孙悟空一个筋斗十万八千里，飞往火星需要多久？

网络上什么稀奇古怪的问题都有，这不，今年世界上掀起了一股探测火星的热潮，先后有是四个国家或机构宣称要发射探测器前往火星，中国的“天问一号”已经于7月23日成功发射出去了，美国、欧空局、阿拉伯联合酋长国的发射任务也在紧锣密鼓进行中。

由此，人们把今年航天称为“火星年”。于是关于火星的话题层出不穷，有人想到了孙悟空，提出问题：以孙悟空的速度需要多久能够抵达火星呢？这个问题虽然毫无科学根据，但也可以从科学角度来谈谈，还是蛮有意思的。下面就来海阔天空的侃一侃。

孙悟空的筋斗云超过六分之一光速。孙悟空是西游记的主角，是一只石猴子，本来只能用“它”来指代，但在小说中又是拟人化的一只猴子，且属于神话人物，而且是咱5000年文明古国的英雄偶像，所以只能用“他”了。

传说此猴最大的本事就是筋斗云，一个筋斗十万八千里。筋斗在词典里是跟斗的意思，就是用头抵地，身体颠倒翻过去。这种翻跟斗的时间没有一个准确计量，大概1秒钟左右吧。为了便于计算，这里就采用1秒钟1个筋斗的计量。

十万八千里就是5.4万千米，1秒钟5.4万千米的速度已经很快了，但还没有光速快。光速每秒钟约30万千米，5.4万千米只是光速的18%，约1/5.6。即便如此，这个速度已经比现在人类发射的航天器要快多了。

前些年流传着火星一张照片，上面有一个猴子样的黑影子（见上图），是不是孙悟空早就去到火星了？调侃一下，请勿当真。

人类发射航天器要遵循三个宇宙速度。这是为了与地球引力和太阳引力抗衡需要达到的速度。

第一宇宙速度叫环绕速度，每秒为7.9千米，达到了这个速度，飞行器才能够飞出大气层，进行绕地飞行，既不被地球引力拉扯下来，也无法脱离地球引力，人造卫星和国际空间站发射需要达到这个速度；第二宇宙速度叫脱离速度，每秒为11.2千米，达到这个速度就可以脱离地球引力，飞往火星等其他行星；第三宇宙速度叫逃逸速度，每秒为16.7千米，达到了这个速度就可以从地球飞出，逃离太阳引力。

人类的航天器现在飞行最快的是帕克号太阳探测器，已经达到每秒100多千米，将来还要达到每秒200千米。它达到了这种速度并不是依靠携带的燃料通过加速度取得的，而是通过金星和太阳的引力弹弓效应得到的。

这种速度在孙悟空的筋斗云面前，实在是小巫见大巫了，仅有其速度的数百分之一。

火星与地球的距离变化。火星是距离地球最近的行星之一，除了金星，在距离上它排在老二。如果把围绕着太阳系的行星公转环形轨道排序的话，从最靠近太阳算起，水星为一环，金星为二环，地球为三环，火星为四环，木星为五环，土星为六环，天王星为七环，海王星为八环。

可见地球夹在金星和火星中间，金星和火星是地球左右姊妹星球。金星距离地球最近时约4100万千米，最远时约2.4亿千米；火星距地最近时约5500千米，最远时约4亿千米。

一般来说，当地球与火星都在太阳同一边的时候，距离就更短，叫地火相冲；地球和火星隔着太阳分别在另一面时，距离最长，叫地火相合。

计算行星相冲周期的公式表述为：1/S=1/E-1/T。式中，E是地球的公转周期，T是行星轨道周期，S是地球与这颗行星的会合周期。代入地球和火星公转周期：E（地球）=365.25天，T(火星）=686.98天，可求出S=779.93天。

因此每隔779.93天，地球会与火星在轨道上相冲一次，也就是地球与火星在一个周期距离最近的时候。这种相冲有大冲和小冲，大冲要16年左右才有一次，比小冲还要近。

2018年是火星大冲年，7月28日大冲时刻，火星距离地球只有5759万千米；而今年是火星小冲年，火星与地球在10月14日最近，为6300万千米。人类发射到火星的探测器一般选定在地火相冲的年份。

人类发射探测器到火星需要多久？发射行星探测器至少要达到第二宇宙速度，即每秒11.2千米，也就是时速40320千米。按照这个速度，在地火相冲年，选择最近距离即便有7000万千米，直线飞过去，也只需要1736个小时，72天多的时间。

