天问一号在火星上能走多远(天问一号要失联一个月)

2020年7月23日,我们中国的天问一号发射升空,成功进入预定轨道,如今已经整整一周年了。

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天问一号的发射

天问一号在经过近7个月的飞行后,于2021年2月10日成功进入火星轨道,总飞行里程超过4.5亿公里。天问一号在火星轨道绕行了3个月后,即2021年5月15日成功将着陆巡视器着陆于火星乌托邦平原。如今我们中国的祝融号火星车已经在火星上工作了两个多月了。

据火星探测器总设计师孙泽洲介绍,2021年9月份天问一号会因为日凌现象的干扰将无法和地面建立联系。这个过程大概会持续一个月。这时候的天问一号就要发挥自主性,完全靠自己处理问题了。这是怎么一回事呢?什么是日凌现象?

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日凌

先来了解一下日凌现象。“凌”这个字的意思是“侵犯、干扰”。所以从字义上看“日凌”就是太阳的侵犯和干扰(地球)。太阳是如何侵犯和干扰地球的呢?

原来,太阳是一颗恒星。它是一颗热等离子体和磁场相互交织的巨大天体。它会发出强大的电磁辐射。每年的春分和秋分前后,地球赤道面和地球围绕太阳公转的轨道面(黄道面)发生重合。这时候太阳的强大电磁辐射就会对地球赤道上空的同步卫星信号造成强烈的干扰。这种现象就叫做日凌。

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发出强烈电磁辐射的太阳

日凌为什么会让天问一号暂时“失联”呢?天问一号不是在火星那里吗?火星不是在地球轨道的外侧吗?怎么它的信号会受到太阳日凌现象的干扰呢?也许我们看看夜晚天空中的火星是如何运行的,这些问题就迎刃而解了。

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火星

我们来看一看从天问一号的发射开始一直到天问一号暂时“失联”这段时间内,夜晚天空中的火星是怎样运动的吧!

2020年7月23日,天问一号成功发射。此时的火星在哪里呢?这一天的火星升起的时间比较晚。它会在这一天的22点47分从东方地平线升起。此时的太阳已经落山3小时35分钟了。因此我们要想看到火星差不多就要等到晚上11点后了。这一天火星距离地球大约1.03亿公里,距角106°54′。

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2020年7月23日的火星升起时刻

距角是什么意思?距角指的是行星在地心天球上和太阳之间的角距离,例如金星的最大距角为48°。简单的理解,火星的距角就是从地球上观察,火星和太阳之间的夹角的角度。

2020年10月14日是一个特别的日子。这一天的火星打卡的时间比较早。太阳刚一落山,它就从东方升起了,并且它会在太阳升起后才从西方落下。所以,10月14日这一天是看火星的好日子。只要你不犯困就可以一整晚上地看火星。

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火星冲日

这种整个晚上都可以看到火星的现象叫做“火星冲日”。火星冲日时,火星、地球和太阳大致在一条直线上并且地球位于火星和太阳的中间。很显然此时的火星到地球的距离要比天问一号发射时更近了。

此时的火星在哪里呢?2020年10月14日火星冲日这一天,火星距离地球6279万公里,比天问一号发射升空时近了4021万公里。这差不多是金星到地球的最近距离。这时火星和太阳分别位于地球的两侧,因此这一天火星的距角几乎接近180°,为177°。

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火星冲日时,火星升起,太阳落山

从10月14日火星冲日这一天后,火星每天会提前4~5分钟从东方升起。它的距角在不断缩小,每天差不多缩小1°。这就意味着,火星在太阳落山以前就已经偷偷地从东方升起了。这样我们发现,太阳落山后,火星已经出现在天空中了。我们可以这样理解,天上的火星正在追赶太阳。

2021年2月10日天问一号抵达火星抵达火星的这一天,当太阳落山夜幕降临后,火星已经高挂在正南方偏西一点的天空中了。此时的火星到地球的距离已经远到1.92亿公里了。火星距角为85°47′。也就是说从地球上看,火星和太阳之间的夹角已经小于90度了。

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天问一号抵达火星时火星在天空中的位置

2021年5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆火星这一天。火星已经距离地球3.19亿公里了,距角仅有48°34′了。这意味着在太阳落山后,火星出现在了西南方的天空中了。

2021年7月23日,天问一号发射一周年,此时的火星距离地球3.78亿公里,距角25°11′。而此时金星的距角大约是30°。也就是说,当天黑后火星出现在了金星西方。从地球上看,它比金星更加靠近太阳。

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火星天问一号发射一周年时的位置

我们知道金星是位于地球轨道内侧的行星,而火星则是地球轨道外侧的行星。火星怎么会看上去更加靠近太阳呢?原因只有一个,火星就要绕到太阳的另一边去了。它就要被太阳给挡住了。

那么相对于地球,火星什么时候会绕到太阳的另一边呢?在两个月后火星的距角就不足5度了。在10月9日这一天,火星就会绕到太阳的另一边了。从地球上看,这时候的火星会和太阳一起升起,一起落山。它躲藏在太阳的背后,晚上我们就看不到火星了。此时,火星距离地球3.93亿公里。

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从地球上看,9月底火星已经非常接近太阳

此时的火星、太阳和地球也基本上位于一条直线上。和火星冲日有所不同的是,此时位于三者之间的是太阳而不是地球。这种现象叫做“”。

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火星和地球的绕日运行

太阳是一个直径139.2万公里的巨大天体。它挡住了火星。这样天问一号就会受到日凌现象的干扰,就会和地面暂时“失联”了。只有当火星从太阳的另一边走出来后,天问一号就又能和地球取得联系了。这个过程大概会持续一个月。

在这一个月中,火星在绕日轨道上奔跑了大约5791万公里。

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