太空探测器飞行轨迹

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太空探测器飞行轨迹

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太空探测器的旅程路线，通常被称为航线或轨道，其设计旨在引导它们离开地球引力的束缚，前往其他天体。首先，它们需要达到第二宇宙速度，以抛物线轨迹逃离地球，然后在太阳的引力作用下，进入一个围绕太阳的圆形轨道。如果速度介于第二和第三宇宙速度之间，且与地球公转方向相同，探测器会在近日点进入地球轨道外侧的椭圆轨道，轨道越扁长，远离地球的距离就越远。通过调整初始速度，探测器能够抵达火星、木星等行星，甚至是冥王星等更远的天体。

飞向太阳系其他天体的航线并非唯一，不同的轨道需要不同的初始速度。最小的初始速度意味着最少的能量消耗，因此被称为能量最省轨道。这条特殊的航线是双切椭圆轨道，由奥地利科学家霍曼于1925年提出，即著名的"霍曼轨道"。它以太阳为一个焦点，远日点或近日点位于地球轨道与目标行星轨道的交点，轨道的长轴等于两个轨道半径之和。

然而，利用能量最省航线飞往远距离行星可能耗时很长，如飞向冥王星可能需要46年。为了缩短航程，可以采用其他航线或者在飞行过程中利用自备动力或行星引力进行加速，但这会使得航线复杂化，不再是单一的椭圆、抛物线或双曲线轨迹。飞向月球的航线与行星的航线原理相似，实际应用中，探测器往往先进入地球轨道的过渡轨道，然后在合适的时机加速进入目标航线，以克服地理位置的限制。

扩展资料
空间探测的范围集中在地球环境、空间环境、天体物理、材料科学和生命科学等方面。自1957年10月4日第一颗人造卫星发射上天，到2000年全世界已发射了100多个空间探测器。它们对宇宙空间的探测取得了丰硕成果，所获得的知识超过了人类数千年所获知识总和的千百万倍。