人類從地球到火星,乘坐現在的飛行器需要多長時間?

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回答這個問題,我們先來談一談為什麼要到火星。

因為目前為止,火星是距離我們地球最近的可能存在液態水的行星,(也是距離我們最近的行星,不是衛星!)所以,人類開發火星,不僅僅是合適的選擇也是迫不得已的選擇。

而火星距離地球的距離並不是恆定的,一般來說,會根據彼此的公轉週期改變,既然要達到火星,最好是越快越好。據有關數據顯示,火星和地球最近的時候,相距5600萬千米,最遠的則為3.2億千米。天空飛行和一般的地球飛行而言,並不是直線距離,有點常識的人們也會知道,飛行器在飛離地球的時候,需要不停的繞行,然後達到逃逸速度,脫離地心引力才能飛向太空,同樣的著陸頁需要這樣的過程,而在這一過程中,兩個行星的距離會有所改變。

而目前航天飛行器的推進系統還是燃料,離子動力沒有研製成功,至於核動力,並不能批量利用。當然目前最快航天器的速度也並不能作為本次地火之旅的速度依據來考察時間,因為航天器一旦達到某顆行星周圍,其可以利用引力進行加速,所以不同的航天器速度不同,快的能達到30萬公里每小時,慢的地球飛行器只有幾萬公里每小時,所以在專業且高難度的數據面前,我們目前也只能依據一些科學家大概計算的時間(來源網絡)進行判斷:大約100多天至300多天。


鎂客網

從地球到火星一般要數個月的時間,為什麼說數個月,因為時間無法給出精確的數值,因為不同軌道的飛行時間的不同的,如果非要說一個數值,可只能是個區間。大約在100多天至300多天,因為在歷史上探測抵達火星的時間基本都在這個區間裡面,比如水手4號花了228天的時間抵達火星,水手6號就只花了115天的時間抵達火星,海盜1號花的時間比較多,達到了304天的時間抵達火星,只有的幾個探測器基本都在200多天的時間就可以抵達火星了。

火星距離地球不是一成不變的,而是變化的,如果選擇最接近地球的時間發射探測器,那麼時間就最短,當然探測器不能借助其他天體引力加速,不然還是不夠快。從地球發射時兩顆行星要最接近,而且動力系統要足夠強大。乘坐現在的飛行器需要200多天是肯定的,但如果使用核動力推進,那麼可以大大縮短,比如號稱在40天之內抵達火星,這不是沒有可能的。還有一個問題需要指出,宇宙飛船進入火星軌道的時候是要減速的,避免超出軌道,必須計算當宇宙飛船到達時火星的骨雕位置,已經宇宙飛船的速度,從哪個角度切入火星大氣層。

2015年9月28日,NASA宣佈火星表面存在週期性的液態水。而且,有證據顯示,火星的地下有可能也有液態水的存在,雖然人類未來殖民火星、改造火星是一個浩大的工程,但火星確實是個最有希望被宜居的天體。


川陀太空


首先我們要說說地球到火星的距離,這並不是像我們地球上的長途旅行一樣,一個點到一個點的距離是固定的,比如上海到北京的距離是1200多公里,這個一個固定的距離,我們可以根據距離公式非常容易地算出去火星需要的時間。可是天體是在運動的,都有自己的公轉運行規律,地球和火星都在繞著太陽公轉,但是速度是不同的,所以地球和火星之間的距離並不是固定不變的,最近距離和最遠距離的差距可以非常大,科學家觀察下來,地球和火星的最近距離是5500萬公里,最遠距離可以達到4億公里。


按照目前地球上飛行的航天器的速度,在近距離點上,最快到達火星的時間需要200天左右,如果是遠距離點的話可能需要2年的時間才能到達。雖然火星是距離地球很近的行星,但是還是路途遙遠。



目前人類已經發射了30枚探測器來火星,它們到達火星的時間都很長,這是漫長的宇宙旅行。人類發射的海盜1號火星探測器就用了300多天才來到火星上空,整整是10個月的飛行。水手4號達到火星的時間也有7.5個月。鳳凰號火星探測器也是耗費了9個月的時間。這些探測器都是無人探測器,而且都是有去無回型探測器。


