圖1：日本的H-IIA 火箭將發(fā)射阿聯(lián)酋的 Emirates Mars MIssion

　　騰訊科技訊，7 月 9 日，據(jù)外媒報道，2020 年是太陽系的重要一年，7 月份將有三艘航天器在為期兩周的發(fā)射窗口被發(fā)射往火星，首先是阿聯(lián)酋火星任務(wù)（Emirates Mars Mission），然后是中國的火星一號，最后是美國宇航局（NASA）的毅力號火星探測器。

　　然而，如果錯過這個時間，它們將不得不等到 2022 年 9 月才能再次發(fā)射。為什么我們每兩年左右才能去一次火星呢？這與天體力學(xué)密切相關(guān)。

圖2：NASA 毅力號探測器計劃搭乘 Atlas V-541 火箭于 2020 年 7 月/ 8 月在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地升空

　　三項(xiàng)發(fā)射任務(wù)

　　2020 年 7 月有三項(xiàng)前往火星的發(fā)射任務(wù)：

　　1. 阿聯(lián)酋火星任務(wù)：發(fā)射窗口從 2020 年 7 月 15 日到 8 月 3 日

　　這是阿聯(lián)酋首次執(zhí)行行星科學(xué)任務(wù)，也是阿拉伯伊斯蘭國家的首次發(fā)射，此次任務(wù)將從日本谷兒島航天中心發(fā)射升空。第一次發(fā)射機(jī)會出現(xiàn)在 2020 年 7 月 15 日。阿聯(lián)酋火星任務(wù)的探測器名為“希望”號，它將于 2021 年 2 月進(jìn)入軌道，研究火星上層大氣如何受到其下層大氣的影響。

　　2. 中國火星一號：發(fā)射窗口從 2020 年 7 月 23 日到 8 月初

　　火星一號任務(wù)計劃搭乘長征五號火箭從中國海南發(fā)射。這將是中國第一個火星軌道器、著陸器和火星車的組合。這是一項(xiàng)雄心勃勃的任務(wù)，它將在 2021 年 2 月 11 日至 24 日期間部署一顆繞火星運(yùn)行的軌道器，并于 2021 年 4 月 23 日將火星車送入火星表面進(jìn)行為期 90 天的探索。

　　3. NASA 毅力號：發(fā)射窗口從 2020 年 7 月 30 日到 8 月 11 日

　　毅力號定于 2020 年 7 月 30 日從卡納維拉爾角空軍基地 42 號發(fā)射臺升空，原定提前 10 天發(fā)射，但后被 NASA 推遲。這艘探測器將于 2021 年 2 月 18 日降落在火星上的 Jezero 隕石坑。它將尋找古代生命的跡象，并收集巖石和土壤樣本，為可能送回地球做準(zhǔn)備。

　　歐洲和俄羅斯的 ExoMars 計劃

　　7 月份原來還有第四個前往火星的任務(wù)，但新冠疫情導(dǎo)致歐洲航天局和俄羅斯航天局取消了為 ExoMars 計劃所做的準(zhǔn)備工作。它原定于 2020 年 7 月 26 日從哈薩克斯坦拜科努爾發(fā)射場起飛，但現(xiàn)在將在 2022 年 9 月左右起飛，在 2023 年 5 月左右登陸火星。

圖3：當(dāng)火星和地球兩顆行星距離很近時，向火星發(fā)射探測器更容易

　　扎堆 7 月發(fā)射

　　那么，為什么這些發(fā)射任務(wù)要集中在 7 月中旬至 8 月初呢？天體力學(xué)意味著，每 2.2 年就會打開一個“發(fā)射窗口”，以便在地球和火星之間進(jìn)行高效而又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的發(fā)射。地球繞太陽 1 周需要 365 天，火星需要 687 天，也就是 1.88 個地球年，這使得火星和地球的軌道共振相當(dāng)于接近2：1。

　　因此，每兩年多一點(diǎn)兒的時間，地球就會趕上火星，這會讓兩顆行星短暫地排成一排。這時候，它們離得最近。因此，此時從地球發(fā)射探測器前往火星所耗時間最少。此外，火星任務(wù)需要沿著霍曼轉(zhuǎn)移軌道（Hohmann transfer orbit）飛行，這種最簡單的變軌方式適用于中心天體相同的兩個圓軌道之間的軌道轉(zhuǎn)移。

　　飛得更遠(yuǎn)更快？

　　在很大程度上，決定航天器飛行速度和距離的因素是燃料與重量比率。阿聯(lián)酋火星任務(wù)的副項(xiàng)目經(jīng)理薩拉·阿米里(Sarah Al Amiri)表示：“當(dāng)?shù)厍蚝突鹦堑能壍篱_始匯合時，你可以每兩年左右發(fā)射一次，因?yàn)檫@意味著飛行距離最短，因此你的航天器需要的燃料也更少。“

　　阿米里解釋稱：“通常情況下，離開地球的航天器有超過 50% 的重量是所攜帶的燃料，這推高了發(fā)射成本，增加了更多復(fù)雜性，這就是為什么航空機(jī)構(gòu)總是選擇發(fā)射窗口執(zhí)行任務(wù)的原因。”

圖4：作為阿聯(lián)酋火星任務(wù)的一部分，“希望”號探測器正準(zhǔn)備發(fā)射

　　2020 年三次不同火星任務(wù)的發(fā)射窗口都相差幾天。例如，NASA 毅力號將在阿聯(lián)酋火星任務(wù)幾天后發(fā)射。這是為什么？這取決于所選擇的火箭。阿米里說：“發(fā)射窗口根據(jù)運(yùn)載火箭的不同而有差異，通常在發(fā)射窗口的兩端都可能給你擠出一到兩天的時間。”

　　實(shí)際上，上述三次火星任務(wù)的發(fā)射窗口都相當(dāng)長，肯定足以應(yīng)對短期的惡劣天氣。然而，如果由于任何原因?qū)е掳l(fā)射失敗，整個任務(wù)將需要推遲到 2022 年的發(fā)射窗口，也就是所謂的“火星年”。（騰訊科技審校/金鹿）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的三大火星任务7月中旬扎堆发射 错过发射窗口就要再等两年的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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