“为什么是液氧甲烷?”

    何小🁟🇁峰抿了一口咖啡,感受舌尖上的香浓滑💄🏒🙡腻,啧,nice!

    “液氧甲烷的比冲虽然低于优秀的氢氧组合,💢📠🜐但是依旧比液氧煤油高出一些,使得这个燃料氧化剂组合有了实用价值。”

    原因一、甲烷燃🚟🔦🂹料罐设计制造难度较低,相对于氢氧组合,甲烷的沸点远高于液氢,和液氧接近🕟🊻。

    氢气密度极低,氢氧火箭的氢气罐远比氧气罐要大,航天飞机每🛃🙫🍔次发射都要抱着一个巨大的橙色燃料罐,那个里面就是液氢燃料。

    原因二、涡轮泵设计制造难度较低,甲烷火箭从燃料罐到管路,再到涡轮泵,大幅降低了设计制造难度🜋🀪。🛱☡🀾

    而氢的密度太低,氢泵转数要求高,设计极难,需要多级泵才能🛃🙫🍔达🉆🅈🄣到想要的燃烧室压力。

    原因三、火星有储量🅽丰富的🐗甲烷,只需收集就可以用作飞船燃料。

    莫斯教授🇣🚘听🋯完笑着说道:“看来你的🗶☝火星计划,有了百万分之一的可能性。”

    何小峰从手提包里掏出纸和笔计本:“教授,在不涉密的情况下,您能介绍一下海盗1号是如何在🔐火星着陆的吗?”

    “这个没问题,实际上我在很多地🉢方都做过演讲,首先你要明白一个概念叫做‘火🊠👯星发射窗口’。”

    由于地球和火星公转周期不同,火星的公转周期是687天,在687天里,🅕它会绕🏦🜙🂢太阳旋转一周(360度),这意味着它每天会移动0.5🕾24度。

    火星🁟🇁的轨道是偏心率为0.09的椭圆,地球轨道则接近正圆,这意味着地球和火星之间的距🊋离在时刻🜋🀪复杂变化。

    当太阳、地球、火星连成一🐗条直线时,它们之间距离最短,约5600万公里。这样的理想位置,每隔779天才会出现一次,大约是26个月。

    因此得出结论,当地球和火星的日心经度夹角为44度时,是理想的发射时🃩🚚📽间。

    目前化学燃料为核心动力的火箭,🉢性能极其有限。在地球、火星会🉆🅈🄣合🟋的时间点附近窗口,发射探测器,成功率就会高很多,这个时间点就被称作‘火星发射窗口’。

    莫斯教授转身从🚟🔦🂹身后的书柜里拿出一本相册,摊开一页,放到何小峰面前。

    “这个就是海盗1号,人类第一个成功登陆火星的探🐂测器。探测器由两个部分组成,轨道卫星和着陆器。🛱☡🀾”莫斯教授指着两张照片介绍道。

    “海盗1号于1975年8月🏨20日发射,1976年6月19日进入火星轨道,7月20日着陆器在火星🊏地表☶🃽🝎登陆。”

    天体物理学家瓦尔特·霍曼,在19🗶☝25年,提出了一种变换飞船轨道🛋🚹😗的方法,可以帮助航天器节省燃料,被称作霍曼转移轨道

    “我们把地球到太阳的距离,约1.5亿公里,记作1个天文单位(AU),🅕火星到太阳的距离是1.52个AU,霍曼转移轨道的半长轴是1🕾.26个AU。🄉🞾”

    根据开普勒第三定律(R^3)/(T^2)=GM/(4π^2),计算得出霍曼转移轨道的周期是517天,探测器由于🏿是单程,所以整👷🍣个周期大约需要259天。