|带你走进火星发射窗口
带你走进火星发射窗口
火星发射窗口与火星、地球、太阳的相对位置有关 。众所周知，太阳系现在有八大行星，从里往外，地球排老三，火星排老四，是个块头比地球小的红色邻居 。
根据向心力公式和引力公式，我们可以得出越外圈的行星角速度越小 。因此，火星绕着太阳跑圈要比地球慢上一拍，公转周期约为687个地球日 。地球有时候在追赶火星，有时候又在远离火星，大约每26个月会相遇一次 。地火距离最近时5600万公里，最远达到4亿公里 。以地球视角，在地球“超车”火星的那段时间，火星会短暂出现“逆行” 。
要找出火星发射窗口，我们直观上的第一考虑是火星和地球之间距离最近的时刻，即“地火最近” 。
【|带你走进火星发射窗口】每隔大约26个月，地球会行进到太阳和火星之间，连成一条直线，称作“火星冲日” 。在这段时间，每当太阳刚从西边落下，火星就从东边升起 。而每当太阳从东边升起，火星又恰好从西边落下，因此整夜可见 。并且，此时火星在夜空中十分明亮，是观赏火星的最好机会 。
火星探测器并非直线扑向火星，在地球引力和发射动力的双重影响下，它以一道曲线进入太空，点火进入一个轨道，随后熄火进入惯性滑行，等待火星来到之后，再点火推进 。
这中间的路线设计可以有多条，但最省燃料的一种就是“霍曼转移轨道” 。通过这种方式，飞行器可以关闭引擎滑行最长的距离 。
霍曼转移轨道是以太阳为其中一个焦点的椭圆轨道，与低轨道（地球轨道）和高轨道（火星轨道）都相交 。
当地球运行到霍曼转移轨道的近日点，飞行器启动发射，加速离开低轨道；而当火星运行到霍曼转移轨道的远日点，飞行器启动转移，加速进入高轨道 。
当然，飞行器必须在精确的时间窗口内发射，才能恰好在霍曼转移轨道的远日点和火星相遇，被火星引力捕获 。这就好像大范围转移传球，需要预判队友的跑位 。合适的出脚机会，也是每26个月出现一次 。
下一次红色星球降临霍曼远日点的日期，是2021年2月11日 。也就是说，这一批发射的探险勇士们，还要漂泊将近7个月 。
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