天问一号以什么样速度飞往火星？

天问一号以什么样速度飞往火星？

简单的说，火星最近时距离地球约6000万公里左右，最远时距离地球约4亿公里。一般来说，火星探测器发射是在火星距离地球比较近的窗口发射，今年是地火相冲年，也就是有一次比较近的窗口，最近时距离地球只有6300万公里。

2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭（昵称“胖五”）文昌航天发射场点火升空，将中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器送入轨道，开启了中国深空之旅的首航。那么这次“天问一号”的征程有多长呢？请听时空通讯细细道来。

航天发射必须遵循的最基本常识就是：三个宇宙速度。

这三个宇宙速度是：第一宇宙速度为7.9km/s，叫环绕速度。达到这个速度，航天器就不会被地球引力拽下来，也脱离不了地球引力，现在的所有人造卫星、空间站等地球轨道航天器，都是遵循这个发射速度；

第二宇宙速度为11.2km/s，叫脱离速度。达到这个速度就可以脱离地球引力，飞往别的行星，如火星探测器发射必须达到这个速度；

第三宇宙速度为16.7km/s，是在地球轨道脱离太阳引力的速度，又叫逃逸速度，与本文没多大关系，这里就不多扯了。

从三个宇宙速度来看，到火星每秒必须达到11.2公里的速度。如果是在地火相冲的最近发射窗口发射，其距离充其量有7000万公里，这样我们按照每秒至少11.2公里的速度，就可以算出到达火星的时间为：70000000/11.2/3600/24≈72天。

因此只要飞72天多点，也就是两个多月的时间就到了。可航天局发言人刘彤杰宣称，天问一号地火转移飞行约需6.5个月，也就是约200天左右才能到达，这又是为什么呢？

原来飞火星并不是直来直去那么简单。

我们知道，太阳系所有行星都在自己的轨道围绕着太阳公转，这些轨道都是一个个环状。如果从靠太阳最近的水星算起为1环，那么金星就是二环，地球就是三环，火星就是四环，然后是木星、土星、天王星、海王星，类推为五六七八环。

由此我们可以看出地球与金星和火星是左右邻居，是靠得最近的两个星球。但地球和火星两个星球在自己轨道上以不同的线速度公转，地球公转线速度为29.8km/s，火星公转线速度为24.32km/s，这样两颗行星就不会老在相同的距离。

人们把行星运行到太阳同一侧靠得最近的时候就叫“冲”，各自在太阳不同的侧面最远时，就叫“合”。地球和火星相冲时，一般在6000万公里左右，相合最远时约4亿公里左右。

计算行星相冲间隔时间公式为：1/S=1/E-1/T。

式中，E是地球的公转周期，T是行星轨道周期，S是地球与这颗行星的会合周期。这个公式可以计算地球与各大行星的相冲时间间隔。代入地球和火星公转周期：E（地球）=365.25天，T(火星）=686.98天，可求出地球和火星相冲时间间隔为：S=779.93天。

因此发射火星探测器，最节省燃料旅途最短的就是地火相冲的年份。今年就是相冲年，地火最近距离时为6300万公里。但这并不等于发射的航天器只要飞行6300万公里就能够到达火星，因为地球在走，火星也在走，而且还要本着节省燃料的原则走最佳路线。

航天发射遵循的最重要原则是节省燃料。

这是因为迄今为止，人类发射航天器除了把航天器送上天，就再也带不了更多的燃料。

由于脱离地球引力需要巨大能量消耗，而且这种消耗主要用在火箭自身质量和燃料消耗质量上，真正的有效载荷占比重很小。比如上世纪美国发射登月飞船采用土星五号火箭，起飞重量达到3038.5吨，进入月球轨道的有效载荷才有45吨，也就是说85%以上的重量都是用于发射。

而我国发射“天问一号”用的长征五号遥四运载火箭（昵称“胖五”），发射重量达到870吨左右，而进入火星转移轨道的“天问一号”只有5吨左右，其中载荷的90%以上都是用于火箭本体和燃料。只有5吨的“天问一号”还能够携带多少燃料？

发射进入轨道的航天器如果要携带更多的燃料，火箭说携带的发射燃料就需要更多，这样起飞重量就成指数级增加，这就是一个极大的矛盾。所以深空探测器的发射最重要的就是本着最节省燃料的原则。

由此，探测器就不能完全依靠自身携带的燃料来提速和减速，而是要充分利用天体引力弹弓效应，并且要选择一个节省原料的最佳路线。

飞往火星探测器一般采用的都是霍曼转移轨道方式。

目前飞往火星有三种路线方式，即霍曼转移轨道、快速合点航行和冲点航行。快速合点航行行程似乎是最短的，也是燃料消耗最大的，一般很少采用；冲点航行是发射的航天器围绕着太阳转了一个圈，看起来当火星到达地球的冲点最近时会合着陆，但其实航程并不短；现在一般采用的是最节省燃料的霍曼转移轨道，但这种航程都在4亿公里以上。

