人類在完成登月後，下一步就是登陸火星。相比登陸月球，登陸火星需要跨越2.25億公裡，近距離參觀火星需要漫長的旅途。

火星是距離地球第二近的行星（金星距離最近），理論上來說，火星距離地球的最近距離為5460萬公裡，但是這在曆史上從未發生過。火星距離地球最近的記錄是5600萬公裡，發生在2003年，這是6萬年以來，火星最接近地球的時候。

火星和地球的平均距離，大約是2.25億公裡。

知道了地球和火星之間的距離，我們隻需要了解速度，就可以計算出時間。

先來看看宇宙中最快的速度——光速。光速是每秒299792公裡每秒，在地球和火星距離最近的時候，光線大約需要3分鐘，就可以到達火星。最遠距離則需要22分鐘，平均距離需要12分鐘。

再來看看人類最快的航天器——新視野号探測器。速度大約是58000公裡每小時，在地球和火星距離最近時，需要39天才能到達火星。最遠距離需要289天，平均距離需要162天。

随着航天器技術的升級，如果宇航員真的前往火星，大約隻需要5個月？

事實并非如此，之前的計算都是地球和火星的直線距離計算，然而事實上，航天器必須在行星周圍的軌道中移動，這在無形中大大延長了地球和火星的距離。

此外，火星和地球并非家和學校，都是一個固定的建築物，在長達數月的旅途中，地球和火星的位置都在發生改變，工程師需要計算的是宇航員到達時火星的位置，而并非出發時火星的位置。

在飛行過程中，航天器也無法一直保持最大速度，在靠近軌道時，需要減速進入軌道，以免直接飛躍目标。根據NASA的計算，從地球到達火星，大約需要9個月的時間（這還是理想狀态下）。

地球繞太陽公轉一周需要1年時間，火星繞太陽公轉一周需要1.9個地球年。

從地球飛向火星，航天器需要經過一個橢圓形的軌道路徑，進入火星軌道，能夠最大限度利用行星引力的軌道，可以讓整個飛行過程更快、更省燃料，畢竟航天器不可能帶無限多的燃料，在發射窗口期，航天器可以借助引力飛行，隻需要2次加速，就可以到達火星軌道。

雖然兩點之間直線最短，但是人類的航天器科技還不足以攜帶充足的燃料；就算可以攜帶更多燃料，航天器的設計也不足以無限加速。

利用橢圓形軌道，雖然讓火星之旅的路程增加，但這也是最為經濟實用的飛行軌道。這樣的時機大約每26個月出現一次，2020年的夏天，就是火星發射的窗口期，大約會持續到8月中旬，下次火星發射窗口期是2022年的秋季。

雖然人類尚未親自體驗火星之旅，但是很多探測器早已經登陸火星：

• 水手4号：第一個掠過火星的航天器，大約飛行228天到達火星。
• 水手9号：第一個進入火星軌道的航天器，大約飛行168天到達火星。
• 海盜1号：第一個登陸火星的航天器，大約飛行304天登陸火星。
• 火星探路者号：第一個登陸火星的漫遊車，大約飛行212天登陸火星。
• 火星好奇号：大約飛行250天登陸火星。

宇航員想要登陸火星，大約需要在太空生活270天左右（單程），在火星和地球之間往返，則至少需要在太空生活1年。

人類僅僅去拜訪一下火星鄰居，往返就需要在路上浪費1年，在這1年的時間裡，宇航員在太空可能會遇到各種狀況，太空輻射也會長時間影響宇航員的身體。尋找全新的推進能源是未來太空探索的必經之路。

核能因為其敏感性，一直沒有成為航天器的動力之一，但随着航天技術的發展和需求，部分國家已經開始投入資金研究核能火箭。

相比核能，太陽帆則是更加節約并且高效的資源，目前太陽帆已經在國際空間站進行測試，證實太陽帆确實可以正常工作，雖然太陽帆需要在有恒星的地方使用，但是光線是幾乎無窮的能源，可以一直提供加速度，攜帶大型太陽帆的航天器能夠到達240000公裡每小時的速度，是當前航天器的6倍。

如果利用成型的太陽帆，100公斤重的設備隻需要3天就能到達火星。

新能源看着很好，但是卻擁有很大的技術局限性。

核能雖然在發電、潛艇上已經有所應用，但是放置到航天器上依舊有難度，并且宇航員也将近距離接觸反應堆，在受到太空輻射的同時，還會額外受到核輻射的影響。

太陽帆雖然可以通過光壓一直産生加速度，但是這種加速度非常微小，需要經過數月的加速，才能正式開始太空之旅，并且為了更好的接受光壓，太陽帆通常面積很大，将巨大的太陽帆發射到太空，再進行展開，是一項不小的挑戰。

相比核能，太陽帆更有可能成為星際旅行的希望，畢竟隻要有光存在的地方，太陽帆就可以獲得動力飛行，如果未來航天器全部使用太陽帆作為動力，那麼将節約大量燃料，航天器也可以攜帶更多的其他設備，太陽帆或許可以為太空旅行帶來一場巨大的革命性進步。

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