以现有的飞船技术,从地球航行至火星需要多少时间?

Sky65552432

当年哥伦布航行到美洲,用了两个多月的时间。现在乘亚音速客机只用十来个小时。所以重要的不是距离,而是速度!

现在人类主要使用化学火箭发射航天器。这种火箭类似于爆竹,加速度大,但是没有后劲,很快就烧完。只能把很小的航天器加速到第二宇宙速度并到达火星。即使送人类到月球,所使用的化学火箭也相当于一艘驱逐舰的重量。

如果航天器要在宇宙空间再加速,更不可能使用化学火箭,那意味着要先把几百吨燃料送上太空。所以现在的航天器都借用其它行星的引力来加速。这和古代远航用风加速一样,要计算好各个行星的位置,不是什么时候都能发射去其它星球。

总之,现在的宇航技术还和风帆时代的船一样,要借自然力,还要等时机。但有一种技术,可以把飞船变成类似现在内燃机船一样,想什么时候去哪里都行,那就是等离子体火箭。这种火箭把气体加热到等离子状态,可以达到几千度,超过太阳表面的温度,再向后喷出。

这种火箭相当于踩油门,不停地踩上几百小时,最终获得远远超过化学火箭的速度。而且燃料也比化学火箭少得多。

但是它的加速度很小,不足以让飞船摆脱地心引力飞上太空。所以要先用化学火箭把火星飞船一节节运到地球轨道,再把等离子火箭和燃料也运上去,在地球轨道上组装后再飞向火星。

估计等离子火箭能获得每秒一百公里以上的速度,到火星的时间会比现在减少六分之一,在39天左右。更好的是我们不用等两年一度的火星大冲,有需要随时都可以飞向火星。即使火星运行到离地球最远的位置上,等离子火箭也比化学火箭更早将飞船送到那里。


科技文化郑军

这个没有一个准确的时间,大约180天时间。

查了一下火星的基本资料:

火星(Mars)是距太阳第四远,也是太阳系中第七大行星。

公转轨道:离太阳227940000 千米 (1.52 天文单位) rtuy56i67i。

太阳系八大行星之一,按离太阳由近而远的次序计为第四颗,比地球小,公转周期约687天,自转周期约24小时37分。

公转周期:约687天

自转周期:24小时37分22秒

行星直径:6794 千米

质量: 6.4191e20 吨

火星离地球太遥远,一个信号传到地球都要40分钟。据悉,两艘美国“海盗号”飞船在1970〜1976年 间登陆火星。飞船围绕火星旋转,机器人登陆者 采集回土壤的样本,并将数据和电视图像发送回 地球。1997年,美国“火星探路者号”飞船将一 个名叫“旅居者号”的探测器发射至火星。2004年, 美国快车轨道器将两个探测器发射到火星的不同侧面来探测火星表面。

荷兰“Mars One”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划,2013年该机构将通过电视真人秀的方式招募首批4名志愿者。荷兰非营利团体“火星一号”2014年1月2日宣布,已经从20万报名者中初选出1058人,允许他们参加第二阶段的移民火星训练。而这1058人经过多次淘汰后,将最终筛选出24名“地球壮士”,并于2024年分成6个批次前往火星。按照计划,宇航员旅行抵达火星需要大约180天时间。

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由于火星和地球都在不断绕着太阳公转,显然两者的距离最近的时候是太阳-地球-火星在一条线上且在太阳同一侧,最远的时候是火星-太阳-地球在一条线上且在太阳两侧,所以最近距离大约在5460万公里,最远距离大约在40100万公里[1]。

那么考虑最近距离5460万公里,如果有光速飞船的话(速度30万km/s),我们直线飞到火星最快只要182秒(假设这么短的时间内地球和火星的相对移动量不大)。当然目前我们是做不到的。

那么人类目前最快的探测器可以飞多快呢?我本以为是2011年发射的木星探测器朱诺号,它的最快速度曾经达到过相对于地球73.6千米/秒,结果一查发现居然是1976年发射的太阳神2号,曾达到过相对于地球98.9 km/s的速度[2],按这个速度的话,我们直线飞到火星最快只要6天多

但问题是探测器这么大速度不是发射的时候立刻达到的,而是不断借助各个大天体的引力弹弓加速,加上偶尔用探测器自身携带的燃料变轨,才慢慢达到这个速度的,因为大部分情况下,最大限度的节省燃料才是第一要务,燃料没了啥都搞不了了,所以相比而言时间并不是最重要的,尤其是对月球、火星这种比较近的天体。所以实际上探测器采用的轨道绝不是直线飞过去,而是最省燃料的轨道——霍曼转移轨道

。按这个轨道的话,探测器大约在260天左右可以从地球达到火星,实际的火星探测器到达火星的时间也基本遵从这个结果,偶有特别快或者慢的探测器,也都在200-300天的范围内可以到达火星。

