【原】​又到火星任务窗口期，2020年多国扎堆发射探测器，美国火星车用核动力

围绕太阳内侧运行的行星依次为水星、金星、地球和火星。其中金星、地球和火星位于太阳宜居带范围内。

             

只有地球位于宜居带的正中间，所以温度最适合生命的生存。金星由于太靠近太阳，而且由于浓密的大气层产生的温室效应，地表温度高达450度，足以融化铅。所以我们一般认为那里不会存在生命。

火星位于太阳宜居带的最外侧，很可能有某种生命存在。这也是人类热衷于探索火星的理由。

火星距离太阳2.3亿公里，围绕太阳公转一周需要687个地球日。由于火星和地球之间的位置不断的在变动，所以从地球上向火星发射探测器，有一个最佳的时机。

             

探测器的发射时机，一般被称为火星任务发射窗口，每26个月会在地球上出现。上一个发射窗口在2018年出现的时候，美国于5月份从范登堡空军基地，向火星发射了“洞察号”火星探测器。洞察号火星探测器已于2018年11月在火星着陆。

》今年，2020年，将迎来火星发射任务的又一个窗口期，如果错过今年的发射机会，下一个窗口将在2022年出现。

2020年，包括我国在内，将有4个国家向火星发射探测器，其他三家分别为美国、阿联酋、俄罗斯（与欧盟合作）。

             

地球和火星之间的最远距离是3亿8000万公里，最近距离是8000万公里。地球和火星围绕太阳的运动都是一条接近圆轨道的椭圆轨道，但是火星的轨道要更扁一点。地球轨道的圆度是0.98，火星轨道的圆度是0.9。所以上文中所讲地球和火星之间远点和近点的距离都是一个平均值。

在太阳系内，只要火星和地球不脱离轨道，从地球向火星任何时候都可以发射宇宙飞船，飞往火星的道路可以有无数条。

             

》火星和地球每隔26个月会交汇一次，这个时候才有一次最佳的发射时机。

理论上说，火箭飞往火星走一条垂直于火星轨道的航线是最短的路线。但是这条路线要在太阳的引力场中做功，维持轨道和速度需要海量的燃料，对于目前使用化学火箭来说，这是极其不经济的。

这就好像我们从地球向月球发射宇宙飞船也不能走直线，而是要经过多次变轨以后，才能被月球的引力场所捕获。如果地球上能够发射宇宙飞船走直线到月球，按照每秒钟10公里的速度到达月球，只要10个小时。

所以从地球飞往火星也不能走直线。

             

》人类能够负担得起的，从地球飞往火星的最经济路线，是一个同时与地球轨道、火星轨道相切的椭圆线。

这个轨道是1925年由科学家霍夫曼提出来的，又被称为霍夫曼转移轨道。按照霍夫曼转移轨道发射宇宙飞船，所需要的燃料最少。

宇宙飞船经霍夫曼转移轨道飞往火星需要6个多月时间，如果把飞船离开地球进行轨道转移，以及进入火星引力场减速着陆的过程计算在内，任务有的时候还会拖延。

》今年4个火星探测任务分述如下。

1. 美国，Nasa火星漫游者mars2020，7月份在卡纳维拉尔角发射。这是目前世界上最大的火星车，大小和一辆SUV相当，使用核动力驱动。据称，该车上还将搭载一辆无人直升机。和火星车一起被送入火星的还有一架轨道飞行器。

             

1. 中国，7月份将发射我国第1颗火星探测器，该火星探测器由火星轨道环绕卫星和火星车软着陆探测器两部分组成。我国首次发射火星探测器就已经摸到了NASA的后背，如果火星车成功着陆，可算作一鸣惊人。

             

1. 阿联酋，7月份，该国将发射海湾国家第1颗火星探测器，“希望号”轨道飞行器，但是没有火星车和降落计划。

2. 俄罗斯与欧盟联合火星探测计划，将由俄罗斯的火箭在7月份把“弗兰克林”火星车送往火星的地表，执行为期7个月的火星地表探测任务。

2021年，这些探测器经过6个多月的旅程以后，将先后着陆火星。届时火星将非常热闹，但是这4家探测器凑在一起，也开不了一桌麻将，因为火星地表将是三缺一状态。