人类最了解的两颗星体，月球和火星。
如今距离人类重新登陆月球的时间也越来越近了，相信征服月球之后，下一步必然就是登陆火星。
今天就围绕登陆火星的事聊一聊。
人类探索火星的历史。
火星和地球有着很多相似的地方，比如火星自转一周需要二十四小时三十七分二十三秒，只比地球的自转多了四十一分钟而已。
地球是侧着身子绕着太阳进行公转的，这让地球有了四季的变化，而火星也是一样的，也是侧着身子绕着太阳转，所以火星也有四季变化。
地球有月亮这颗卫星，而火星有两颗卫星。
地球和火星众多的相似之处，以至于很多科学家认为，火星应该有生命的存在。
所以火星也就成为了人类登陆太空，探索行星的第一个目标。
从上个世纪六十年代开始，人类就开始向着火星发射探测器，截止到2008年的时候，一共发射过去三十八个探测器，但很可惜的是只有一半成功的。
而在这一半的探测器中，又有五个是距离火星一段距离的高空中掠过，然后是七个成功的变成了火星的卫星，绕着火星转动，再有七个成功登陆火星。
而这十九个火星探测器，也让人类将盖在火星身上的神秘面纱一层一层的揭开，从而看到了火星上微不足道的一些秘密。
在这里值得说道的是，随着航天技术的发展，近些年来对于火星的探索又提上了一个日程。
从2008年开始截止到2013年，短短的五年时间，人类又向火星发射了五个探测器。
但成功的却只有一个。
所以探索火星的成功与否，科技的进步是有提高成功几率，但运气的成分还是占有很大比例的。
那么探索火星都探索一些什么内容呢？
最主要的就是有关水的信息。
为什么是水？
有两个原因，其一科学家认为火星有可能有生命，或者孕育过生命，那么火星上有没有水，或者曾经存在不存在水，将是一个非常重要的佐证。
其二，人类的脚步必然是探索深空，如果载人登月是进入深空的第一步，那么载人登陆火星将是人类脱离太阳系的第一步。
所以在火星建立基地是必然结果，而想要在火星上生存，水是必不可少的物质。
水不仅仅可以喝，而且还可以分解出人类必须的氧气和氢气。
如今探索的结果是，火星在三十五亿年之前，是有大量的河流湖泊的，只不过因为火星的重力太小，水很容易达到摆脱火星引力的束缚，所以大部分的水都逸散到了太空中了，而这个过程是不可逆的。
那么这个过程是怎么发生的呢？
火星是缺乏偶极磁场的保护。
而太阳是一个时不时要发点小脾气的恒星，它的太阳风往火星上这么一吹，水就会被轰击成氢离子和阳离子。
在这种轰击下，两种离子获得能量，速度加快。
而火星的束缚力很小，很容易让两种离子达到逃逸速度，于是这两种离子就离开了火星，逃逸到太空中去了。
于是人类就看到了，如今荒凉到孤独的火星，可以参照没有生命的沙漠戈壁，来想象火星的情况。
现在科学家将目光集中到了火星的地下水，或者是水冰。
水的逸散无法阻止，但因为曾经有过水的事实，那么地下水和水冰就成为了火星上水的主要来源。
如今在轨道飞行器的观察下，已经探测到火星次表层下的水冰，甚至找到了冻土层。
除了对水的调查，然后就是想办法拿到火星上的土壤岩石样本。
这些东西，就像是一个星球上的记录仪，详细的纪录着火星上各个年份的很多变化。
在过去很长一段时间里，人类想要对火星有所了解，只能通过火星陨石来了解。
而目前被国际陨石命名委员会收录的陨石虽然高达五万七千块，但这里边来自火星的陨石却只有一百五十九块。
这些火星陨石只能让人类了解火星的一点皮毛，想要更具体的了解火星，只能等待火星样本回归地球之后的研究了。
在这里需要说明的是，虽然美国早就开始准备火星样本的回归，但因为种种原因不断地推迟，让中国很有可能会成为第一个拿到火星样本的国家。
这也算是弯道超车，后来者居上吧。
很期待能从返回的样本中看到一些不一样的东西。
那么要去遥远的火星，需要多长时间呢？
火星距离太阳的距离是两亿两千七百九十公里，这个距离是地球距离太阳的1.52倍。
所以火星绕太阳一圈的时间要比地球长，有六百八十七天。
再加上火星围绕太阳转到的轨道是一个椭圆形，所以有着近日点和远日点的区分，这个区分让两个位置上的火星温差极大，有一百六十度的差距。
