人类从地球到火星，乘坐现在的飞行器需要多长时间？

　　从地球到火星一般要数个月的时间，为什么说数个月，因为时间无法给出精确的数值，因为不同轨道的飞行时间的不同的，如果非要说一个数值，可只能是个区间。大约在100多天至300多天，因为在历史上探测抵达火星的时间基本都在这个区间里面，比如水手4号花了228天的时间抵达火星，水手6号就只花了115天的时间抵达火星，海盗1号花的时间比较多，达到了304天的时间抵达火星，只有的几个探测器基本都在200多天的时间就可以抵达火星了。
　　火星距离地球不是一成不变的，而是变化的，如果选择最接近地球的时间发射探测器，那么时间就最短，当然探测器不能借助其他天体引力加速，不然还是不够快。从地球发射时两颗行星要最接近，而且动力系统要足够强大。乘坐现在的飞行器需要200多天是肯定的，但如果使用核动力推进，那么可以大大缩短，比如号称在40天之内抵达火星，这不是没有可能的。还有一个问题需要指出，宇宙飞船进入火星轨道的时候是要减速的，避免超出轨道，必须计算当宇宙飞船到达时火星的骨雕位置，已经宇宙飞船的速度，从哪个角度切入火星大气层。
　　2015年9月28日，NASA宣布火星表面存在周期性的液态水。而且，有证据显示，火星的地下有可能也有液态水的存在，虽然人类未来殖民火星、改造火星是一个浩大的工程，但火星确实是个最有希望被宜居的天体。
　　上海科技报科普问答主持人：主任记者吴苡婷
　　首先我们要说说地球到火星的距离，这并不是像我们地球上的长途旅行一样，一个点到一个点的距离是固定的，比如上海到北京的距离是1200多公里，这个一个固定的距离，我们可以根据距离公式非常容易地算出去火星需要的时间。可是天体是在运动的，都有自己的公转运行规律，地球和火星都在绕着太阳公转，但是速度是不同的，所以地球和火星之间的距离并不是固定不变的，最近距离和最远距离的差距可以非常大，科学家观察下来，地球和火星的最近距离是5500万公里，最远距离可以达到4亿公里。
　　按照目前地球上飞行的航天器的速度，在近距离点上，最快到达火星的时间需要200天左右，如果是远距离点的话可能需要2年的时间才能到达。虽然火星是距离地球很近的行星，但是还是路途遥远。
　　目前人类已经发射了30枚探测器来火星，它们到达火星的时间都很长，这是漫长的宇宙旅行。人类发射的海盗1号火星探测器就用了300多天才来到火星上空，整整是10个月的飞行。水手4号达到火星的时间也有7.5个月。凤凰号火星探测器也是耗费了9个月的时间。这些探测器都是无人探测器，而且都是有去无回型探测器。
　　所以虽然各种登陆火星的科普类文章非常多，但是人类要登上火星绝对不像登月那么简单，半年多的宇宙飞行中，吃喝拉撒问题要解决，身体健康也是一大难题。我们目前航天员一般最多在宇宙空间中呆上2周就回来了，他们可以在空间站中锻炼身体，不至于因为重力不足，回来后身体机能出现下降。但是要飞行半年多，这样的宇宙飞船要打造得相当庞大和精准，各种设施非常完备，否则基本就是去送死。当然打造这样的宇宙飞船耗费的人力物力要大大高于登月的阿波罗工程。
　　如果不突破现有航天技术的速度瓶颈，要开展星际旅游还是痴人说梦。
　　要 回答这个问题，我们先来谈一谈为什么要到火星。
　　因为目前为止，火星是距离我们地球最近的可能存在液态水的行星，（也是距离我们最近的行星，不是卫星！）所以，人类开发火星，不仅仅是合适的选择也是迫不得已的选择。
　　而火星距离地球的距离并不是恒定的，一般来说，会根据彼此的公转周期改变，既然要达到火星，最好是越快越好。据有关数据显示，火星和地球最近的时候，相距5600万千米，最远的则为3.2亿千米。天空飞行和一般的地球飞行而言，并不是直线距离，有点常识的人们也会知道，飞行器在飞离地球的时候，需要不停的绕行，然后达到逃逸速度，脱离地心引力才能飞向太空，同样的着陆页需要这样的过程，而在这一过程中，两个行星的距离会有所改变。
