火星距離地球2億公里,宇航員如果要上火星,需要多長時間?

天空之城 2022/12/29 檢舉 我要評論

火星并不「熱」

火星位于太陽系宜居帶,是太陽系中第二小的行星,由于地表被赤紅色的氧化鐵覆蓋,火星的外表呈火星色,在地球上看起來就像是一個熊熊燃燒的火球。

在很長一段時間里,由于火星火紅色的外貌,在許多人的認知中火星就是一顆火熱的星球,而隨著天文觀測技術的發展, 火星漸漸顛覆了人們對它的刻板印象。

大家知道,太陽在太陽系中是絕對的主宰, 它通過內部的氫核聚變源源不斷地向宇宙輻射自己的熱量與能量,地球表面上的溫度與熱量的來源也就是太陽。

火星的近日點是1.38個天文單位(2.07億公里),遠日點是1.67個天文單位(2.49億公里),也就是說 火星的近日點與遠日點相差了近4000萬公里,這就導致了火星在運轉軌道的不同位置上接收到的太陽輻射有明顯差異。

因此,火星的近日點與遠日點的溫差十分巨大,在近日點時白天能有27℃,而在遠日點則可以低到零下133℃, 相差了160℃,甚至火星上的平均溫度也只有零下55℃,屬于一個寒冷至極的星球,與人們的固有印象大相徑庭。

千百年來,人類對火星好奇與想象從未停止,而在近現代以來,關于火星的浪漫想象終于落到了實處: 歐美航天局已經向火星發射了多艘探測器,負責觀測與勘查火星,以及像地面傳回火星的珍貴圖像。

在對火星的長期勘探過程中,科學家發現火星語地球有許多相似之處,或許火星可以成為未來人類的「第二家園」, 甚至學界已經提出了「移民火星」的計劃。

雖然火星是太空探索領域的下一個研究重點, 但目前還未有宇航員真正踏足火星。那麼,如果要實現登陸火星,我們還需要應對哪些困難,宇航員又要花多長時間才能到達火星呢?

從地球到火星

2021年, 中美兩國相機表示將在2030年前后開展火星探測計劃,甚至美國已經為宇航員準備好了火星專用宇航服,向全世界宣告即將開展登陸火星的計劃。

那麼,從地球到火星會有多長的距離呢?

月球與地球之間的平均距離大約是38萬公里,從地球發射的飛船大約4天就可以到達月球,可是,火星卻不好掌控,它與地球的距離是處于變動之中的。

火星的公轉周期是687天,相當于1.88個地球年,也就是說地球都轉了快兩圈了,火星才轉一圈。這就意味著, 火星與地球差不多每隔兩年才會有一次比較接近的時候。

而即便是在最近點時,火星與地球的距離也有5500萬公里,遠遠超過了地月距離, 最遠時甚至可以超過4億公里,平均距離也有2億公里。

每過26個月,火星就會與運行到距離地球最近的軌道點,即火星沖日點,這個時候火星、地球與太陽同處于一條水平線上,這也是前往火星的最佳時機。

要知道,火星并不是靜止不動的,所以我們還需要計算出火星的運行軌跡與運行速度,確保探測器在飛過去的時候不會與火星擦肩而過。

從歷史數據來看,于1965年發射的「水手號」探測器一共花了207天才到達火星,1975年發射的「維京一號」探測器更是花了304天才抵達火星, 后來的探測器也基本都花了200多天才到達火星。

由此可以看出,宇航員起碼需要花200多天才能到達火星,而除了太空中漫無邊際的孤獨之外, 最難克服的還是宇航員的食物問題。

一般情況下,考慮到長途太空旅行的各種情況與任務,飛船上會有3名宇航員,也就是說, 飛船上起碼要有足夠支撐3名宇航員往返來回的食物。

假設飛往火星需要200天,在太空中旅行了200天之后,3名宇航員終于登陸了火星,他們需要在火星上待到下一個火星沖日點,也就是大概一年半的時間,返程同樣需要200天。

也就是說,來回一次火星, 飛船上的食物儲備必須要滿足3名宇航員3年的進食需求。而飛船里面配備有各種設備,可供食物儲備當然空間已經很小,因而這樣龐大的食物需求很難得到滿足。

因此,想要登陸火星首先就要解決好物資儲備的問題。

結語

在火星之外,太陽系中還有許多星球等待著人類去探索,或許有一天人類真的能夠「征服」太陽系,從而將目光轉向更為浩瀚的銀河系,不得不說,人類文明能走到哪一步還是非常讓人期待的。

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