在太空动力学中，霍曼转移轨道是一种变换太空船轨道的方法，途中只需要两次引擎推进，将航天器从低轨道送往高轨道，到达霍曼转移轨道。这样探测器就由椭圆轨道的近拱点抵达远拱点，再瞬间加速，进入火星目标轨道。

实际上霍曼转移不但可以升高轨道，也可以降低轨道。当探测器到达火星被火星引力捕获后，就可以通过霍曼转移降低轨道，到达理想的绕火星轨道。这种转移是通过减速实现的。

霍曼转移遵循的原理见下图。

这样实际上飞往火星的时间和航程就大大延长了。

我国发射的天问一号采用的大概就是霍曼转移方式，其行程与2018年NASA发射的洞察号火星探测器差不多，费时也差不多。洞察号于2018年5月5日发射，11月26日到达，用时206天，行程4.85亿公里，平均时速为9.8万公里，秒速达到27公里。

因此看起来，深空探测器的发射远远不是达到第二宇宙速度那么简单，而是超过了第三宇宙速度了。也就是说，前往火星的探测器飞行速度最低要达到11.2km/s，而实际上在征途中远远不止这个速度。

那为什么这些探测器没有飞出太阳系去呢？这就是深空探测器在发射和管理过程中，需要娴熟掌握加速和减速技术了。而霍曼轨道转移技术的控制就是非常重要的一项技术，而且还要利用引力弹弓效应。

火星可不比月球，行程距离是月球的近1000倍，导航和精准控制技术要求很高，提升轨道和降低轨道拱点要把握精确，稍有差池，探测器就会不知所踪或撞毁。这也是一些国家发射了很多火星探测器无一成功的原因，实际上我国第一艘火星探测器“萤火”号就是因搭载的俄罗斯探测器失败而失败的。

在此祝愿天问一号按时到达目标。欢迎讨论，感谢阅读。

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火星引力的第五部小说逆天邪神下一部是叫什么？

《逆天邪神》还没更新完，所以还不知道下一部是什么。火星引力，纵横中文网大神作家，新生代作家代表人物，代表作《网游之修罗传说》、《天辰》、《网游之邪龙逆天》。最新作品《逆天邪神》正在连载。其凭借处女作《网游之修罗传说》一举折桂新人王，跻身顶尖作家之列。

火星引力在网游小说作家中的地位如何？是不是大神？

当然了 火星引力，纵横中文网作家，新生代作家代表人物,在纵横中文网中第一位本土成神的大神，凭借处女作《网游之修罗传说》一举折桂新人王，跻身顶尖作家之列，已经于2014年5月20日结婚。

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火星几乎没有大气，高达每秒180米的超级风暴如何形成？

火星并非没有大气，只是大气密度相较于地球低得多，大概只有地球的1%，而火星有比地球更小的引力，也受阳光照射，自然会出现大气受热不均的现象，从而产生风。

风是什么？风其实就是大气的运动。火星是有大气的，主要有二氧化碳和甲烷等组成，类似于地球大气由于天体引力的作用，多集中于近地表。大气分子本身就一直在运动着，以分子热运动为主，使得排除引力作用，大气分子在大气中是较为均匀分布的，但是阳光照射却会使大气受热不均。由于火星表面也有高山也有峡谷，同一纬度的不同地区，地表受热不均，对上空大气的加热作用就也不同，大气又是受热极易膨胀的，由此形成了大气密度的不同，气压高的大气会向着气压低的大气流动，尽可能地恢复大气的均匀分布，这样的相对流动就形成了风力。如果大范围的受热不均现象，就会形成持续时间较久的较强风力，去年火星的一场沙尘暴吹过了大半个火星，卷起的尘埃甚至一度遮挡了火星轨道探测器对火星的观测。

火星形成狂暴的风主要是因为大气密度和引力小。引力小气体分子向地表的聚集作用就弱一些，因此大气之间的摩擦力就小一些，大气和地表之间的摩擦力也小一些，大气不同压力气团之间的相对流动速度衰减也就慢一些。加上引力小，风很容易卷起地表细小的尘埃，形成声势浩大的沙尘暴。不过还是由于这些特点，火星的风暴更多只是看起来声势浩大，大气密度很小，虽然风力很快，但是单位时间撞击到物体上的气体分子很少，难以折断物体，美国的好奇号和机遇号都在火星遇到过风暴，却连天线和太阳能板都没有被吹坏。火星的风暴如果只从风速方面来看，要比地球狂暴的多，但因为大气稀薄，气体对物体的摩擦力小，破坏力较为有限。由于火星引力小，所有的物体的重量都比较小，依然可能被风卷起来。

去年在洞察号着陆火星后，搭载的科学仪器捕捉到火星风的声音，听起来有点和地球不同。不过关于火星风还有些未解之谜，科学家们还难以确定去年那场席卷大半个火星持续数个月的火星风暴到底是为什么刮了那么久。另外，科学家还发现火星的大气似乎一直在向外泄漏，若干年后火星可能将真的没有大气层了，也就无法刮风了。