参考

[1] https://www.space.com/24701-how-long-does-it-take-to-get-to-mars.html

[2] https://www.quora.com/Which-spacecraft-has-set-the-highest-speed-record-According-to-Google-it-is-Juno-with-a-speed-of-40km-s-but-Helios-has-a-speed-of-70km-s


haibaraemily

取决于距离,通常需要9个月。


黑洞来客

想知道从地球航行至火星需要多长时间,那就首先得知道地球与火星之间的距离。火星是太阳系内的第四颗行星,与地球相邻,是距离地球第二近的行星(离地球最近的行星是金星)。

理论上来说,火星与地球的最短距离发生在地球的远日点和火星的近日点之间,地球与火星同时到达其远日点和近日点,这个时候两者之间的距离将会最短,只有

5460万公里,当然这种情况没有发生过,目前为止火星与地球的最短距离发生在2003年,相距5600万公里。而如果两者位于太阳的两侧并且都是距离太阳最远的话,那么二者之间的距离将会达到4.01亿公里

都知道光速是30万千米每秒,那么如果以最短的距离计算的话,光从地球传到火星需要约3分钟,如果以最远的距离计算的话,那将会需要约22分钟。当然这是光速而已,目前最快的宇宙飞船是美国的新地平线任务,该探测器在2006年以5.8万千米每小时的速度离开地球,根据它的速度按照最短的距离来推算的话,这个探测器到达火星仅仅需要39天。但是别忘了,这个速度是它能够达到的最大的速度,并不是一开始它就可以以这个速度飞离地球,而是需要经过多次地加速以及修正轨道,还有就是,在这个时间里,地球与火星之间的距离又发生了变化,所以就算最短距离是5600万公里,但是实际上探测器走的路线是沿着切线的,先从地球上起飞,不是直接飞往火星,而是沿着切线飞行,达到火星与地球的最远处,然后再与火星的轨道相切(这个轨道也被成为霍曼转移轨道),到遇上火星,需要差不多182天的时间。



例如2003年美国的“勇气号”火星探测器搭载了“德尔塔2型”火箭发射上天,经过近7个月的飞行,成功地在火星表面登陆,而第一艘着陆火星的美国飞船维京一号用了304天的时间才飞抵火星。从现有的数据来看,美国的几个火星探测器飞达火星的时间都是200天左右。


火星还只是太阳系内侧的行星,相对而言,飞出太阳系更是遥不可及,闻名于世的“旅行者一号”被誉为是史上第一个将要飞出太阳系的人造物体,1977发射升空的它经过41年的飞行现在已经接近太阳系的边缘,预计再过10年就可以飞出太阳系,但是这只是狭义的太阳系,如果广义来看的话,太阳系的边缘在奥尔特星云,那么旅行者一号将会需要4万年的时间才可以飞出太阳系,再看看银河系,银河系的直径是太阳系数万倍,略微一算的话岂不是需要几亿年的时间?可以说如果没有解决速度的问题或者说是找到时空穿梭的办法,人类是不可能走出太阳系甚至是银河系的!


镜像宇宙

让我们直奔主题而去。

1、我们离火星有多远,我们的太阳系有多大,银河系有多大?

2、我们,能飞多快。

答:火星离地球之间的最近距离约为5500万公里,最远距离则超过4亿公里。

光速约为299,792千米每秒。因此,从火星表面发出的光到达地球的时间分别为:

最近距离:182秒,大约3分钟。

最远距离:1342秒,大约22分钟。

目前最快的宇宙飞船

从地球发射的最快的宇宙飞船是美国宇航局新地平线任务,它的目的地是冥王星。2006年1月,该探测器以5.8万千米每小时的速度离开地球,因此利用这个探测器到达火星的时间将为:

最近距离:942小时(39天)。

最远距离:6944小时(289天)。

2、飞出太阳系要多久?

其实吧,很多人都小看了太阳系,以为冥王星以外就是太阳系,但是其实一般认为在冥王星外

距离等于冥王星到太阳距离四倍的地方,没错是四倍距离的地方,是太阳风顶层,也就是太阳系的终端,这里以外的宇宙将不再受到太阳的影响,这个距离大概是95天文单位也就是0.0015光年。而作为恒星的太阳,他所控制的的范围至少有0.5光年。

举个简单的例子,美国的旅行者1号,飞出太阳系的时候(以顶风层计)速度达到了每小时24万公里,一秒钟就飞行66.27公里,就这样,它飞了

37年,飞了0.0015光年

3、飞出银河系……

额……好吧,就旅行者来说,他到达里地球最近的一颗恒星,还需要至少七万年的时间,而银河系之中的恒星,如恒河沙数……是不是有点儿绝望??但是数据我们还是得分析的。

从图中我们大致可以看出,太阳在太阳系的中的位置没有任何特殊之处。换张好看点的图片。

银河系,包括1000~4000亿颗恒星和大量的星团、星云以及各种类型的星际气体和星际尘埃,从地球看银河系呈环绕天空的银白色的环带。最近的河外星系是距离银河系254万光年的仙女星系。

