人類在完成登月后, 下一步就是登陸火星 。 相比登陸月球, 登陸火星需要跨越2.25億公里, 近距離參觀火星需要漫長的旅途 。
火星是距離地球第二近的行星(金星距離最近), 理論上來說, 火星距離地球的最近距離為5460萬公里, 但是這在歷史上從未發生過 。 火星距離地球最近的記錄是5600萬公里, 發生在2003年, 這是6萬年以來, 火星最接近地球的時候 。
火星和地球的平均距離, 大約是2.25億公里 。

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地球到火星需要多久?知道了地球和火星之間的距離, 我們只需要了解速度, 就可以計算出時間 。
先來看看宇宙中最快的速度——光速 。 光速是每秒299792公里每秒, 在地球和火星距離最近的時候, 光線大約需要3分鐘, 就可以到達火星 。 最遠距離則需要22分鐘, 平均距離需要12分鐘 。
再來看看人類最快的航天器——新視野號探測器 。 速度大約是58000公里每小時, 在地球和火星距離最近時, 需要39天才能到達火星 。 最遠距離需要289天, 平均距離需要162天 。

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【火星距離地球多少公里 從地球到火星有多遠】隨著航天器技術的升級, 如果宇航員真的前往火星, 大約只需要5個月?
事實并非如此, 之前的計算都是地球和火星的直線距離計算, 然而事實上, 航天器必須在行星周圍的軌道中移動, 這在無形中大大延長了地球和火星的距離 。
此外, 火星和地球并非家和學校, 都是一個固定的建筑物, 在長達數月的旅途中, 地球和火星的位置都在發生改變, 工程師需要計算的是宇航員到達時火星的位置, 而并非出發時火星的位置 。
在飛行過程中, 航天器也無法一直保持最大速度, 在靠近軌道時, 需要減速進入軌道, 以免直接飛躍目標 。 根據NASA的計算, 從地球到達火星, 大約需要9個月的時間(這還是理想狀態下) 。

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火星發射窗口期是什么?地球繞太陽公轉一周需要1年時間, 火星繞太陽公轉一周需要1.9個地球年 。
從地球飛向火星, 航天器需要經過一個橢圓形的軌道路徑, 進入火星軌道, 能夠最大限度利用行星引力的軌道, 可以讓整個飛行過程更快、更省燃料, 畢竟航天器不可能帶無限多的燃料, 在發射窗口期, 航天器可以借助引力飛行, 只需要2次加速, 就可以到達火星軌道 。

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雖然兩點之間直線最短, 但是人類的航天器科技還不足以攜帶充足的燃料;就算可以攜帶更多燃料, 航天器的設計也不足以無限加速 。
利用橢圓形軌道, 雖然讓火星之旅的路程增加, 但這也是最為經濟實用的飛行軌道 。 這樣的時機大約每26個月出現一次, 2020年的夏天, 就是火星發射的窗口期, 大約會持續到8月中旬, 下次火星發射窗口期是2022年的秋季 。

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火星探測器飛了多久?雖然人類尚未親自體驗火星之旅, 但是很多探測器早已經登陸火星:
水手4號:第一個掠過火星的航天器, 大約飛行228天到達火星 。
水手9號:第一個進入火星軌道的航天器, 大約飛行168天到達火星 。
海盜1號:第一個登陸火星的航天器, 大約飛行304天登陸火星 。
火星探路者號:第一個登陸火星的漫游車, 大約飛行212天登陸火星 。
火星好奇號:大約飛行250天登陸火星 。
宇航員想要登陸火星, 大約需要在太空生活270天左右(單程), 在火星和地球之間往返, 則至少需要在太空生活1年 。
人類僅僅去拜訪一下火星鄰居, 往返就需要在路上浪費1年, 在這1年的時間里, 宇航員在太空可能會遇到各種狀況, 太空輻射也會長時間影響宇航員的身體 。 尋找全新的推進能源是未來太空探索的必經之路 。

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核能、太陽帆將成為太空探索的新能源:核能因為其敏感性, 一直沒有成為航天器的動力之一, 但隨著航天技術的發展和需求, 部分國家已經開始投入資金研究核能火箭 。
相比核能, 太陽帆則是更加節約并且高效的資源, 目前太陽帆已經在國際空間站進行測試, 證實太陽帆確實可以正常工作, 雖然太陽帆需要在有恒星的地方使用, 但是光線是幾乎無窮的能源, 可以一直提供加速度, 攜帶大型太陽帆的航天器能夠到達240000公里每小時的速度, 是當前航天器的6倍 。
如果利用成型的太陽帆, 100公斤重的設備只需要3天就能到達火星 。

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新能源看著很好, 但是卻擁有很大的技術局限性 。
核能雖然在發電、潛艇上已經有所應用, 但是放置到航天器上依舊有難度, 并且宇航員也將近距離接觸反應堆, 在受到太空輻射的同時, 還會額外受到核輻射的影響 。
太陽帆雖然可以通過光壓一直產生加速度, 但是這種加速度非常微小, 需要經過數月的加速, 才能正式開始太空之旅, 并且為了更好的接受光壓, 太陽帆通常面積很大, 將巨大的太陽帆發射到太空, 再進行展開, 是一項不小的挑戰 。
相比核能, 太陽帆更有可能成為星際旅行的希望, 畢竟只要有光存在的地方, 太陽帆就可以獲得動力飛行, 如果未來航天器全部使用太陽帆作為動力, 那么將節約大量燃料, 航天器也可以攜帶更多的其他設備, 太陽帆或許可以為太空旅行帶來一場巨大的革命性進步 。
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