8月2日7点的时候,天问一号开动了发动机,顺利完成了第一次轨道中途修正,继续飞向火星。
现在天问一号已经在太空中飞行了240多个小时了,距地球300多万公里,飞行6个多月才能抵达火星附近。
要飞这么久,天问一号又并不算大,那需要的燃料从哪里来了?
其实天问一号到达火星,根本就不需要多少燃料,靠的是太阳。
牛顿大炮
要说清楚这个事情,就要说到常常出现了物理书中的牛顿。
发现了万有引力之后,牛顿设想了一个实验。
他设想有一门加农炮架在一座非常非常高的山顶上发射炮弹。如果没有空气阻力和地球引力的话,那么炮弹应该沿着发射的方向直线运动远离地球。但在地球上物体都会受到引力的影响,因此炮弹的运行轨道应该是一个抛物线,从山顶落到地面。
轨道的形状取决于炮弹的初始速度,速度低的话,炮弹就落的近,速度大的话,炮弹就落的远。
那如果这门大炮威力特别大,射出的炮弹速度特别快,那么这颗炮弹就可以围着地球不停的转而不会停下来,而不需要任何动力。这就是第一宇宙速度,大小为7.9千米/秒。(具体请参考我的这篇文章只要你跑得足够快,牛顿就抓不住你 )
只要你的速度达到了第一宇宙速度,你就会成为地球的一颗“人造卫星”,不需要任何动力绕着地球转。
霍曼转移轨道
可是天问一号不是北斗卫星,它是要去火星的。那又该怎么做到了?
办法就是利用太阳的力量!
但大家不要误解,这里说的不是利用太阳能,太阳光没有那么强大,而是利用太阳的引力把探测器甩到火星上去!
太阳占据了太阳系超过99%的重量,引力巨大。当火箭带着天问一号运行的速度比第一宇宙速度还大,达到第二宇宙速度,也就是11.2千米/秒,就能摆脱地球,成为太阳的一颗卫星。
这时候运行的轨道是椭圆形,连接了地球轨道和火星轨道。当遇到火星的时候,就再次机动,成为火星的卫星。
这个轨道是德国航天工程师瓦尔特·霍曼提出的,所以又叫霍曼转移轨道。
走这条轨道,省钱省燃料,就是耗时长,要好几个月才能到。
在发射2177秒之后,天问就进入了转移轨道,现在天问的发动机是关闭着的。
只有在遇到像今天早上的情况,需要调整轨道,才短暂的开启发动机。
如果遇到障碍,也会开启发动机躲避。当遇到火星之后,也会开启发动机,进行深空机动,进入火星轨道。
所以,天问一号尽管没有带什么燃料,靠着太阳,也能一路飞到火星。
总结
天问一号达到了第二宇宙速度之后,就会沿着地火转移轨道,不需要任何动力的飞行下去。当需要轨道中途修正或深空机动时候,才需要开启发动机。天问一号并没有携带多少燃料,但靠着太阳,也能到达火星。
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