為什麼每隔兩年就要探測一次火星？

火星探測也並不是只能是兩年一次。但由於每兩年一次的頻率前往火星的條件最為理想，所以其他時間也就不考慮了。

從地球出發前往火星的軌道任務有很多，並不都發生在火星距離地球最近的時候。具體的出發時間取決於很多因素，包括太空船是否返回地球，是否能夠藉助金星的引力助推，以及運載火箭的運載能力。但是，向火星發射探測器這樣的單程任務確實會選擇在火星與地球距離最近的時候進行。

火星沖日時正是距離地球最近的時候。然而，我們不會等到這個時候才發射火箭，而是要提前發射。

火星沖日

為了儘可能地節省燃料，我們需要採用一種能量消耗最小的軌道轉移技術。霍曼轉移軌道就能滿足這一需求。其工作原理如下：太空船首先進入地球軌道，在近拱點處加速進入一個橢圓形的轉移軌道，然後再在遠拱點處進行一次加速即可進入火星軌道。但兩次加速之後，太空船移動的角距會達到180度。

因此，我們的目標是計算好發射時間，以保證太空船進入火星軌道時正好能和火星到達同一位置。由於火星軌道比地球軌道要大得多，所以運行相同的角距要花費更多的時間。也就是說，我們發射宇宙飛船的時機必須等到火星運行到地球的前方。

然後我們再計算出宇宙飛船的軌道運行周期，大約為520天。而宇宙飛船隻需要運行整個軌道的一半，因此從地球到火星的飛行時間約為260天。火星的軌道運行周期為687天。在260天的時間內，火星運行的角距約為136度。因此，宇宙飛船的最佳發射時間，如下圖所示，是火星運行到地球前方44度的時候。也就是說，我們應該在火星和地球到達最近距離前3個月發射宇宙飛船。

前往火星的霍曼轉移軌道

備註：在上圖中，地球、火星和宇宙飛船的軌道都是逆時針運行的。

下表列舉了以前執行過的一些火星任務，以供參考：

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