隨著人類在航天領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,我們對月球已經(jīng)進行過多次探測,并且也成功登上過月球,但人類的目標(biāo)是更遠的星辰大海,月球可以認為只是一個起點,既然這樣的話,那我們下一個要征服的星球是誰呢?
按照距離來說,金星和火星應(yīng)該是首選,而其中火星的呼聲最高,因為它在各方面與地球是最相似的,如果我們選擇了火星的話,航天員需要多久才能到達火星呢?從以往我們發(fā)射過的火星探測器就能看出來,火星探測是最艱難的,而且火星距離地球比金星要遠得多。
“探測器的墳場”——火星。
從人類第一次向火星發(fā)射探測器到現(xiàn)在,探測器成功的概率只有50%,而人類探測金星的成功率有77%,探測月球成功率76%,相比之下,火星探測真的不簡單,說是“探測器的墳場”是毫不為過。
而火星探測主要有兩大難點:第一是距離太遠,火星與地球雖然說是近鄰,但實際距離卻并不近,由于火星和地球運行周期不同,所以火星與地球之間的距離也是時遠時近,最遠時能達到4億公里,而最近時也有5600萬公里,即便是光速也需要180秒呢!
距離越遠,信號也就越微弱,當(dāng)?shù)孛媾c火星探測器進行通信時,由于距離太遠,信號會出現(xiàn)延遲,發(fā)射一個指令就需要20分鐘左右的時間,如果探測器出現(xiàn)問題,那么很有可能會因為沒有及時調(diào)整而墜毀,所以火星探測對于我們的通信系統(tǒng)有很高的要求。
第二是著陸困難,火星雖然也有大氣層,但卻很稀薄,只有地球的1%,非常不利于探測器的降落,所以火星探測器降落時有個“恐怖7分鐘”的說法。
簡單來講,探測器從進入火星大氣層到著陸只有7分鐘的時間,在這7分鐘時間內(nèi),探測器需要完成多個減速工作,將速度從2萬公里每小時減速至0,在整個過程中難度極高,稍微一個不小心就會出現(xiàn)意外,墜入大氣層中燃燒殆盡。
由此可見,我國2020年發(fā)射的天問一號,在火星上成功著陸是多么了不起的事情,是我國星際探測征程的一大步。
那么問題來了,火星探測這么難,為什么還要爭先恐后地去探測火星?
火星對地球意義非凡。
第一,火星有可能成為人類的第二個居住地,火星在各個方面與地球都非常相似,如自轉(zhuǎn)周期、四季變化等等,雖然現(xiàn)在地球是人類目前唯一的家園,但是不能保證人類能在地球上永遠存在,所以人類迫切需要尋找第二個適合人類居住的星球,目前關(guān)于火星的探測數(shù)據(jù)也都表明,火星可能曾出現(xiàn)過生命,可以這樣說,地球現(xiàn)在的樣子是火星過去的樣子,而火星現(xiàn)在的樣子是地球過去的樣子。
第二,尋找地外生命,在太陽系內(nèi),目前可能只有地球上存在生命,但人類對于地外生命的探索從來沒有停止過,希望能夠在地球之外找到其他生命體,來研究生命起源。
第三,人類星辰大海的征途,眾所周知,人類的目標(biāo)是星辰大海,我們一直都想更深入地了解宇宙,也一直都處于探索宇宙中,可以比喻成“好奇寶寶”。
目前關(guān)于月球的探索已經(jīng)可以告一段落,我們也應(yīng)該尋找下一個目標(biāo),而在太陽系內(nèi),火星是除了地球以外,環(huán)境相對較為溫和的,所以我們才把目標(biāo)放在了火星上,希望能夠深入的了解一下火星。
出于以上幾個原因,人類選擇了探索火星。如果我們要去探索火星,需要多久才能達火星呢?
火星距離地球時遠時近。
火星與地球環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)時,由于公轉(zhuǎn)周期不同,兩者之間的距離也是在不斷變化,距離最近時為5500萬公里,距離遠時則有4億公里,以速度最快的新視野號為例,距離最近時也需要940多個小時,約39天才能到達火星,而距離最遠時就需要6940多個小時,約289天,所以選擇一個好的時間發(fā)射,將會達到事半功倍的效果。
而每26個月,火星與地球就會到一個最近位置,兩者距離會在3460萬公里到6300萬公里之間,這個時間也被稱為火星探測窗口期,在這個時間內(nèi)發(fā)射探測器,時間會大大縮短,那么航天員從地球到火星究竟需要多久呢?
對于以往發(fā)射過的火星探測器來說,大部分都是花費了200多天的時間到達了火星,比如美國1964年發(fā)射的水手四號探測器228天到達了火星,還有最近我國發(fā)射過的天問一號,經(jīng)過了6個半月的時間也到達了火星,因此航天員從地球到火星一般都需要200 多天的時間,而在這么長的飛行過程中,物資儲備最需要克服的難題。