SpaceX的火星登陸計劃BFS飛船為何不使用霍曼轉移軌道而採用直擊的方式

再2017年的國際宇航大會上，馬斯克拋出的BFR登陸火星計劃的詳細資料一點點浮出水面.

musk聲稱：

為縮短旅行時間，BFS飛船並未採用傳統的霍曼轉移軌道，TMI=6km/s，平均航渡時間為115天，飛船仍然使用PICA熱護盾，火星和地球EDLS為高升阻比升力再入+反推著陸，再入速度分別為8.5km/s和12.5km/s。

先說明一下什麼是霍曼轉移軌道：

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。

這樣就能儘可能地節省燃料，這是一種能量消耗最小的軌道轉移技術。

霍曼轉移軌道的發射窗口計算：

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，如上圖所示，是火星運行到地球前方44度的時候。

為何BFS不採取霍曼轉移軌道，是因為採用直擊的軌道雖然比較消耗燃料，但是能節省大量的航行時間，大概只需要80-150天左右。對Musk來說，燃料消耗不足考慮，因為他的目標是殖民火星，所以對BFS飛船來說，最重要的貨物就是乘客了，而乘客的維生載荷將隨著人數跟航行時間的增加大大的增加，對精當細算的SpaceX來說，相比之下，當然是直擊更加節省成本，乘客的滿意度也會更高。

按照我國宇航員標準，假設的乘客的維生載荷：

1，一個人一天消耗氧氣為０．９公斤的氧氣。

2，一人一天2.5 公斤水。

3，熱量攝入我國航天員食品為0.6公斤左右/天。

作者估計是BFS的乘客每人每天消耗的維生載荷最低在10斤左右，當然這個是最低維生標準，會非常消耗乘客的士氣。

時間越長，維生載荷就越貴。