获后环绕其运行。这样一来,途中只需进行两次推进操作就能到达火星,从而最大限度减少了燃料消耗。

由于探测器沿霍曼转移轨道从地球前往火星的航行时间是不变的,因此在选择探测器的发射时间时,地球与火星的相对位置必须满足一个要求:霍曼转移轨道的远日点正好与火星的公转轨道相交。

也就是说,当探测器到达椭圆轨道的远日点时,火星应该恰巧“等”在那里。这样的机会大约每26个月出现一次,如果错过则只能再等26个月。

注意,探测器的发射窗口并不是地球与火星相距最近的时候,因为探测器不是沿直线、而是沿椭圆轨道(霍曼转移轨道)前往火星的。

从地球到火星的霍曼转移图/科普中国

在好评如潮的太空模拟游戏《坎巴拉太空计划》(KSP)中,玩家需要掌握霍曼转移才能操作航天器从一颗行星飞往另一颗行星。《坎巴拉太空计划》也引起了航天机构的兴趣,NASA的科学家和工程师协助游戏开发商设计了火箭以及执行任务所需的工具。

霍曼转移:轨道升高图/KSPedia

霍曼转移:轨道降低图/KSPedia

“萤火一号”:出师未捷

除“火星”外,今年夏天最受

1
查看完整版本: 书评今年是火星探测器的最佳发射窗口