火星距离地球2亿公里,宇航员要想登上火星,需消耗多长时间?

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去火星要飞多久?这颗泛着淡红光芒的星球,是太阳系里离地球不算最远、却最勾着人类好奇心的邻居,我们对它的关注没有降温。古代我们把它叫荧惑星,现在也是太空探索焦点。可是疑问一直没消散,真要搭乘飞船

  去火星要飞多久?这颗泛着淡红光芒的星球,是太阳系里离地球不算最远、却最勾着人类好奇心的邻居,我们对它的关注没有降温。古代我们把它叫荧惑星,现在也是太空探索焦点。可是疑问一直没消散,真要搭乘飞船启程,得在宇宙里漂泊多久?

  平均2亿公里的距离听是不是听着很远?其实数值也不是固定不变。地球与火星同绕太阳运行,地球公转速度快,火星稍缓,轨道半径也比地球大上一圈。有时两颗星球跑到太阳同侧,距离直接拉到4亿公里以上,差不多是地球到太阳距离的两倍还多,有时两颗星球又分处太阳两侧,距离会骤缩至5460万公里,这就是天文学家口中的火星冲日。太空旅行没法说走就走,这是这种变化带来的直接影响。

  航天领域里,找准发射窗口比单纯提升推进力更重要。不少人却觉得太空出行该随心所欲。其实只有在这个时间段启程,飞船才能借助行星运动的惯性节省最多能量,飞行耗时也最短,最佳发射时机每26个月才会出现一次。没人会做这种得不偿失的选择,错过这个窗口,要么得多耗几倍燃料,或者就得再等两年多。

  就算飞也是一条椭圆形轨道,而不是笔直朝着火星飞去。依靠太阳引力将飞船送向目标,这种既节能又成熟的方式,就是现在最主流的飞行路径霍曼转移轨道。按这条轨道计算,飞行时间大概在6到9个月之间。中国天问一号2020年7月23日出发,2021年2月10日被火星捕获,全程202天,约6.7个月,这有实际案例可以佐证,2021年2月18日登陆火星,飞行203天,差不多6.8个月,美国毅力号比天问一号晚一周启程。这个时间区间更具可信度,源于两个探测器几乎一致的飞行时长。

  载人任务不能直接套用无人探测器的飞行时长。人的承受力必须放在首要位置,载人飞行要考量的不只是燃料和轨道。现有最先进的推进技术支撑下,载人飞船单程飞行仍需6至9个月,NASA与SpaceX的测算结果一致。抵达火星后,更复杂的情况才刚刚开始,没法立刻掉头返航,这还只是去程。

  这段等待期长达18个月,必须等待下一个火星与地球距离合适的发射窗口。18个月里,地球上的季节能完成春到冬再到春的轮回,朋友圈里的热门旅游地可能换了好几波,路边的树木会经历发芽、枝繁叶茂、落叶三次更迭,而宇航员要在红色的沙丘与岩石之间,重复近500天的生活。加上返程的6到9个月,整个载人火星任务的周期至少要2.5年,最长可能达到3年。

  这么长的时间里,宇航员要面对的考验远比实际遇到的更真切。长时间失重会导致骨密度下降、肌肉萎缩,心血管功能也会因为缺少重力刺激而退化,深空环境没有大气层遮挡,宇宙辐射剂量是地球的几十倍,防护措施必须做到极致,心理层面的孤独更难应对,信号从地球传到火星需要20分钟,即便遇到紧急情况,地面指挥中心也没法即时回应,所有问题都得靠机组人员自行解决。

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