所以雖然各種登陸火星的科普類文章非常多,但是人類要登上火星絕對不像登月那麼簡單,半年多的宇宙飛行中,吃喝拉撒問題要解決,身體健康也是一大難題。我們目前航天員一般最多在宇宙空間中呆上2周就回來了,他們可以在空間站中鍛鍊身體,不至於因為重力不足,回來後身體機能出現下降。但是要飛行半年多,這樣的宇宙飛船要打造得相當龐大和精準,各種設施非常完備,否則基本就是去送死。當然打造這樣的宇宙飛船耗費的人力物力要大大高於登月的阿波羅工程。


如果不突破現有航天技術的速度瓶頸,要開展星際旅遊還是痴人說夢。


科壇春秋精選

火星是除金星之外離地球最近的行星,由於運行軌道的變化,它與地球的距離在5570萬公里~12000萬公里之間。火星距離太陽約1.524個天文單位(一個天文單元即是地球到太陽的平均距離,約1.5億公里)。根據目前的航天技術,載人探測火星,要求在路途中的時間要越短越好。這樣的話,只能選擇大推力直接軌道轉移模式。

宙姐結合中國的火星探測計劃,設定火星發射窗口搜索區間為2020/2022年,綜合考慮中國的火箭運載能力、發射場條件等因素,採用遺傳算法完成了性能指標對發射窗口的搜索,最終得到了發射能量最優的大推力地火直接轉移軌道,如下圖所示。

也就是火星載人飛船在2020 年7 月19 日離開地球,2021年1月28日到達火星。整個轉移過程持續193天。當然這個方案只是單程去往火星的路線。如果考慮去火星和返回火星的最佳方案,就需要考慮,出發地球到火星的轉移時間,在火星上停留的時間和從火星返回地球的時間。

由於受到目前航天推力技術的限制,科學家們在設計軌道的時候,儘可能的利用省能量的方式來進行軌道轉移。

這個時候,就必須要考慮火星、地球和太陽三者的相對位置。天文學中,如果以太陽為固定中心,地球和火星為對象,那麼當地球-太陽-火星三者在一條直線上時,地球和火星分別位於太陽的兩側,這種情況,稱為“合”,而地球和火星都位於太陽的一側,這種情況就稱之為“衝”。在設計軌道的時候,考慮這兩種不同地火構型,就得到了兩類載人火星探測返回軌道。

兩類軌道方案的任務總時間約在八九百天和五六百天左右。從能量需求而言,短期停留軌道比長期停留軌道需要更大的速度增量。

可以看到,地火為“合”時設計的軌道,載人飛船在路途中的時間短,但是在火星上停留的時間就很長。地火為“衝”時設計的軌道,載人飛船在路途中的時間長,但是在火星上停留的時間短。


ヾ( ̄▽ ̄)~以上~拿好不謝~


語宙

美國今年5月5號剛發射了洞察號火星探測器,預計11月26日可以在火星著陸。但實際上可能需要花費更長的時間才能到達火星並著陸。若改為人類乘坐飛行器前往火星,所花費的時間可能要超過7個月,甚至需要1年。


探測器或者航天器並不是發射後就直接飛往火星,需要先在地球軌道上調整姿態並加速使其能夠擺脫地球引力限制,到達火星後也還需要經過姿態、速度的調整,以便更成功地在指定地點著陸。

相比無人探測器,如果是載人火星登陸,至少需要攜帶一年到兩年的食物,食物重量還會根據人數而倍增,還得專門為人準備“人造空氣”、吃喝拉撒衣食住所用的一切物品,加上專門的登陸艙、火星車,重量可能比洞察號大得多,在飛行中也就可能耗費更多燃料。


目前各國都還沒開展載人火星登陸計劃,因為除了需要更大推力、能夠攜帶更多物資的火箭,也對人員心理有更大的要求,誰也不能保證漫長的飛行途中設備不出一點問題,一旦出現問題就會非常考驗宇航員的心理素質,並且在漫長的飛行途中,狹小的空間內的人也很容易出現心理問題,使計劃的實施更加艱難。