在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为7000光年。核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球状区域,那里恒星少,密度小,被称为“银晕”,直径为7万光年。

银河的盘面估计直径为9.8万光年,太阳至银河中心的距离大约是2.6万光年。简单算一下,银河系半径大概是4.9万光年,那么,太阳离银河系外围最近就是4.9-2.6=2.3万光年,这已经是一个非常模糊、非常粗略的算法了。

旅行者号,一年大概飞5.1×10^8km,一光年=9460730472581km,两者相除,大概是18263年,那么,2.3万光年就是:23000*18263=420049000,简单说就是四亿两千万年……

稍微拓展一下,除了上面提过的距离银河系254万光年的仙女星系,宇宙中目前人类能观察到的星系大概有一千二百五十亿,没错,是千亿级别的,浩瀚的宇宙中有着千亿的星系,每个星系还有着千亿的恒星……而许多科学家认为,宇宙的星系,不止千亿,而是惊人的两万亿,这么庞大的数目,我的脑袋已经无能为力了。

好啦,目前为止,大家对于我们的太阳系,对于银河系,乃至我们的宇宙有没有稍微直观的认识?有些数据大到某一个等级,反而会让我们觉得麻木,已经无法意识到了。

宇宙,真是个神奇的地方。


小火锅神秀

看了一下诸多的答案,我就不想再回答了,题目是说从地球到火星需要多少天?但每一个答题人都自认为自己早已超越了阿基米德、伽利略、牛顿、爱因斯坦、霍金的智慧知识水平,跑题不说,还将整个太阳系、银河系乃至整个宇宙的运行公式都算得一清二楚,就差没将造物主说成就是自已了?虽说看似一套一套的什么阳系啦银河啦宇宙啦!但却犹如“内八股”一般似的,以及老奶的裹脚布又臭又长,却没有一个中国人直接切入主题正确回答出地球到火星需要多少天?事实上,人类今天连月球都再也上不去了,还幻想登上火星?印度花了半架波音飞机的钱,发了个火星探测器上去,至今却犹如石沉大海一般?而美国的“机遇号”在火星表面工作了好些年,如今电能早已耗尽回不来变成废铁一堆留在火星上了!如果说,地球到火星需要多长时间,惟一可以作为参考的只能是“机遇号”了?但事实上,人类从没登上过火星,现在一切假设猜测都属科学的不严谨和杞人忧天是也!而面对中国这些大师们的纷纷虚拟猜想,我真的无话可说!否则我也变成其中一员而成为白痴了?


造物主20曹黎明

人类现有的飞行技术从地球飞到火星大约需要半年时间才能飞到。宇宙飞船如果用现在的飞行速度,想飞出太阳系大约也得需要将近半个世纪的时间。宇宙飞船用现在的速度想飞出银河系,那是根本不可能的,说不定飞不到半路早被别的恒星或行星,以及其它什么天体俘获,或被撞得粉身碎骨了。

人类要想冲出太阳系,到银河系探索,或到更广阔的宇宙空间遨游,必须突破光速,还要寻找到能够永恒推动宇宙飞船前进的不碣能源或新的燃料,否则,一切都是幻想。


碧雲6

现有的飞船技术在速度上还不够快,飞船在地球点火升空用火箭推进速度较快,进入太空后就会和推进火箭飞离,这时的飞行速度是每秒8公里左右,用这个速度飞行到火星,每分钟是480公里这样飞行5500万公里,一天24小时飞11520公里,飞行到5500万公里需要447天才行,真正飞行时不是直线飞行,飞行轨道会用更长时间,这样差不多飞行一年半才到达。


爱养花

看了几个回答,发现还是有必要说说的了。

以我目前的知识,也只能说这么多。

1火星离我们多远,最近约5500万公里,这个距离是火星和地球轨道最接近的地方,如果要飞,只能选这个地方做目的地,然后斜着飞,接近火星轨道,所以,路途会有所增加,但应该在7000万公里以内。

2飞行速度,环绕地球7.9,脱离地球11.2,脱离太阳系16.7都是公里每秒,那么先脱离地球,用月球加速,应该能达到低于16.7,高于11.2的速度,5500万算最快(16.7)约39天,慢(11.2)约57天,7000万算最快约49天,最慢约72天。

综上所述,可以判断,地球飞火星应该在72天左右(第二宇宙速度),如果紧急,最快也需要近2个月。

另外,先跑到火星轨道等火星是靠谱的,追火星就白瞎了。


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