你知道 為什麼發射火星探測器要選窗口期嗎？

咱們的「天問一號」火星探測器發射成功，很是振奮人心吶！要知道發射探測器到火星可不是件容易的事情，因為發射探測器到火星需要非常大的推進動力，為了節省動力，找準地火距離較近的一個發射窗口器就非常的關鍵，錯過這個窗口器就要再等26個月才遇上下一個窗口器。那麼，發射火星探測器的兩個窗口器為什麼間隔26個月這麼久呢？要解答這個問題，需要先了解一下火星的一些信息。

火星距離地球最近的時候，距離是大約5500萬公裡，地球和火星在太陽的同一側，並且三者在一條直線上。火星與地球最遠的距離是大約4億公裡，地球與火星分別在太陽的兩邊。地球繞太陽一周大約要365天，而火星繞太陽一周大約687天，所以地球繞完太陽一周，火星才繞太陽半圈多一點。

地球與火星距離最近的時候

假設地球和火星都繞太陽逆時針公轉，如下圖a所示，地球、火星和太陽在同一直線上，地火距離最近點，作為發射火星探測器的一個窗口器；當地球繞太陽一周之後，火星繞了太陽半圈多一點，如下圖b所示；地球開始繞太陽第二周，火星繼續繞太陽轉，當火星繞完太陽一周時，地球還沒完成兩周，火星繼續繞太陽轉，地球準備跟上火星，形成第二次近日點，如下圖c。

這時候火星繞了太陽一周多，而地球繞太陽兩周多，也就是一共用了26個月地球再次與太陽、火星共線且與火星同側，這就是為什麼發射火星探測器的兩個窗口器間隔26個月。實際上，發射火星探測器的時候並不是在太陽、地球、火星在一條直線上的時候，而是如下圖這樣的情況：

也就是說，地球準備追上火星共線之前要把火星探測器發射出去，圖中清晰地展示了從地球前往火星的路線圖，圖中內圓表示地球公轉軌道，外圓表示火星公轉軌道，圖中外切於地球公轉軌道同時內切於火星公轉軌道的橢圓軌道就是「霍曼轉移軌道」，太陽在「霍曼轉移軌道」的一個焦點上，同時近日點和遠日點分別位於地球公轉軌道上和火星公轉軌道上。