　　而目前航天飞行器的推进系统还是燃料，离子动力没有研制成功，至于核动力，并不能批量利用。当然目前最快航天器的速度也并不能作为本次地火之旅的速度依据来考察时间，因为航天器一旦达到某颗行星周围，其可以利用引力进行加速，所以不同的航天器速度不同，快的能达到30万公里每小时，慢的地球飞行器只有几万公里每小时，所以在专业且高难度的数据面前，我们目前也只能依据一些科学家大概计算的时间（来源网络）进行判断：大约100多天至300多天。
　　据有关数据显示，火星和地球最近的时候，相距5600万千米，最远的则为3.2亿千米。
　　比如上海到北京的距离是1200多公里，这个一个固定的距离，我们可以根据距离公式非常容易地算出去火星需要的时间。可是天体是在运动的，都有自己的公转运行规律，地球和火星都在绕着太阳公转，但是速度是不同的，所以地球和火星之间的距离并不是固定不变的，最近距离和最远距离的差距可以非常大。
　　天空飞行和一般的地球飞行而言，并不是直线距离，有点常识的人们也会知道，飞行器在飞离地球的时候，需要不停的绕行，然后达到逃逸速度，脱离地心引力才能飞向太空，同样的着陆也需要这样的过程，而在这一过程中，两个行星的距离会有所改变。
　　而目前航天飞行器的推进系统还是燃料，离子动力没有研制成功，至于核动力，并不能批量利用。
　　当然目前最快航天器的速度也并不能作为本次地火之旅的速度依据来考察时间，因为航天器一旦达到某颗行星周围，其可以利用引力进行加速，所以不同的航天器速度不同，快的能达到30万公里每小时，慢的地球飞行器只有几万公里每小时，所以在专业且高难度的数据面前，我们目前也只能依据一些科学家大概计算的时间（来源网络）进行判断：大约100多天至300多天。
　　我们目前航天员一般最多在宇宙空间中呆上2周就回来了，他们可以在空间站中锻炼身体，不至于因为重力不足，回来后身体机能出现下降。但是要飞行半年多，这样的宇宙飞船要打造得相当庞大和精准，各种设施非常完备，否则基本就是去送死。当然打造这样的宇宙飞船耗费的人力物力要大大高于登月的阿波罗工程。
　　当前各国都还没开展载人火星登陆计划，因为除了需要更大推力、能够携带更多物资的火箭，也对人员心理有更大的要求，谁也不能保证漫长的飞行途中设备不出一点问题，一旦出现问题就会非常考验宇航员的心理素质，并且在漫长的飞行途中，狭小的空间内的人也很容易出现心理问题，使计划的实施更加艰难。
　　首先我们来看看地球与火星的距离到底有多远。
　　由于地球与火星会围绕不同的轨道绕太阳进行公转，其中地球的公转周期大约为365天，而火星的公转周期大约为687天，这也就导致地球与火星的距离其实是不固定的。
　　最近的时候，地球与火星的距离大约是5500万公里，而最远的时候，地球与火星的距离大约是4亿公里。由于宇宙空间中星体之间是相互运动的关系，与地球上两点间的最近距离是有本质上的区别的。
　　人类飞行器究竟如何飞往火星？
　　地球上的空中交通工具，往往运行轨迹都是保持相对直线的飞行，因为地球上的飞行器主要借助的事发动机多万动力及空气的升力，因此保持相对直线飞行，可以尽量节省飞行的时间。
　　而宇宙飞船的飞行轨迹是有着明显的不同的，因为宇宙飞船想要实现飞行，主要依靠的是发动机动力及宇宙间的万有引力。特别是在升入太空中以后，其实主要就是依靠引力再持续进行飞行，发动机的动力主要是为了调整变轨使用。所以说宇宙飞船的飞行轨迹是有着较大多万弧度的。按照这样的轨道飞行，到达火星需要走过的路程也是要比地球与火星的直线距离远处许多的。