那么就造成地球和火星的距离也是一个变化的数值。
两者最近的时候，只有五千五百万公里，最远的时候已经超过了四亿公里。
所以想要从地球登陆到火星，是需要计算一个非常好的出发时间才可以。
如今探路的探测器发射出去已经有很多了，也积累出了经验，找到了一条最佳轨道。
飞船踏上这条最佳轨道，就可以以初始的最小速度飞向火星，能节省燃料。
那么这条最佳轨道怎么去找呢？
可以通过两个方法的叠加去找。
首先是找到一条叫做霍曼轨道的位置。
这个轨道很好寻找，做一条外切与地球的公转轨道，而这条切线又内切与火星公转轨道，这就形成一个叫做双切式椭圆轨道。
这条霍曼轨道的特点是，让进入的飞船速度小，节省能量，缺点是飞行的时间长。
霍曼轨道是一位叫做霍曼的奥地利科学家，于1925年提出来的，它适用于登陆太阳系所有行星的轨道。
说道这里，很多人会产生疑问，这种双切式的椭圆轨道，在火星和地球之间不同的位置可以做出不同的轨道线路，是不是登录火星的最佳路线有无数条。
不是的，登陆火星的最佳路线只有一条，这就需要第二个方法了。
第二个方法，地球和火星都是绕着太阳飞行的，那么火星和地球的位置就会不断的发生变化。
但这种变化也是周期性的，那么火星距离地球最近的一次也就具备了周期性。
这个最近距离是地球被火星和太阳夹在中间，形成一条直线的时候。
这个时间段被叫做火星冲日。
地球上看到的奇景是，太阳和火星分别在地球的两边，当太阳落下，火星就会从东方升起，而太阳升起，火星就会从西方落下。
这个时刻是地球看火星看的最亮的时刻。
在这个时间段里做一条霍曼轨道出来，那么从地球到火星的最佳轨道路线就出现了。
而这条最佳轨道线路，每隔七百七十九天或者七百八十二天才会出现一次。
所以登录火星的最佳时间，大概每两年才会出现一次。
而且火星相冲，并不是说每一次地球和火星的距离都是固定的，也是在不断的变化中。
比如在2003年的八月二十七号的时候，就出现了火星相冲，两者的距离大概是五千五百七十五万八千公里，这是六万年来，火星距离地球最近的一次。
而在2012年的时候，同样发生了一次火星冲日，结果两者之间的距离有一亿公里。
走上这条最佳路线，如果开着一辆小汽车，把轨道想象成一条笔直的高速公路，不好意思，需要开二百二十八年的时间才能抵达火星这个终点站。
当然要是使用飞船的话，在火星和地球最短距离的时候，需要五十七天就可以到达，要是最远的时候出发，那么就需要二百零八天。
当然了，这是在不出现什么差错的理想环境下的到达时间，如果有什么意外发生，那就不知道了。
在飞往火星的路途中，还会有各种可以想象得到的困难。
首先是燃料问题，保障飞船可以抵达火星的燃料，这是最低保障。
如果出现变轨等其他突发状况的话，保障性燃料根本就不足以让飞船抵达火星。
为此科学家们还提供了很多方案，其中有一项让科学家们很重视，就是采用发动机轮换使用不同来源的燃料。
这里面包括太阳能转化的电力，离子推进，甚至是采用火星大气中的二氧化碳以及水作为燃料。
这就意味着一台发动机可以将不同燃料作为动力使用。
听着就很难。
再来就是食物。
火星飞船的容量就很小，载人登录火星，食物如何处理？
所以尝试在太空中进行种植或许会是个好办法，但需要的空间又会很大，毕竟面积小了，产出够不够食用都是一个问题。
接着是设备出现故障怎么处理？
需要更换零件怎么办？飞船的空间有限不可能带着足够的零件去防备出现这种情况。
当然3D打印机或许会解决这个问题，但有些材料具备特殊性，3D打印机的材料能不能具备这种特殊性？
最重要的是对人心里的影响。
人在一个狭小的空间里活动，会出现什么状况——恐怖、孤独、乏味、无聊，这都会对以后的任务有着很重要的影响。
所以在出发前，就要对这种情况的出现，做到充分的了解。
登陆火星不仅仅需要航天员的身体素质，心理素质也是极其重要的。
最后一条——辐射。
在茫茫宇宙中飞往火星，宇航员要遇到非常多的宇宙辐射，如何处理？
这都要提前做准备。
