太阳系|孙悟空一个筋斗十万八千里，飞往火星需要多久？
网络上什么稀奇古怪的问题都有 ， 这不 ， 今年世界上掀起了一股探测火星的热潮 ， 先后有是四个国家或机构宣称要发射探测器前往火星 ， 中国的“天问一号”已经于7月23日成功发射出去了 ， 美国、欧空局、阿拉伯联合酋长国的发射任务也在紧锣密鼓进行中 。
由此 ， 人们把今年航天称为“火星年” 。 于是关于火星的话题层出不穷 ， 有人想到了孙悟空 ， 提出问题：以孙悟空的速度需要多久能够抵达火星呢？这个问题虽然毫无科学根据 ， 但也可以从科学角度来谈谈 ， 还是蛮有意思的 。 下面就来海阔天空的侃一侃 。
孙悟空的筋斗云超过六分之一光速 。
孙悟空是西游记的主角 ， 是一只石猴子 ， 本来只能用“它”来指代 ， 但在小说中又是拟人化的一只猴子 ， 且属于神话人物 ， 而且是咱5000年文明古国的英雄偶像 ， 所以只能用“他”了 。
【太阳系|孙悟空一个筋斗十万八千里，飞往火星需要多久？】传说此猴最大的本事就是筋斗云 ， 一个筋斗十万八千里 。 筋斗在词典里是跟斗的意思 ， 就是用头抵地 ， 身体颠倒翻过去 。 这种翻跟斗的时间没有一个准确计量 ， 大概1秒钟左右吧 。 为了便于计算 ， 这里就采用1秒钟1个筋斗的计量 。
十万八千里就是5.4万千米 ， 1秒钟5.4万千米的速度已经很快了 ， 但还没有光速快 。 光速每秒钟约30万千米 ， 5.4万千米只是光速的18% ， 约1/5.6 。 即便如此 ， 这个速度已经比现在人类发射的航天器要快多了 。
前些年流传着火星一张照片 ， 上面有一个猴子样的黑影子（见上图） ， 是不是孙悟空早就去到火星了？调侃一下 ， 请勿当真 。
人类发射航天器要遵循三个宇宙速度 。
这是为了与地球引力和太阳引力抗衡需要达到的速度 。
第一宇宙速度叫环绕速度 ， 每秒为7.9千米 ， 达到了这个速度 ， 飞行器才能够飞出大气层 ， 进行绕地飞行 ， 既不被地球引力拉扯下来 ， 也无法脱离地球引力 ， 人造卫星和国际空间站发射需要达到这个速度；第二宇宙速度叫脱离速度 ， 每秒为11.2千米 ， 达到这个速度就可以脱离地球引力 ， 飞往火星等其他行星；第三宇宙速度叫逃逸速度 ， 每秒为16.7千米 ， 达到了这个速度就可以从地球飞出 ， 逃离太阳引力 。
人类的航天器现在飞行最快的是帕克号太阳探测器 ， 已经达到每秒100多千米 ， 将来还要达到每秒200千米 。 它达到了这种速度并不是依靠携带的燃料通过加速度取得的 ， 而是通过金星和太阳的引力弹弓效应得到的 。
这种速度在孙悟空的筋斗云面前 ， 实在是小巫见大巫了 ， 仅有其速度的数百分之一 。
火星与地球的距离变化 。
火星是距离地球最近的行星之一 ， 除了金星 ， 在距离上它排在老二 。 如果把围绕着太阳系的行星公转环形轨道排序的话 ， 从最靠近太阳算起 ， 水星为一环 ， 金星为二环 ， 地球为三环 ， 火星为四环 ， 木星为五环 ， 土星为六环 ， 天王星为七环 ， 海王星为八环 。
可见地球夹在金星和火星中间 ， 金星和火星是地球左右姊妹星球 。 金星距离地球最近时约4100万千米 ， 最远时约2.4亿千米；火星距地最近时约5500千米 ， 最远时约4亿千米 。
一般来说 ， 当地球与火星都在太阳同一边的时候 ， 距离就更短 ， 叫地火相冲；地球和火星隔着太阳分别在另一面时 ， 距离最长 ， 叫地火相合 。
计算行星相冲周期的公式表述为：1/S=1/E-1/T 。
式中 ， E是地球的公转周期 ， T是行星轨道周期 ， S是地球与这颗行星的会合周期 。 代入地球和火星公转周期：E（地球）=365.25天 ， T(火星）=686.98天 ， 可求出S=779.93天 。
因此每隔779.93天 ， 地球会与火星在轨道上相冲一次 ， 也就是地球与火星在一个周期距离最近的时候 。 这种相冲有大冲和小冲 ， 大冲要16年左右才有一次 ， 比小冲还要近 。
2018年是火星大冲年 ， 7月28日大冲时刻 ， 火星距离地球只有5759万千米；而今年是火星小冲年 ， 火星与地球在10月14日最近 ， 为6300万千米 。 人类发射到火星的探测器一般选定在地火相冲的年份 。
人类发射探测器到火星需要多久？
发射行星探测器至少要达到第二宇宙速度 ， 即每秒11.2千米 ， 也就是时速40320千米 。 按照这个速度 ， 在地火相冲年 ， 选择最近距离即便有7000万千米 ， 直线飞过去 ， 也只需要1736个小时 ， 72天多的时间 。
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