为什么中国、美国和阿联酋三国,都选择在今年往火星发射探测器?

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我国的长征系列火箭是世界上最可靠的火箭之一,长征火箭的研制起步于20世纪60年代,长征火箭家族目前共拥有退役、现役共计4代17种型号。长征系列火箭具有发射低、中、高不同地球轨道不同类型卫星及载人飞船的能力,并具备无人深空探测能力。随着我国对宇宙探索的不断深入,长征火箭系列也同步进行研发跟进,比如“长征五号”系列运载火箭就是为了,满足我国未来天宫空间站、北斗导航系统的建设,探月三期工程及其它深空探测的实施而设计制造的,是我国目前运载能力最强的火箭。

今年为什么是“火星探测年”?

目前就有一枚“长征五号”遥四运载火箭矗立在我国海南的文昌航天发射场,它将在几天后将“天问一号”探测器,送往地球的邻居火星上,从而开启我国的“太阳系行星探测计划”。把探测器送往遥远的火星,需要强大的火箭推力,火箭就需要加注更多的燃料,所以长征五号系列火箭是我国长征火箭家族中个头最粗的,因此长征五号系列火箭就有了“胖五”的称号。除了利用大推力火箭之外,我们还需要选择合适的发射场来进行发射任务,由于地球自转线速度的不同,纬度越低的地点,地球自转的线速度越快,也就意味着航天发射的初速度越快,发射越省燃料。

长征五号遥四火箭和天问一号

在我国的酒泉、西昌、太原和文昌四大航天发射场中,位于海南岛的文昌航天发射场的纬度最低,从而能够获得最大的发射初速度,越有利于远距离、大质量航天器的发射。这次是我国首次准备往火星用发射探测器,不过我们并不“孤单”,2020年确实可以称得上是一个“火星探索年”。今年,除了我国会向火星发射探测器之外,美国、沙特阿拉伯和欧盟也都会向火星发射各自的探测器。美国是火星探测的绝对老大,已经向火星发射了多个探测器,目前好奇号火星车和洞察号探测器在火星进行探测活动。

阿联酋“希望号”发射升空

美国宇航局计划在2020年发射新一代火星探测车“毅力号”(Perseverance)火星探测器,该探测车的主要任务是搜寻火星上过去曾经有生命存在的证据,并储存样本并在未来返回地球,毅力号是一个重达1043千克的火星车,个头十分高大,美国预计在2020年8月左右发射“毅力号”火星车。美国对于火星的探索历史已经很多年了,所以美国发射火星探测器我们不会觉得奇怪,但是阿拉伯联合酋长国是一个位于亚洲西亚地区的石油国家,自从发现了大量的石油储备之后,阿联酋一夜暴富,成为了当今世界最土豪的国家,但是阿联酋并不是一个航天大国,为什么会探索火星呢?

“毅力号”火星车与阿特拉斯5号火箭配对

我们知道,阿联酋航天能力虽然比较弱,但是手里资金雄厚呀,所以阿联酋和美国合作研发了“希望号”火星探测器,并选择在日本的种子岛宇航中心进行发射。“希望号”火星探测器已经在7月20日发射升空,前往火星,它将成为一个火星人造卫星,在2万至4万千米的轨道上环绕火星运行,此次发射使阿联酋成为阿拉伯世界第一个探索火星的国家。其实,阿联酋对于火星是有自身的宏伟计划的,我们知道阿联酋十分善于创造世界第一,“土豪之都”迪拜就是阿联酋的杰作,如今迪拜已经成为了奢华的象征,阿联酋参与火星探索,其目的是希望将来在火星打造类似迪拜的奢华基地或城市。

阿联酋欲打造火星城市

最后,是欧盟也就是由欧洲众多国家联合组成的“欧洲航天局”,本来也计划在今年夏季发射“罗莎琳德·富兰克林号”火星探测器,但是目前该计划已经被推迟到了2022年执行。这里我们就有疑问了,为什么中国、美国和阿联酋的火星探测器都在今年发射,而且发射时间都在7月至10之间?此外,欧洲航天局的火星探测任务进行了推迟,为什么一推迟就是两年时间呢?要解释其原因,我们需要了解地球和火星的公转情况,地球距离太阳大约1.5亿千米,而地球绕太阳公转一圈的时间大约需要365天。

火星轨道和地球轨道示意图

火星距离太阳的距离比地球要远,火星距离太阳大约2.28亿千米,火星绕太阳公转一圈的时间大约需要687天。由于地球和火星在各自的轨道上不停的公转,所以两者间的距离也在不断的发生变化,地球和火星最近距离大约为5800万千米,而最远距离可达到4亿千米以上,因此在地球上发射探测器,我们需要在距离火星比较近的时间进行发射,这样可以节约燃料,这段时间我们称为“发射窗口”,而这个“发射窗口”大约26个月,也就是两年多时间碰到一次。2020年7月至8月间就是火星探测的“发射窗口”,这也是多国都选择今年发射火星探测器的原因。

阿联酋“希望号”前往火星线路图

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