但实际上远没有这么简单，从人类上世纪开始探测火星以来，已经发射了四五十艘探测器，成功的也有20艘左右了。用时最短的是NASA1969年发射的水手7号，用了128天；用时最长的是NASA1975年发射的维京1号，花了304天。而2018年火星大冲年，NASA发射的洞察号火星探测器飞了206天，才到达火星；就在7月23日，中国首颗火星探测器天问发射成功，距报道，要到明年2月份才能到达火星，用时也是7个月左右，200多天。

为什么需要这么久呢？事实上，人类发射行星探测器并不是走直线到达目标，由于火箭脱离地球引力需要巨大的能源消耗，这就注定了飞船或探测器无法携带更多的备用燃料，必须采用最节省燃料的飞行方式和路线。

这种飞行方式有3种，最短距离也最费燃料的是冲点航行，其次是快速合点航行，最省燃料的是霍曼转移轨道。因为火星和地球都一直在运行，而且速度很快，地球公转线速度为每秒29.8千米，火星公转线速度为每秒24.13千米，因此不管采用哪种航程方式，都不是直线冲到火星。

现在比较常用的是采取节约燃料的霍曼转移方式，2018年NASA发射的洞察号和我国发送的天问一号都是这种方式，因此飞行时间需要7个月左右的时间。这种方式整个行程要超过4亿千米路程。

这种航行速度达到了多少？据有关资料介绍，洞察号206天总行程达到4.85亿千米，这样的话，其航行速度就远远超过了第二宇宙速度。我们简单计算：485000000/206/24=98098km/h

其平均时速达到了9.8万千米，秒速达到了27千米。由此其加速和减速过程就需要较长时间。一般来说，发射要从地球轨道切线出去，达到脱离地球引力速度，并通过利用地球的引力弹弓效应，飞船绕地球若干圈，获得加速度后，再启动自带燃料加速变轨进入地火转移轨道。

经过漫长时间追赶，到达火星后，需要被火星引力所捕获，并利用火星引力减速，环绕火星若干圈后，切入火星环绕轨道，降到目标速度后，才能够适时启动降落程序。

有些探测器为了取得加速度，还需要通过金星引力弹弓效应加速，如伽利略号木星探测器，就是通过多次绕金星获得引力弹弓效应加速后“弹向”木星的；而帕克号太阳探测器，则是通过多次绕行金星和太阳之间的椭圆形轨道，获得秒速100千米乃至200千米速度的。

现在来说说孙悟空怎么飞火星。根据前面描述，地球飞往其他行星并不像到邻居家串门那么简单，需要经过脱离地球引力，获得引力弹弓效应提速，到达目标星球，被目标星球引力所捕获，最终才减速到达。

当然如果按照孙悟空的筋斗云速度，到火星还是要快多了。即便像洞察号采用霍曼转移轨道方式行程4.85亿千米，也只需要约9000秒时间，2.5小时就到了。或许孙悟空动力强劲，且不需要燃料，根本无需霍曼转移方式，就更快了。

但有一点不能忽略，就是不知道孙悟空的刹车功能如何。

在西游记里孙悟空被铁扇公主用芭蕉扇扇了一下，就飞出了5万4千里，好在他机灵地攀住了一个山尖尖才停了下来。在太空没有可拉扯攀附物体，且孙悟空要翻9000个筋斗才能够到火星，这样他会不会晕头转向，还能停下来吗？

孙悟空具备太空反作用力的喷气功能吗？在太空中停下来的唯一自主办法就是利用反作用力，就是朝反方向喷气，需要消耗很大能量，不知道孙悟空有没有这个本事。孙悟空的筋斗云那么快，每秒5万多千米，靠吹几口气停下来似乎不太可能，那咋办呢？

只有依靠天体引力给自己减速，当什么样的天体才能够拉住每秒5万千米的速度呢？太阳恐怕是没这个本事的，只有中子星和黑洞了。中子星逃逸速度达到光速1半，孙悟空的速度才光速1/6多点，这样中子星对付孙悟空就绰绰有余了。问题是距离我们最近的中子星也在250光年以外，这样孙悟空去中子星减速来来回就要几千年。而且即便在中子星减了速，又用什么速度飞回来呢？

等他回来，我们蜗牛般的探测器早已经完成任务，被火星沙尘暴掩埋长眠许久了。

还需要补充一句，所谓筋斗云还是要有云，说明孙悟空的飞行还是在地球空气中，没有空气哪有腾云驾雾一说？太空处于真空状态，孙悟空会憋死吗？又哪来云雾给他腾和驾？

所以看来，孙悟空的筋斗云速度对于探测火星毛用都没有。这样说当然只是调侃，但时空通讯这个意思是告诉大家，神话可以随便臆造，自然规律就要讲科学了，既然要按照科学道理来讲，孙悟空就也要遵循规律，而不能破坏或无视规律。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

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