科学家通过计算发现一条前往火星的捷径,人类登陆火星将会变得更容易、也更便宜。目前前往火星面临两大难题。一是燃料消耗过大,成本过高,二是需要等待火星运行到特定的地点,这样每隔26个月才能飞行一次。一直以来,科学家都在通过“霍曼转移”的方法把探测器发往火星,这种方法用于在两个高度不同的轨道间转移,消耗的能量最小。
科学家通过计算发现一条前往火星的捷径,人类登陆火星将会变得更容易、也更便宜。
但米兰理工大学的科学家弗朗西斯科与美国宇航局的专家爱德华通过数学计算发现一条前往火星的新路线,先将宇宙飞船部署在类火星轨道上,再通过火星的引力让其逐渐减速,“漂移”到火星轨道上,而不是使用自身携带的助推器来减速。不需要助推器之后,就可以大大减少燃料的消耗,但所需的时间会更长一些。旧的路线需要6个月的时间。
上图为霍曼转移轨道。将太空船从低轨道(1)送往较高轨道(3)的霍曼转移轨道。太空船在原先轨道(1)上瞬间加速后,进入一个椭圆形的转移轨道(2)。太空船由此椭圆轨道的近拱点开始,抵达远拱点后再瞬间加速,进入另一个圆轨道(3),此即为目标轨道。要注意的是,三个轨道的轨道半长轴是越来越大,因此两次引擎推进皆是加速,总能量增加而进入较高(半长轴较大)的轨道。 反过来,霍曼转移轨道亦可将太空船送往较低的轨道,不过是两次减速而非加速。 霍曼转移轨道的两次加速假设是瞬间完成,但实际上加速要花时间,因此需要额外的燃料来补偿。使用高推力引擎所需额外燃料较小,低推力引擎则还要以控制推进时间、逐渐提高轨道来逼近霍曼转移轨道。因此实际上ΔV会比假设情况更大且花更多时间。
http://www.cnbeta.com/articles/357753.htm
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