中美火星任務睇頭多 天問一號難過去月球好多

中美角力鬥到上火星！繼阿聯酋成功借日本發射中東首枚火星探測器後，中國首次火星探測任務天問一號探測器今日發射升空。美國亦準備在7月下旬，各自發射最新火星探測器「天問一號」及「毅力號」。 天問一號任務更同時包括軌道器、着陸器、巡視器多個部分，嘗試大步追趕中美火星探測差距。探索火星本身就比探索月球難得多，地球與火星之間任何通訊更至少要延遲許多分鐘，意味地球操作員對火星即時情況，根本無能為力！

• 火星距離地球有多遠？

這是一個經常在變的數字。火星與地球雖然都是環繞太陽，以大致圓形的軌道運行，但火星與地球軌道的圓心並不重疊（見下圖），因此火星與地球的距離時遠時近。

▲ 地球與火星軌道示意圖

最近：天文學家計算，火星與地球最近的距離，理論上為5,460萬公里（相當於4,300個地球並排的距離；地球直徑約為1.27萬公里），但這最近距離至今還未在現代天文學有紀錄以來出現。

人類有紀錄的地球與火星最接近時候，則在2003年，兩行星當時相差5,600萬公里，相當逾4,400個地球並排。

最遠：火星與地球理論上最遠的距離，達到超過4億公里，相當於3.15萬個地球並排。

平均：至於平均值，火星與地球距離約為2.25億公里。這也相當於1.77萬個地球並排，相當遙遠。

• 火星比月球遠多少倍？

地球與月球的距離相對固定得多，數字大約為38.44萬公里，相當於30個地球並排。

以此計算，火星與地球距離，最近也比月球遠超過140倍，最遠超過1,000倍，平均也有約600倍。

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• 去火星要多久？

這要視乎地球與火星之間時刻變動的距離，以及航天器的速度。

人類至今發射的最高速航天器，是美國2006年發射、2015年抵達冥王星「新視野號」（New Horizons）。新視野號離開地球時時速達到5.8萬公里。

若按此速度從地球直線奔向火星，最快也要約40天，最長要近290天，平均也要超過160天，亦即5個多月的時間才會到達火星。

但實際上，航天器需要有效運用燃料，並在接近火星時減速，因此往往都要用較長時間，半年以上方能到達火星。以下就是一些例子：

相比之下，美國1960、1970年代阿波羅探月計劃，前往月球只需大約3天。

中美阿聯酋爭上火星 一文看清3國裝備和目標（有片） 

• 火星通訊有幾難？

地球與火星之間電子通訊，速度即使沒有寄信般慢，也跟「傳紙仔」有得比，足以廢掉即時通訊武功。

電磁訊號以光速行進，每秒約30萬公里。因此地球與月球通訊會有約1秒延誤，這影響並不算大。

相比之下，地球與火星之間通訊延誤，理論上最快也要3分鐘，平均要超過12分鐘，最長更要超過22分鐘。

這意味火星探測器傳回任何數據，或遇上任何突發情況，地球操作員只能在多分鐘後才接收到或得悉意外，並無能力即時反應。因此火星探測器必須具備自主能力，技術要求更高。

• 火星還有更多「怪事」？

是的。我們慣用的計時方式，年月日時分秒，都是基於地球運行規律而計算，因此火星任務如何計時也是個大問題。

地球上一天為24小時，但火星「一天」則大約有24小時39分，稱為一「梭」（Sol，火星日）。這差距看上去不是很大，實際上卻相當嚴重，只需數十天即會累積滿一天的誤差。

與此同時，火星還繞太陽公轉周期，長達668.6梭，或接近687地球日，幾乎等於地球上的2年。我們的月份也是根據，地球衛星月球的運行周期而決定。因此科學家普遍以火星上太陽出現方位的變化，來為火星區分季節和火星月。

由此可見，人類要進一步探索、開發火星以至其他星球，也許需要發明如《星空奇遇記》（Star Trek）中適用宇宙的「星曆」（Stardate）才行。

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責任編輯：連兆鋒