2
  人类对地球的“姊妹星”火星的探测始于上世纪60年代，前苏联和美国率先展开，后期日本、欧空局、印度相继加入这一行列。几十年来，火星探测成功率仅为一半左右。前苏联在1960-1988年间进行了近20次探测任务，但没有一次取得完全成功。在20世纪90年代以后，成功率才达到三分之二左右。火星距离地球在5600万—4亿千米之间，且变化区间大。地火距离和相对运动规律对方案总体设计、可靠性设计、计划管理等提出了更高要求。目前，人类探测器飞往火星耗时大约要7个月。此外，火星与地球并不处在同一平面内，轨道设计难度可想而知。由于距离问题，地火之间信号传输时延达到23分钟，标准的火星着陆过程持续时间仅7分钟左右，这意味着全程的降落过程必须依靠探测器自主完成。根据地火在太阳系的相对运动关系，约26个月出现一次从地球发射探测器到火星的机会，前往火星，不仅需要摆脱地球引力，还需要摆脱太阳的强大引力，这意味着更强力的运载火箭是探测火星的先决条件。火星大气密度仅为地球的1%左右，可以利用它对探测器进行减速，但过程中会产生高达2000摄氏度的热量。火星着陆器既需要隔热罩隔绝热量，还需要配备减速、降落伞进一步减速。但不足以让探测器减速到可实现软着陆的水平，另需要反推发动机进行减速，实现悬停、避障、降落。火星表面沟壑纵横，砂砾遍布，对着陆点的选择和火星车的路径规划提出了更高的要求。由于长期风化，缺乏温室效应又导致火星不同区域气压差很大，进一步导致火星表面风力强劲，经常出现沙尘暴。

  飞船飞行的速度很快了，周围看不到什么东西，万一明坐在电脑前还看着各种资料，又在和粉丝互动，回答粉丝的问题。

  “行驶在马路上的汽车如果突然没油熄火了，它不会立马停止，而是会因为惯性继续再行驶一段距离，然后才慢慢停下。那你是否想过，如果人类驾驶宇宙飞船奔向火星的时候，如果中途燃料不足的话，会突然悬浮，停在太空中吗？”在太空这样真空的环境下，宇宙飞船只要加速到了而一定的速度，即使后面没有推进器的推进，依然能够平稳飞行，为什么呢？

  其实这可以用牛顿定律来作解释。如果宇宙飞船加速到第一宇宙速度（7.9km/s）的时候，撤掉推进器的加速，飞船就会在太空中做平抛运动。但由于在太空中会缺乏大气阻力，所以飞船会减速得很慢，但只要飞船的速度比第一宇宙速度快，它就可以靠着在远地点和近地点重力势能和动能的转化绕地球运行，近地点时飞行速度快重力势能低远地点相反。当宇宙飞船的飞行速度达到第二宇宙速度（11.2千米/秒时），就可以摆脱地球引力的束缚，飞离地球进入环绕太阳运行的轨道，不再绕地球运行。这个脱离地球引力的最小速度就是第二宇宙速度。各种行星或卫星探测器的起始飞行速度都高于第二宇宙速度。

  如果宇宙飞船的速度可以达到甚至超过第二宇宙速度（11.2km/s），宇宙飞船就能脱离地球引力的束缚，飞离地球，进入绕日运行的轨道，不再绕地球运行。按理说，宇宙飞船能自带能源是最好的，因为当达到一定速度之后，它受到地球的引力就比较小，自带燃料用于推进更利于航天器的自主运行，可以较为方便地进行变轨变速等操作，这类航天器现代也有，但一般是有特殊用途的。以前，大多数的人造卫星、宇宙探测器都是靠惯性在太空中运行的。因为目前的科学技术还不够成熟，不足以现实理想的效果，所以，这是一种无奈的选择。

  例如运载火箭，它将来就会应用于火星探测器的发射上。然而长征五号的起飞质量800多吨，燃料的质量占了大部分，依靠急速地燃烧燃料，而向后喷射火力得到飞行的动力。依据动量守恒定律，火箭带着宇宙飞船获得了向前运动的动力，然而地球的引力很强大，火箭整体的质量又很大，所以，化学能源的缺陷是大量的能量被用于运送燃料自身。宇宙飞船在发射的时候，主要是通过火箭带其加速到一定的速度，使得飞船能够摆脱地球引力，进入一定的轨道后，可以绕地或是绕日运行。因为现代物理学和数学的快速发展，所以人们不需要设计制造巨大的火箭来带宇宙飞船飞行，只需要对轨道进行精准的设计，让飞船在合适的时机能够加速到一定的速度，并进入轨道就行。因此，飞船就能靠着地球和火星的引力作用，最后成功进入火星轨道。然而，飞船要保留一定的燃料，最终才能登陆火星。因为在飞船进入火星后，需要降落，而降落需要让飞船能够做减速运动，以至于不会像陨石撞击地球那样掉落损毁。然而，从地球去火星不是什么时候都可以进行的，这需要科学家做好判断，用专业术语来说的话，这个合适的时期叫做“发射窗口期”。因为飞船要从地球前往火星，就必须通过一条叫做“霍曼转移轨道”的椭圆形轨道飞行。所以，火箭发射升空后，要先在地球附近加速，然后进入这条轨道，然后快到火星时，要开始减速，让火星的引力捕获。飞船自带的燃料只用于加速或者减速的阶段，这时飞船的轨道参数也会随之变化，在地球附近加速就是摆脱地球，在火星附近减速低于火星第一宇宙速度时就被火星引力俘获，无动力状态下将坠落火星。现在乐丰系航空航天船众所周知，有反重力系统，反重力系统就是重力等于物体质量乘以物体的加速度g即G=mg也就是说我们之所以可以停留在地球上而没有被甩到宇宙空间的原因。当物体的加速度不变时，重力的大小取决于物体的质量。当质量越大时引力越大。而反重力系统就是给物体一个反作用力。当这个反作用力大于物体的重力时，这个物体就可以脱离地球的引力。在一定重力与反重力之间达到平衡时。就可以悬浮在大气层与地表之间。当然，我们同样要考虑到大气压强的问题。只有作用与反作用力达到平衡时我们才能脱离地球引力悬浮在空中。



更多完整内容阅读登陆

《墨缘文学网，https://wap.mywenxue.org》