人類探索太空的腳步不會因為困難而停止,火星人類是一定會登上去的,但近幾年肯定是沒戲。


來看世界呀

火星和地球都在圍繞太陽的軌道上運行,兩者的距離不斷變化。根據計算,從地球飛往火星,最近的距離是5600萬千米,最遠的距離為3.2億千米。從地球不能“直達”火星。從地球飛到火星是一個相當複雜的問題,目前技術上還無法實現載人登陸火星。   在未來的載人火星旅行中,不可能用一艘飛船通過一次飛行將人員和物資裝備全部從地球運往火星。為了保證航天員的安全,又能讓航天員在火星表面多停留一些時間,同時還能提高運輸效率,降低能量消耗,至少應該用兩艘飛船將人員和物資裝備分開運往火星。這就是所謂的“混合運輸”方案。具體的做法是先用一艘無人飛船按“低能長停留”方案將火星表面設備和返回地球飛行器運到火星,並通過遙測手段對錶面設備進行測試,確保表面設備在火星表面正確著陸和運行,然後再用一艘載人飛船按“快運長停留”方案將航天員運送到火星,並保證載人飛船正好著陸在無人飛船著陸的地區。顯然,“混合運輸”方案是火星飛行的最佳方案,它結合了“低能長停留”方案和“快運長停留”方案的優點,因此是未來載人火星飛行的首選方案。   人類沒有放棄登陸火星的夢想,而是在積極地準備著。莫斯科時間2010年6月3號下午1點50分左右(北京時間當天下午6點50分),隨著“火星-500”試驗艙最後一道艙門緩緩關閉,來自中國、俄羅斯、法國和意大利的6名志願者正式踏上長達520天的“火星之旅”,拉開人類首次全面模擬載人火星探測試驗的序幕。   人類首次模擬火星載人航天飛行試驗,是一項多國參與的國際合作。設計時間520天,前250天模擬飛往火星、中間30天登陸火星、最後240天返回地球,志願者模擬飛往火星、環繞火星、登陸火星和返回地球等全過程。參加試驗的志願者共有6人,來自不同國家(中國入選者是王躍)。進入模擬試驗艙後,所有生活用品、人員將徹底與外界隔絕。  綜上所敘,人類從地球到火星,如果乘坐現在最先進飛行器,最理想最樂觀的看,用時都不是一年半載的事!何況還有太多不確定因素!多久?無法計算出具體數值。事實就是,登陸火星,在設想和努力實現階段,具體實施,還有太多難題!我相信,終歸會實現!而且時間不會太久遠!


天外仙蹤

人類登月,其意義是在做人到外星球體驗試驗,有了這個試驗後,就會了解到人到外星球會遇到一些什麼問題,這是任何探測器無法做到的,人類要到火星,按現在的技術,還得乘坐宇宙飛船去,火星一直在軌道中運行,選擇不同的時間離地球的距離是不同的,還有就是,如果宇宙飛船多帶些燃料,進入太空後再加速一段時間,讓宇宙飛船快一些,所用的時間也會短些,但這個方法耗資巨大,不值得那麼做,所以按正常飛船速度,大約需一百天到一年的時間,這也是人能接受的範圍,時間不是問題。國外有科學家提出人類在地球上生活,是有可能遇到一些滅絕人類的大災難發生的,為避免人類將來有可能被滅絕,就提出了一個改造火星,讓火星變成適宜人類生活的想法,如果有條件,這個想法是不錯的,但現在的人類技術,無論那方面都沒有達到這個條件要求,所以只能想想,但這個想想也很有刺激性的,可惜我們這代人註定是不可能去實現這個夢想啊!


龍一歐

1 以目前的載人航空飛行器大約100天-三百天!

2 在大航海時代,麥哲倫1519年-1522年花了三年時間完成人類首次環球旅行,用了三年。

3 在2018年1月1日:按照地球周長4萬千米、飛行航速750千米/小時計,環繞地球所需要的時間為53.33小時,約合2.22天。

4人類第一次登月花了76個小時。

人類是加速度發展的,最遲在2030年,人類將登上火星!


黑瞳視野

其實要開發宇宙資源,人類肯定是不行的,但是人類的科技可以,人別老想著讓人類飛到火星沒有意義,至少幾百年內沒有意義。等我們真的造出像人類的機器,我們給他們足夠的技術和設備,先讓他們有能力在火星上建造獲得自己所需的能源,這是第一步。建立起機器工業體系夠有能力複製他們自己。這是第二步。第三步讓他們建立起健全的工業體系。造房、探礦、製造,在房子裡製造人類需要生活環境,如氧氣,食物等。到時人類到火星生活就很容易了。這3步每一步都很難,這裡就不提機器人威脅,光向火星運設備,就得花費很多資源,難啊。


花為誰紋

人類登陸火星總會選擇最為合適的時間節點,即火星距離地球最近的時段,二者距離大約在5500萬公里左右,按照時速四萬公里的航天器計算,人類登陸火星至少需要三個月的時間,即需要有兩個月時間完成兩星直線距離的飛行,還要有一個月時間的航天器起落、環飛與變軌等程序。


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