　　这里我们可以拿＂火星探测器＂举一个例子进行参考。比如＂火星探测器＂发射时地球与火星的直接距离大概是6300万公里，但实际上该探测器想要到达火星大概需要走上约50000万公里的距离。这个距离大概是直线距离的将近8倍之多。而从＂火星探测器＂大概200多天能够到达火星的时间进行反推，我们大概可以知道，一般＂探测器＂飞往火星的平均速度大约在30公里/秒。
　　如果按照这个速度直线飞往火星，那么以火星与地球最近的5500公里进行就算，最快大概20天就能够到达火星，但这其实是并不太现实的。所以说以人类目前的技术来说，想要飞往火星，最快也得在200天左右的时间。
　　＂火星旅行＂其实是一个漫长的旅程。
　　从上面的数据我们可以看出，人类如果在短期内实现了＂火星旅行＂业务的开展，那么这一次往返可能就需要一年多以上的时间。这与地球上的旅行相比显然是要漫长许多的。而且大部分的时间旅行者其实都处在太空中进行飞行，如果想要在火星上逗留更久的时间，那么这次旅行的时间周期就会变的更加漫长。
　　人类如果想要缩短＂火星旅行＂的时间，只有通过科技的不断发展才可能实现，有朝一日人类如果掌握了更为先进的动力设备，也许在一天的时间内就可能实现火星的往返飞行。
　　以上个人意见仅供参考。
　　至少七个月，这只是无人探测器的飞行时间，如果是载人登陆火星，目前还无法做到，不过我们可以从探测器的抵达过程来推测载人登陆的情况。
　　自从发现金星地表的平均温度高达460℃之后，人类暂时放弃了登陆金星的计划，因为这么高的温度可以将金属铅都融化掉，探测难度可想而知。
　　所以近十几年来，关于探测地外行星的新闻，大多来自于火星探测。2021年6月11日，我国＂祝融号＂火星车公布了第一批传回的火星照片，这标志着我国在火星探测领域，成为第一个首次火星探测任务，就完成了对火星的环绕、着陆和巡视探测三项任务的国家。
　　以人类探测月球的经验来看，下一个火星探测任务应该是带回火星土壤样品了。美国和日本计划在2026年和2027年两年内，取回一些火星和火卫一的样品。我国也计划2028年前后，实施火星取样返回任务。
　　但是火星与地球的距离，始终是火星探测的难点之一。火星与地球的公转周期不同，地球绕太阳转一圈是365天，而火星则需要686天23小时，而且两者公转的轨道不同心，这导致两者之间的距离是不断变化的。
　　因此火星与地球最近的时候约5600万公里，而距离地球最远的时候达到了4亿公里。
　　一般情况下，各个国家发射探测器到火星时，都会选择探测器接近火星时，恰巧是火星距离地球最近的时候。
　　也就是说火星探测的发射，有一个时间窗口期，这个窗口期为26个月，这也是为什么各个国家扎堆发射火星探测器，因为错过了就要再等两年以上。
　　那么以人类现在的技术，要多久才能到达火星呢？我们从四个方面逐步分析，探测器登陆火星，必须要经历下面四个过程：1、摆脱引力，离开地球
　　把探测器发射到火星上，首先要搞定的就是脱离地球引力，冲出了地球轨道，才能往火星靠近。
　　相信很多朋友都知道三大宇宙速度，如果飞行器的速度达到了7.9公里/秒，就可以环绕地球飞行而不掉下来。比如卫星、空间站等，都是以这个速度在高空飞行，但始终是在地球引力的束缚下飞行，7.9公里/秒就是第一宇宙速度。
　　想要彻底摆脱地球引力的束缚，就需要进一步加速，于是就有了第二宇宙速度11.2公里/秒，只有飞行器达到了这个速度才能够往火星的方向飞行。
　　但是以人类目前的技术，根本没办法在大气层内把速度提升到11.2公里/秒，所以要先把航天器发射到近地轨道，那里没有空气的阻力，然后再把与地球的相对速度提升到10.9公里/秒就可以摆脱地球引力了。
