“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。
除此之外,还有很多非引力项存在,它们又可以叫做非保守力。例如太阳辐射的光子会打在探测器表面产生光压,探测🖺器本身热辐射,探测器星载仪器开机引起的辐🍡射,相对论效应🅾......
飞船的测控通信,需🖼🗿♭要面临距离遥远带来的一系列问题,探测器测控通信,通常采用无线电信号进行信息传输,而无线电波以光速向外辐射,强度按照🃉传播距离的平方衰减,所以距离信号的发射源越远,强度越低......