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扎心!美国飞船与地球直线距离不超过3亿公里,为何要飞2年半?

  近日,美国宇航局(NASA)公布了一条消息:
  NASA’s OSIRIS-REx spacecraft will swing by Earth to deliver a sample from asteroid Bennu on Sept. 24, 2023。
  翻译成文是:NASA的OSIRIS-REx宇宙飞船将于2023年9月24日飞越地球。
  这绝对是一条令人扎心的消息,因为OSIRIS-REx宇宙飞船从近地小行星本努( Bennu)返回地球 ,飞了整整一年,一半距离都没有飞到,还需要再飞一年半才回到地球,要知道小行星本努一直飞行在地球轨道附近,远地点1.5AU,近地点0.9AU,它与地球距离这么近,OSIRIS-REx宇宙飞船回个地球却要飞2年半。
  问题来了,OSIRIS-REx宇宙飞船与地球直线距离不超过3亿公里,为什么要飞行两年半才回到地球呢?
  小行星本努是阿波罗组中的一颗碳质小行星,直径约为490米,飞行在地球轨道附近的一个椭圆轨道上,半长轴1.12AU,偏心0.2037,轨道周期436.65天,轨道面与黄道面倾角为6.0349 ,公转速度为28公里/秒,比地球公转速度略慢。
  不光是围绕太阳公转,小行星本努还在不断地沿着一条界限分明的山脊快速自转,约4.3小时自转一周。根据NASA预测结果显示,在2182年 9月24日,小行星本努有1800分之一的概率撞击地球。
  2018年12月,飞了两年的 OSIRIS-REx宇宙飞船终于接近了小行星本努(Bennu) ,开启所有的科学仪器,展开一系列探索,随后获得近400克的外星物质,2021年5月,OSIRIS-REx飞船开始返航,直到2023年9月才回到地球。
  从小行星本努飞回地球,OSIRIS-REx飞船速度至少要超过28公里/秒,按照这速度计算,一年就能飞行8.8亿公里,地球与OSIRIS-REx飞船的直线距离不超过3亿公里,按理说,只需要半年时间就能飞回地球了,为什么要飞2年半呢?
  这跟天体的快速公转有关系,我们的地球以每秒29.78公里围绕太阳运转,而在地球公转轨道以外的小行星本努也以28公里/秒在运转,两个天体都在快速移动,OSIRIS-REx飞船从小行星本努飞回地球并非直线飞行。
  OSIRIS-REx飞船飞回地球轨道极其复杂,至少要围绕太阳飞行好几周,中途要动用数十个推进器,使用高效的离子推进器来增加飞行速度,然后使用化学推进器来调姿和切换轨道,2年半要进行数十次变轨机动。
  离子推进器一步步地增加飞行速度,要追上地球,飞行速度必须要超过每秒29.78公里,一步步地靠近地球,最后切入地球轨道,当OSIRIS-REx飞船从地球上空掠过时,将装有外星物质的返回舱准确无误地投向地球。
  这也反映出人类飞船在星辰大海面前是那么的渺小和无助,如果要是飞船的动力足够强大,其实是可以不用飞这么复杂的返回轨道,也不会用这么长的时间,或许只要几天时间就可以飞回地球了。
  很多科幻电影和科幻小说都在说超光速飞行,然而现阶段人类飞船速度跟真空光速相差甚远,别说是光速,就算是100分之1的光速也无法达到,要知道真空光速约每秒30万公里,100分之1光速就是每秒3000公里,然而人类飞船速度最快也达不到每秒100公里。
  所以,地球附近的一艘飞船要2年半时间才能回到地球,这绝对是一条令人扎心的消息,太空太过浩瀚,而人类太过渺小,想要遨游银河系,这是多么艰难的一件事情啊。 有趣有料的科学内容请关注唯一的微信公众号:有趣探索

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