人类探索火星发射时机与抵达时刻计算图表

小火箭出品 必属精品
本文作者：邢强

本文共888字，5图。

预计阅读时间：5分钟。

本文，或许是小火箭有史以来最短的一篇技术报告。

2020年是人类探索火星的大年，有关火星探索的历史和技术细节，咱们这些年来聊得已经足够多了。

所谓每隔26个月才会再次出现的发射窗口、半年多的飞行时间，这些咱们已经非常熟悉了。

那么，有没有那种每人都可拿来直接上手，像一位真正的深空探测飞行器轨道设计师那样，掐指一算就能够给出地球到火星的探测器的发射时机和抵达日期的方法呢？

有的，一张图足矣。

本文，小火箭努力给出可供实际操作的图表，用于直接读取：

本轮和下一轮火星探测的最佳发射时机；

按最优地球火星转移轨道的方法，推算飞行器被火星引力俘获的时刻；

推算中国火星探测器抵达火星时刻和着陆火星的日期。

上图为实用性较强的特征能量地形图，又称火腿图（像切开的大火腿）。

小火箭给上图赋予3种信息：

1 彩色地形图，熟悉军事地形图或者对地理有着相当兴趣的好友，能够立刻上手。

越接近蓝色，其特征能量就越小，意味着发射同样探测器的运载火箭可以更加省力。

这个地形图是由太阳有心力场、地球和火星的真实相对位置关系，按经典力学的方法计算之后，用可视化的方法来展示出来而得。

此类图表，已经为人类几十年的深空探测活动提供了非常有力的支撑。

2 地球火星转移轨道飞行所需天数，在上图中为红色倾斜虚线。

3 被火星引力捕获时的飞行速度，单位为公里/秒，这个主要用于计算着陆火星的日期。

如果我国长征5号运载火箭，

在2020年7月23日，准时发射火星探测器，则

按小火箭图表量取计算，最优转移轨道需时 203天，也就是 6个月零19天，

预计在2021年2月11日，

也就是2021年的大年三十被火星引力俘获；

按当时的探测器速度，取最优减速轨道，考虑火星着陆前的绕火探测时间，

预计2021年4月23日，

也就是2021年的中国航天日前夜开始实施火星着陆机动。

上图的主图表为2022年的可实操探索火星发射窗口和抵达日期计算用图表。

上图右下辅助图表为2020年的，用于对比，地形图标尺色度已手动严格对齐。

让我们一起，

用对火星的畅想，

来拥抱

这一整颗星球的孤独。

全文结束，预祝一切顺利！

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感谢您对小火箭的支持！