第一百一十四章：火星計劃（1/2）

「為什麼是液氧甲烷？」

何小峰抿了一口咖啡，感受舌尖上的香濃滑膩，嘖，nice！

「液氧甲烷的比沖雖然低於優秀的氫氧組合，但是依舊比液氧煤油高出一些，使得這個燃料氧化劑組合有了實用價值。」

原因一、甲烷燃料罐設計製造難度較低，相對於氫氧組合，甲烷的沸點遠高於液氫，和液氧接近。

氫氣密度極低，氫氧火箭的氫氣罐遠比氧氣罐要大，太空梭每次發射都要抱著一個巨大的橙色燃料罐，那個裡面就是液氫燃料。

原因二、渦輪泵設計製造難度較低，甲烷火箭從燃料罐到管路，再到渦輪泵，大幅降低了設計製造難度。

而氫的密度太低，氫泵轉數要求高，設計極難，需要多級泵才能達到想要的燃燒室壓力。

原因三、火星有儲量豐富的甲烷，只需收集就可以用作飛船燃料。

莫斯教授聽完笑著說道：「看來你的火星計劃，有了百萬分之一的可能性。」

何小峰從手提包里掏出紙和筆計本：「教授，在不涉密的情況下，您能介紹一下海盜1號是如何在火星著陸的嗎？」

「這個沒問題，實際上我在很多地方都做過演講，首先你要明白一個概念叫做『火星發射窗口』。」

由於地球和火星公轉周期不同，火星的公轉周期是687天，在687天裡，它會繞太陽旋轉一周（360度），這意味著它每天會移動0.524度。

火星的軌道是偏心率為0.09的橢圓，地球軌道則接近正圓，這意味著地球和火星之間的距離在時刻複雜變化。

當太陽、地球、火星連成一條直線時，它們之間距離最短，約5600萬公里。這樣的理想位置，每隔779天才會出現一次，大約是26個月。

因此得出結論，當地球和火星的日心經度夾角為44度時，是理想的發射時間。

目前化學燃料為核心動力的火箭，性能極其有限。在地球、火星會合的時間點附近窗口，發射探測器，成功率就會高很多，這個時間點就被稱作『火星發射窗口』。

莫斯教授轉身從身後的書櫃裡拿出一本相冊，攤開一頁，放到何小峰面前。

「這個就是海盜1號，人類第一個成功登陸火星的探測器。探測器由兩個部分組成，軌道衛星和著陸器。」莫斯教授指著兩張照片介紹道。

「海盜1號於1975年8月20日發射，1976年6月19日進入火星軌道，7月20日著陸器在火星地表登陸。」

天體物理學家瓦爾特·霍曼，在1925年，提出了一種變換飛船軌道的方法，可以幫助太空飛行器節省燃料，被稱作霍曼轉移軌道

「我們把地球到太陽的距離，約1.5億公里，記作1個天文單位（AU），火星到太陽的距離是1.52個AU，霍曼轉移軌道的半長軸是1.26個AU。」

根據克卜勒第三定律（R^3）/（T^2）=GM/（4π^2），計算得出霍曼轉移軌道的周期是517天，探測器由於是單程，所以整個周期大約需要259天。

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