观众:张老师,您好!我是科普中国新媒体的记者。刚才听了您的演讲特别想问您一个问题。为什么火星探测器它发射时间是要间隔26个月,是不是这个时候地球与火星的距离是比较近的,还是最近的,所以才选择这个时间发射呢?
张荣桥(中国火星探测任务工程总设计师):你问了一个既专业又需要进行科普的一个问题。实际上现在很多的文章里面有些误导,把26个月跟火星的所谓近距离,包括到达的时间的长短等等几件事融在一起,所以关于这个问题我想花一定的时间给大家做个介绍。
地球火星都围绕着我们的太阳在运动,那么总有一个时刻地球会运行到太阳和火星的中间,而且在一条直线上。当这个时刻来临的时候就叫“冲日”,这是第一个概念。
地球绕太阳公转一圈365天,火星绕太阳公转一周687天,从这一刻开始,到下一回形成“冲”这个间隔,是多长呢?是26个月。也就是地球绕太阳转了两圈多到这,火星转了一圈多到这,正好相遇,这就是26个月的会合周期。任何一种特定关系的重现也是26个月,假设地球在这,火星在地球的前方任意一个角度,再一次出现的时候也是26个月。
与我们发射相关的,我们从地球发射一个探测器到达火星,依据我们现有的工程实施的方法,一般都采用最省能量的轨道。什么意思?就是探测器离开地球之后沿着一个椭圆轨迹走了半个椭圆到达火星,这个轨道上面与之相交,这个椭圆是以太阳为焦点的椭圆。探测器沿着这个轨迹走的速度,要比火星沿着这个轨迹走的速度要快,探测器走得比火星快。有了这个基本的认知之后,我们发射探测器走了半个椭圆到达火星轨道,同时也要求火星在它的轨道上按照它的规律走到这一点,与之交会。
因此在我们地球上发射的时候火星一定是在地球前方的某一个位置,否则的话它们两个就没有交会的机会。在它前方它走得快,它走得慢,所以就有机会交会,这个也是我们发射的窗口的含义之一。
26个月跟“冲”是什么关系?探测器走了之后,在走的过程当中我们地球沿着地球的轨迹在运行,由于地球比火星走得快,所以在探测器发射之后不久我们地球会在某一个位置上追上火星。因此往往存在一种什么现象?就是火星探测器发射之后不久,大约两个月左右,紧接着就发生了冲,火星冲日。说到这,可以肯定的是,火星冲日跟我们的火星发射的时机没有关联,不是一回事。这就是26个月的由来、26个月的窗口期以及26个月跟我们发射探测器的无关性,希望大家能理解。