大家好,今天来为大家解答火星车元宇宙这个问题的一些问题点,包括火星太空车也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~
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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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祝融号火星车对国家的益处
祝融号火星车作为中国的首个火星探测器,对国家有许多益处。首先,通过祝融号火星车的成功探测,中国展示了其在太空技术领域的实力,提高了国际声誉和影响力。
其次,祝融号火星车的探测可以为人类更深入地了解火星提供数据支持,促进了人类对宇宙的认知和探索,同时也为未来的太空探索和开发奠定了基础。
另外,祝融号火星车的成功探测还可以为我国在相关领域技术的发展提供支持,推动科学技术进步和经济社会发展。
中国火星车着陆;太空探索的经济价值何在?
这是世界顶尖级的庞大复杂的工程,需要强大的综合国力才能支撑。诸如雄厚的经济,门类齐全的现代工业,雄厚的科研力量,周密的组织实施能力等等。太空探索必是站在世界科技的前沿,促进国家科学技术水平的提高,科技水平的提高,又可促进和带动各行各业生产活动的发展,进一步提高生产力,增加经济效益,形成科技生产效益的良性互动循环。这种经济价值就不能用简单的数字所能计算的了,效应是放射性的,周期是长久的而不是静止的。
火星有宇宙吗
火星是太阳系并存在宇宙中的一粒红尘,太渺小了。
是说燃烧的星球吧?大家最熟悉的太阳不就是嘛,还有众多众多不计其数的恒星。
如果再加上已经燃烧完的白矮星就更多了,还有白矮星在发展到最后的黑洞。这些都曾经是火星。
很奇怪怎么会出现这样的常识性的问题
火星是地球最近的邻居,它一直被认为最有可能存在生命火星是太阳系的第四个行星,是邻近地球的一颗行星,在晴朗的夜空里,它会闪着红色的光芒。
从古代的天文科学到近现代的天文科学,人们一直没有排除火星存在生命的可能。在太阳系几大行星中,火星与地球最为相似———火星日非常接近于地球日,每天二十四小时三十七分;
其黄道夹角为二十四度,也非常接近于地球,这样它就有与地球寒暑相当的四季变化。
火星上资源非常丰富,不仅能够为我们提供生活上的必需原料,而且还将为我们提供科技文明真正发展的素材。火星拥有被冰冻在土中的海洋。
那里有大量的碳、氢、氧和氮,这四种元素不仅是食物和水的基本元素,而且是塑料、木材、纸张和衣服的重要组成成分,更为重要的,它们还是火箭燃料的重要成分。
火星的表面上不存在液态水,但我们有足够的理由可以相信,火星的地热能使“液态储存水”能在火星的地表下保存到今天。
热液储存水也将会为登陆火星的人类提供绿洲,给先驱者们提供足够的水和地热能。
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