　　然而，将飞行器送到环绕地球的轨道就已经很困难了，巨大的火箭需要消耗巨大的燃料才能把数吨中的物体送入太空。
　　现在的火箭，平均100吨自重，仅能运送3～5吨重的航天器进入环绕地球的近地轨道（一般在200～2000千米高），将卫星送到35786千米的地球同步轨道，都要使用三级以上的火箭。
　　当年美国阿波罗登月，使用的土星五号火箭重达3000吨，也仅仅能够运送45吨左右的飞船到地月转移轨道。
　　运送探测器到火星就更加困难了，我们就以好奇号火星车为例，这是迄今火星探测最成功的火星车。
　　负责承载好奇号的是宇宙神5-541火箭，核心动力部分包括1个宇宙神-5 型核心级、4个固体助推器和1个半人马上面级发动机，使用了5.4米直径的超大整流罩。
　　整个火箭的总重为531吨，远没有土星5号重，但是它运载的好奇号组合才3.8吨重，仅占火箭重量的0.7%，而好奇号火星车的核心部分只有0.9吨，其余部分都是为火星车着陆准备的，可见运载效率有多低。
　　（宇宙神5-541    火箭基本结构）
　　幸好登陆火星只需要达到第二宇宙速度了可以了，如果要冲出太阳系，则至少要达到16.7公里/秒的第三宇宙速度，那将是更加复杂的过程。
　　所以登陆火星的第一步，就是要摆脱地球的引力，需要超大运载火箭，这还只是发射无人探测器。试想发射载人宇宙飞船，需要多大运力的火箭！
　　2、霍曼转移轨道——火星探测器的长途之旅
　　现在我们已经摆脱了地球的引力，以相对地球11.2千米/秒的速度往火星飞去，但事实上人类的速度极限是相对太阳45千米/秒。
　　如果按照火星距离地球最近时的5600万公里来算，以45千米/秒的速度飞行，探测器到达火星应该不超过半个月。
　　但实际上不能这样算，因为航天器实际运动轨迹一定是符合万有引力定律和开普勒天体运行三大定律的椭圆，椭圆的焦点是主要引力源，在太阳系内自然是太阳。
　　所以探测器从地球出发去火星，就无法绕开太阳的引力不谈，而要摆脱太阳引力直线飞行，飞船需要携带大量的燃料来助推探测器，以目前的技术根本无法做到。
　　1925年，沃尔特·霍曼博士想出了一个以节约能量为原则的星际旅行方案，该方案被后人称为霍曼转移轨道。按照霍曼博士的方案，发射探测器到火星，一共只需要两次助推就可以了，其余大部分路程只需借助太阳、地球和火星之间的引力，而不需要助推。
　　我们假设地球和火星的轨道都是圆的，霍曼转移轨道的大致思路就是：
　　在地球和火星的环绕太阳的轨道之间选择一条椭圆路线，椭圆与地球运行的轨迹外切，与火星运行的轨迹内切，以太阳为椭圆的一个焦点。
　　（①是地球，②是火星）
　　这样的话，火星探测器在脱离地球引力时，只需要在地球公转速度上加速即可，探测器的速度可以达到32.7公里/秒，然后沿着霍曼转移轨道绕行，这个过程中是不需要任何推力的。
　　当探测器快要抵达火星时，速度会慢下来，大概为21.5千米/秒，此时需要点燃助推系统，让飞船的速度加速到跟火星公转速度一样，也就是24.1千米/秒。
　　如果你对数字不够敏感，我们就换一种说法：火星探测器从地球发射，靠着火箭推力送入地球公转轨道围着太阳转。当探测器接近火星公转轨道时，点燃助推系统，飞入火星公转轨道追赶火星。
　　也就是说探测器一共只需要两次助推：脱离地球引力和并入火星轨道，其他路程完全靠太阳、地球和火星三者之间的引力绕飞。这可以最大限度的节约能源，飞船不需要携带大量的助推剂就可以到达火星。
　　霍曼转移轨道有着巨大的优势，可以大大降低燃料消耗，也降低了的对推进系统的要求。
　　火箭发送探测器到地火转移轨道的运输效率不到1%，能节省一吨燃料就意味着火箭重量可以减少超过百吨，这样做大大降低了对火箭的要求，同时拓展了探测器的设计空间。
