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北京日报客户端|错过今晚要等到2035年，听“火星叔叔”说


北京日报客户端|错过今晚要等到2035年，听“火星叔叔”说
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今年10月可以说是名副其实的“火星月” ， 10月1日 ， 火星探测器“天问一号”发回了“自拍照”；6日 ， 又将迎来火星运行至最接近地球的地点 。 13日 ， 天空中的太阳、地球、火星排成一条直线 ， 迎来“火星冲日”的重要天象 。 双节假期我们能观测到“超亮”火星吗？“天问一号”又是如何实现炫酷的“太空自拍”的？本期《关键问答》邀请中国科学院国家天文台研究员、“火星叔叔”郑永春带你一起探索 。
答：火星与地球都在绕着太阳转 ， 它们有时候在太阳的同一侧 ， 有时候在太阳的两侧 ， 所以它们之间的距离有时近有时远 。 地球和火星之间的平均距离为2.25亿公里 ， 其中最近的时候距离为5500万公里 ， 最远的时候距离为4亿公里 。 北京时间2020年10月6日22:19 ， 火星到达最接近地球的位置 ， 这是2035年之前的未来15年中 ， 火星离地球最近的一次 ， 距地球约为6200万公里 。 一周后的10月13日 ， 天空中的太阳、地球、火星将排成一条直线 。 这种机会叫作“火星冲日” 。
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△2018—2035年 ， “火星冲日”前后 ， 从地球上看到的火星大小（视直径 ， 单位为弧分） 。 来源：皮特·劳伦斯（Pete Lawrence）
国庆假期是观测火星的最佳时机 ， 因为它看起来比平常更大、更亮 。
【北京日报客户端|错过今晚要等到2035年，听“火星叔叔”说】由于火星到地球的距离是变化的 ， 在大多数情况下 ， 地球到火星的距离很远 ， 肉眼看上去 ， 火星十分暗淡 ， 通过望远镜观测时也很小 。
但是 ， 随着地球与火星之间距离逐渐缩小 ， 火星会显著变亮 ， 同时 ， 在望远镜中看起来更大 ， 可以轻松看到火星表面的细节 。
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△2016—2035年 ， “火星冲日”期间观测到的火星大小（视直径）对比 。 由图可以看出 ， 2035年、2018年、2020年看到的火星最大最亮 ， 是观测火星最佳的时机 ， 同时 ， 这几年也是发射火星探测器的最佳时机 。
答：在航天时代以前 ， “火星冲日”是地球上研究火星的最佳时机 ， 各国的天文学家都会抓住这一时机把望远镜对准火星 。
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答：“火星冲日”每2年零2个月（或更确切地说 ， 每779.94天）出现一次 ， 今年10月13日的“火星冲日”过后 ， 下一次“火星冲日”要等26个月 。
地球绕太阳一周需要365天 ， 这是地球上的一年 ， 也就是12个月 。 地球绕太阳的平均公转速度约为29.783千米/秒 。
火星绕太阳一圈需要687天 ， 这是火星上的一年 ， 相当于1.89个地球年 。 火星绕太阳的平均公转速度约为24.13千米/秒 。
这就像运动场上两位在各自跑道上绕着操场跑步的运动员 ， 刚刚开始的时候肩并肩 ， 都以逆时针绕着太阳跑 ， 但第三条跑道上的地球跑得快 ， 逐渐把第四条跑道上的火星甩在了后面 。 当地球跑了两圈多一点的时候 ， 火星正好跑了一圈多一点 ， 它们之间的相对位置回到了出发时肩并肩的状态 。
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答：火星到地球的距离十分遥远 ， 相比地球到月球的距离要远得多 ， 所以无线电信号从火星传到地球的时候 ， 衰减更明显 。 由于信号更弱 ， 所以就需要更大一点的天线来接收 。
为保证“天问一号”探测火星过程中对来自4亿公里距离之遥的微弱数据信号接收畅通 ， 中国科学院国家天文台在天津武清新建了包括一台70米口径天线和接收设备、800平方米生产楼和变电站的大型工程项目 ， 大幅提高我国深空探测下行数据的接收能力 ， 为完成我国首次火星探测工程任务以及后续的小行星、彗星等深空探测提供坚实基础 。


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