各国为何在2020集中探索火星？别的时候不行吗？我国将在7月出发

　　虽然2020年开局不利，各种灾难疫情让世界都饱受其苦。但是2020年对太空探索来说，却注定是不平凡的一年，因为2020年是探索火星的大热年。在今年，美国，中国，阿联酋，俄罗斯和欧空局都会对火星进行探索（已推迟到2022年），火星从来没有这么热闹过。

　　根据计划，我国将于2020年7月发射火星探测器前往火星进行探测，这将是我们国家第一次独立对火星进行探索。

　　不知道大家有没有这样的疑问，疫情的影响下，为什么没有一个国家愿意推迟前往火星的发射计划？为什么大家非要扎堆在2020年7月左右前往火星呢？这其中有什么特殊的原因吗？

　　很明确地告诉大家，确实是有原因的，因为这涉及到一个火星探测窗口。以人类现有的科技水平，只有在这个窗口期内探索火星，才能够保证其成功率。

　　那什么是火星探测窗口呢？平时关注太空探索的朋友们或许会注意到这样一个现象：不管是探月，还是探测火星，或者是探测太阳系内的别的天体，探测器前进的过程中都是不是以直线直接飞过去的。看过嫦娥探月的朋友们可能会知道，探测器是以距离更长的圆弧轨道，慢慢加速变轨飞向月球的。

　　那为什么会这样呢？因为在太空中，人类的现有的技术根本无法利用两点之间线段最短的数学原理。在太阳系内内，简单地直线飞行往往是最难做到的，人类想要做到如此，科技水平和发动机水平还需要进一步提升，也许未来的人类能够做到，但是如今人类还是只能乖乖走曲线。

　　正是因为如此，探测火星就有了所谓的最佳探测窗口，不然的话，直接瞄准目标，计算相对运动，就可以直接到达了。

　　那为什么在太阳系内直线飞行这么难呢？为什么走弧线却变得相对容易呢？因为进入太空的探测器虽然已经摆脱了地球引力的影响，但是却没有摆脱太阳引力的影响。如果这时候想要直线飞行，就必须提供一个动力用来对抗时刻存在的太阳引力，不然轨道就会自动走偏。

　　但是很显然，这是不可能的。我们知道，现在人类的航空动力来源主要还是化学燃料，但是化学燃料根本无法携带太多，这就代表着，在太空中变轨是一件困难而且奢侈的事情。

　　于是，在1925年的时候，德国物理学家霍曼设计出了“霍曼转移轨道”飞行路径，利用霍曼转移轨道的规律，探测器在飞行过程中只，需要进行两次引擎推进就能够到达既定轨道。这个变轨方式的提出，保证了人类利用化学燃料也可以进行太空探索，有效解决了燃料问题。

　　当然，有好处就有坏处，使用这个方法就必须要按照弧形轨道飞行，需要浪费大量时间。以探测火星为例来解释霍曼轨道转移：霍曼转移轨道就是火星和地球都是以太阳为中心运转的，只是轨道有所不同，这种情况下，霍曼轨道就是以太阳为引力焦点的椭圆轨道。

　　火星探测器在飞行过程中，脱离地球引力的影响后，进行第一次动力推进就可以进入霍曼转移轨道，这时候探测器就会进入以太阳为焦点的霍曼轨道上进行绕日飞行。在接近火星后，探测器只需要进行一次减速，就能够被火星引力捕获，成功进入到火星轨道，成为火星的卫星。

　　在这个过程中，由于探测器几乎都是依靠太阳引力进行自主飞行的，而人类需要保证的是在探测器进入霍曼轨道的端点时，火星正好在那里等着，然后探测器减速，无缝连接，直接进入火星轨道。

　　如果做不到这点，探测器就会继续在霍曼轨道上飞行。为了做到这一点，科学家们必须要提前计算好地球与火星的相对位置，计算好探测器的飞行速度和飞行时间。计算出的这个相对位置就是火星的“最佳探测窗口”，这个窗口平均每26个月才会出现一次。

　　很多人这时候就又有疑问了，为什么是26个月呢？只要计算好相对位置，选择好对应的霍曼轨道不就好了吗？这么说确实没毛病，但是太空探测要考虑的问题很多，除了时间成本以外，还有经济水平和技术限制，每次火星探索都需要投入大量的资金，而26个月一次的霍曼轨道就是最省钱的路径。

　　每隔26个月，就会发生一次火星冲日的天文奇观，这时候地球与火星之间的距离是最近的，直线万公里左右。也就是说，最佳火星探测窗口没26个月一次，错过一次要等26个月。没有关乎人类存亡的大事，一般都是在这个时候发射。

　　而上次火星探测窗口出现的时间是2018年，距离2020年7月刚好26个月。所以各个国家的航天组织都选择在今年七月份出发，扎堆探索火星并不是巧合，而是基于科学的计算。

　　当然，登陆火星并不是这么简单的，除了进入火星轨道以外，还有一个最大的技术难点，那就是最可怕的“恐怖七分钟”。关注小编，接下来给大家科普这个恐怖七分钟。

　　也正是这些难点，人类探测火星的的历史就是一部失败成长史，历史上人类发射的火星探测器有一半都失败了。尤其是航天大国俄罗斯，从苏联时期到现在，几乎就没有成功过。就连前几年我们与俄罗斯合作的火星探测器“萤火一号”也失败了。返回搜狐，查看更多