　　但是霍曼转移轨道的缺点也很明显，就是所需时间特别长，探测器需要按照椭圆轨道飞行，走完整个轨道至少一半的路程。
　　火星距离地球最近的时候为5600万公里，而标准的霍曼转移轨道却长达6亿公里，探测器需要飞行至少260天左右。
　　这还只是理论数据，是把火星轨道按照圆形来计算的，并且假设火星与地球轨道在同一个平面。如果按照火星椭圆形公转轨道来计算，把0.1的偏心率，以及火星轨道平面与黄道平面1.8度的夹角算进去，计算过程要复杂的多。
　　这是探测器登陆火星的第二个过程，在这个过程中，基本上回答了地球到火星所需时间的问题：从地球发射探测器到火星，至少需要260天时间。
　　3、抵达火星、切入轨道
　　现在我们的探测器经过超过6个月的飞行，终于到达了火星附近，接下来探测器要切入火星的卫星轨道，这个过程也非常具有挑战性。
　　此时的探测器跟火星的公转速度是差不多的，但是火星的引力会让探测器加速，如果动力辅助，探测器会从火星旁边飞过或者一头撞进火星大气层。美国的＂水手4号＂探测器，就是被甩了出去，从火星旁边飞过而没能切入火星轨道。
　　既然这样，我们使用助推系统给探测器减速不就行了，速度慢下来就可以进入火星轨道了啊！但是事实上却没那么容易，因为探测器根本无法携带那么多燃料来减速。
　　就拿印度曼加里安探测器为例，总重1337千克，燃料有852千克；考虑到余下的基本结构、太阳能电池板、发动机和基本控制导航器件等，真正用于科研的设备仅有13千克左右。
　　印度的曼加里安探测器抵达火星影响范围后，开始启动动力反推，最终的结果是，探测器在整个旅途中消耗了800多千克燃料，给火星探测器环绕飞行留下的燃料，仅剩40多千克。
　　即便如此，该探测器的绕飞路线都不是特别好，其工作的轨道是一个近火点距离火星420千米，远火点与火星之间的距离达到了7.7万千米的超大椭圆。只有探测器在近火点的时候，才能从火星上搜集各种数据传回地球。
　　为了探测器能够以最节约的方式进入火星轨道，科学家们想出了空气刹车的方案。起到刹车作用的，是火星侦察轨道器上的太阳能帆板，利用帆板与火星稀薄的大气产生摩擦，降低火星的飞行速度。美国航天局曾经公布，利用空气刹车可以节约600千克的燃料！
　　另外，探测器切入火星轨道的整个过程，只能靠着自带的智能程序完成，在地球上无法对其进行实时遥控。因为以火星与地球的距离，无线电信号需要至少22分钟才能够单程到达，往返所需时间会更长。
　　所以说，从地球发射火星探测器，不仅飞行过程复杂，进入火星卫星轨道绕飞也非常困难。
　　4、最后一关：着陆火星地表
　　经过前面的三大挑战，我们终于到了最后一关：火星车着陆！这一关过不了，前面的努力就功亏一篑了。
　　在地球上执行航天器回收任务，靠的是大气层的减速效果，但是在火星上着陆，仅仅靠大气层是不够的，因为火的大气层太稀薄，探测器着陆必须靠反推力协助。
　　当探测器飞行到距离火星地面131千米的时候，便开始利用喷气发动机严格控制着陆轨迹，计算机开始计算以目前的角度入轨所产生的热量是多少。如果热量过高，就会超过探测器隔热层所能承受的极限，如果热量过低，说明探测器的着陆方向错了，就会滑向深空。调整好角度之后，探测器会以5900米/秒的速度冲进火星大气层！
　　当探测器到达距离火星地表45千米时，探测器隔热层的问答达到了恐怖的2100℃，而钢铁的熔点野菜1500℃，所以探测器需要复合材料升华来降低温度。
　　靠着隔热层与火星大气的摩擦，探测器的坠落速度降到了450米/秒，在距离火星地表11千米的时候，高50米，直径15米的大型降落伞打开。降落伞打开时，瞬时阻力相当于29.5吨的重量，探测器承受了自身重量10倍左右的冲击力。
