「天問一號」已飛行3億公裡,想它了嗎?不得不知道的3個基本問題!

大家好，中國「天問一號」火星探測器已經出發4個月了， 據了解已飛行3億公裡，預計明年2月抵達火星，挺想它的，下面來全面解讀一下「天問一號」火星探測器。

天問一號

首先我們要回答一個問題，就是為什麼世界各國都選擇火星為目標，美國跟前蘇聯從六七十年代開始就開始探測火星了，埃隆·馬斯克的SpaceX計劃目標也是火星，它還聲稱最終要實現100萬地球人移民火星的目標。這科幻小說和科幻電影也都揪著火星不放，那為啥人類對火星那麼感興趣呢，是因為它紅嗎？其實原因非常簡單，是因為他近，火星在離地球近的時候只有5000多萬公裡遠，有人就要問了，金星和水星離地球不是更近嗎？並且金星跟水星比地球更加靠近太陽，從發射難度來說，可以利用太陽的引力直接把飛行器給它拽進去，為啥不去探測金星跟水星呢？

其實金星和水星人類也都探測過，但是人們的興趣更多在於火星，還是因為火星從各個層面上來說，都更加有希望成為人類外星移民的第一站，研究價值也更大，我們簡單對比一下溫度你就知道了，水星跟金星，溫度高的時候能到400多度，這個溫度要去星際殖民還是拉倒吧，火星雖然冷的時候是零下100多度，但是暖和的時候可以到30度左右呢，並且科學家在火星上找到了疑似水存在過的證據。所以從距離,溫度和環境的角度上來說，火星都是最適合的。

那下一個問題就是為什麼選擇今年發射呢？我們會發現，今年不光我們發了」天問一號「，美國跟阿聯也在這幾天要發射火星探測器，為什麼都扎堆呢？答案是這一段時間地球跟火星的距離是很接近的，大概只有8000萬公裡以內，任何兩個圍繞太陽公轉的天體，只要它們周期不一樣，那就一定有距離最近的時候，地球跟火星的交會周期大概是780天左右，錯過這段時間等下一次就要26個月以後了。所以大家都在今年發射。

第三個問題就是我們國家發火箭、放衛星什麼的，不一般都在酒泉、西昌什麼的。為什麼這次在海南的文昌呢，一個原因是因為海南的緯度低，你發射的時候肯定是要利用所有能夠讓火箭加速的資源，首先你要利用地球的公轉，地球圍繞太陽的公轉的速度大概是30公裡每秒，所以都是向東發射，因為地球的公轉是自西向東轉的，其次我們還要利用地球的自轉，地球也是自西向東自轉的，所以更加要向東發射，這樣的話就是搭了地球的順風車，在地球上的自轉速度赤道是最大的，坐地日行8萬裡，所以速度大概是465米每秒，所以你越靠近赤道自轉的線速度就越大。

下面我們來分析一下發射方案，「天問一號」探測器的軌道其實是比較樸素的，不會用到引力彈弓之類的騷操作，因為火星和地球之間沒有其他的行星給你借力了，之前70年代人類發射「旅行者」號探測器想要飛出太陽系，這事能成，是因為碰到了歷史上的難得時刻，當時木星、土星、天王星、海王星都運行到了最佳位置，讓探測器剛好可以把它們都借力一遍，獲得一個很大的速度，這樣的好時候，下一次要等到22世紀中期了。所以這次「天問一號」去火星的軌道是比較簡單直接的。

那麼「天問一號」的技術難度在什麼地方呢？這次「天問一號」將一口氣完成三個特別難的技術動作，分別是環繞、降落以及巡視，早年的火星探測連環繞都做不到，所謂環繞的就是你的探測器飛到火星附近的時候，你就要調整速度，使得探測器可以被火星的引力場俘獲，然後圍繞火星運動，變成火星的一顆人造衛星，然後你就可以隨便拍照了，速度調整說起來簡單，但是實際操作是很困難的，為啥？因為火星遠，火星離地球遠的時候有4億公裡那麼遠，用電磁波信號去控制它的話，信號打個來回就要幾十分鐘，這個時間一過，黃花菜都涼了，我們經常在科幻電影裡面可以看到，在太空裡面要調整速度的大小和方向都是靠噴氣，這個操作看起來非常簡單，是因為可以做到迅速的控制，比方說地球上空的空間站，要麼是由太空人可以進行實時操作，可以做到隨機應變，再就是離地球近的地方用電磁波直接遙控。

火星這個距離要做到實時的精準的遠程遙控是不可能的，所以60年代美國的探測火星，都是能飛掠就不錯了，所謂飛掠就是從火星的邊上擦過，你飛了幾十天的時間才達到火星，擦過的時間估計也就在24小時小時以內，距離也沒有辦法太近，效率是很低的，照片也拍的不夠清楚。所以要做到能夠環繞，很大程度上必須要探測器自己「控制」自己。