　　当探测器距离火星地面8千米时，坠落速度已经很慢了，空气摩擦的热量已经不再是问题，此时探测器外部的隔热层会脱落。隔热层脱落5秒之后，探测器的雷达开始工作。
　　此时雷达要时刻检测探测器着陆点的环境，并通过计算调整探测器的着陆状态，降落伞在完成任务后也开始脱离探测器。
　　（好奇号火星车着陆过程）
　　探测器抛开降落伞之后，也不能直接落地，直接撞向火星表面是肯定不行的。此时探测器携带的反推火箭开始工作，着陆器底部的探测系统对着陆点的环境进行分析，探测器要选择一块宽阔、平整的地表着陆。
　　好奇号火星车采用的不是火箭反推的方式着陆，而是采用了空中吊车的方案。好奇号被吊在装有8枚反推火箭的空中吊车下面，缓缓的降落在火星地表。
　　至此，无人火星探测器在经历一系列挑战之后，终于着陆在火星地表了，这只是无人探测器登陆火星！5、结语
　　前面我们介绍了火星探测器从地球出发，靠火箭助推脱离地球引力，进入霍曼转移轨道，历时至少260天的时间，到达了火星附近。
　　然后靠着空中刹车的方案，慢慢的进入火星绕飞轨道，最后利用火星大气层的减速效果，以及探测器的反推动力，并经过精密的探测和计算，火星车终于着陆在了火星地表上。
　　这是人类在探测火星领域，能够达到了的最高技术水平了，如果想要载人登陆火星的话，只能发挥想象力，载人登陆火星的过程要复杂的多。
　　载人登陆需要将一个能够维持宇航员至少八个月的生存所需的生命保证系统，这样的宇宙飞船重量不是一颗探测器能比的，这还只是单程前往火星。
　　因此，人类从地球到火星，发射无人探测器需要至少260天时间，如果是载人登陆的话，暂时无法给出答案！
　　你觉得人类什么时候能够实现载人登陆火星，如果是单程旅行的话，你愿意去吗？欢迎在下方评论区写下你的看法！
　　火星是除金星之外离地球最近的行星，由于运行轨道的变化，它与地球的距离在5570万公里～12000万公里之间。火星距离太阳约1.524个天文单位（一个天文单元即是地球到太阳的平均距离，约1.5亿公里）。根据目前的航天技术，载人探测火星，要求在路途中的时间要越短越好。这样的话，只能选择大推力直接轨道转移模式。
　　宙姐结合中国的火星探测计划，设定火星发射窗口搜索区间为2020/2022年，综合考虑中国的火箭运载能力、发射场条件等因素,采用遗传算法完成了性能指标对发射窗口的搜索，最终得到了发射能量最优的大推力地火直接转移轨道，如下图所示。
　　也就是火星载人飞船在2020 年7 月19 日离开地球,2021年1月28日到达火星。整个转移过程持续193天。 当然这个方案只是单程去往火星的路线。如果考虑去火星和返回火星的最佳方案，就需要考虑，出发地球到火星的转移时间，在火星上停留的时间和从火星返回地球的时间。
　　由于受到目前航天推力技术的限制，科学家们在设计轨道的时候，尽可能的利用省能量的方式来进行轨道转移。
　　这个时候，就必须要考虑火星、地球和太阳三者的相对位置。天文学中，如果以太阳为固定中心，地球和火星为对象，那么当地球-太阳-火星三者在一条直线上时，地球和火星分别位于太阳的两侧，这种情况，称为＂合＂，而地球和火星都位于太阳的一侧，这种情况就称之为＂冲＂。在设计轨道的时候，考虑这两种不同地火构型，就得到了两类载人火星探测返回轨道。
　　两类轨道方案的任务总时间约在八九百天和五六百天左右。 从能量需求而言，短期停留轨道比长期停留轨道需要更大的速度增量。
　　可以看到，地火为＂合＂时设计的轨道，载人飞船在路途中的时间短，但是在火星上停留的时间就很长。地火为＂冲＂时设计的轨道，载人飞船在路途中的时间长，但是在火星上停留的时间短。
　　ヾ(￣▽￣)~以上~拿好不谢~
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