为什么天问一号要先「横着绕」，再变轨到「竖着绕」，而不能到达后直接变成「竖着绕」？ 第1页

先说结论走霍曼转移轨道，从极点入轨是完全没问题的。

玩一下KSP（坎巴拉太空计划），试着纯手动不依赖任何插件和计算工具入轨Duna（火星）的话，基本上交会的倾角都是歪的，能平行入轨的很少，都是入轨以后再调整轨道倾角。所以天问一号如果从极点入轨，是没有理论上的问题的。

天问一号没这么做，主要原因我认为应该是为了求稳。

水平入轨，点火制动的启动时间和燃烧时间，只会影响到轨道的近点和远点。

垂直入轨，点火制动的启动时间和燃烧时间，不仅仅会影响轨道的近点和远点，还会影响轨道倾角。

所以垂直入轨的变量更多，更不可控。

考虑到地球跟火星之间的通信延迟很大，要精确地对准火星极点是比较困难的，地球这边不可能非常精确地把握好点火的精度，所以水平入轨的方案会更可靠一些。

并且，垂直入轨的话，如果对不准，可能会进入逆行轨道，虽然逆行轨道也不一定有问题，但肯定会对后续的着陆方案产生影响。

所以，在目前探测器自主能力比较差的条件下，选择水平入轨，会更稳妥。

我这里说的对准极点，指的是在地球这边刚刚进入霍曼转移轨道开始，就调整方向，这种方式的dv消耗是最小的，但同时也是最不靠谱的（误差最大），因为太阳系的引力是一个很复杂的系统，出发时瞄准火星，等到达的时候可能已经偏离很远了（KSP里不会有这种情况，因为游戏是很简单的引力模型）。

如果在靠近火星时才调整方向，这个时候消耗的dv已经很大了，得不偿失。

拿KSP做了一个垂直入轨实验

初始状态：

捕获：

计算圆轨需要的dv，可以看到轨道信息（倾角92度，近点10755614m）。

在第一个图的变轨点做一次微调，消耗dv大概是11m/s（初始值1134，变轨完1123，初期消耗7，后面微调4），捕获时效果（轨道倾角140度，近点179044m）：

从上面的数据看，极点入轨是可行的，只不过对探测器要求极高，我的这个探测器没带RCS，所以微调一下轨道，就会产生巨大的偏差。天问一号面对的真实宇宙环境比这个复杂的多，所以水平入轨相对可靠性更高一些（只关注轨道近点和远点，不需要关注倾角）。

以什么角度入轨，实际消耗dv几乎没区别。因为上亿公里的飞行距离，出发时的一个微小的调整就足够修正入轨点了。

注：KSP的这个飞船，一共15级，最底下是4级大液推，负责脱力坎星，中间5级是核推，负责变轨，入轨到其它行星，最后6级是着陆+降落伞+脱离+返回坎星降落伞，都是小液推，着陆靠降落伞减速，能省下几百dv，真空dv是15000+，往返Duna毫无压力。

在游戏中，如果有强大的计算工具，那么水平入轨和垂直入轨，难度上没有区别。但在现实中却不是这么回事，垂直入轨的难度要大于水平入轨：

太阳系内的大行星可能会对探测器的飞行产生一定的扰动，又因为大行星都位于黄道面附近，所以扰动的方向也是在黄道面方向，这种扰动最终反馈到探测器的轨道上：

水平入轨：影响近点、远点、速度等。
垂直入轨：影响近点、远点、速度、入轨角度等。

所以，如果要垂直入轨，就可能需要频繁的调整探测器的角度，来纠正大行星摄动引起的轨道角度的变化，水平入轨基本上不考虑这个问题，所以难度是不同的。

并且，探测器做轨道修正，会使用类似游戏里的RCS做修正，RCS可能会导致探测器重心的改变，在巨大的通信延迟之下，要精确调整会很困难。

所以，入轨角度的不同，难度是不一样的。

有人觉得木星的扰动不大，其实拿万有引力公式计算一下就可以了

       F = G * m1 * m2 / r^2 G = 6.6726 * 10^-11 m1 = 5300 kg （天问一号 5.3吨） m2 = 1.8982 * 10^27 kg （木星质量） 出发时r约等于4 AU （当时地球到木星的距离） 到达时r约等于6 AU （此刻火星到木星的距离） 1 AU = 149597870700 m     

出发时

       F = 6.6726 * 10^-11 * 5300 * 1.8982 * 10^27 / (4 * 4 * 149597870700 * 149597870700)   = 67129.425396 * 10^16 / 358072366687582695840000   = 671294253960000000000 / 358072366687582695840000   约 0.00187 N     

到达时

       F = 6.6726 * 10^-11 * 5300 * 1.8982 * 10^27 / (6 * 6 * 149597870700 * 149597870700)   = 67129.425396 * 10^16 / 805662825047061065640000   = 671294253960000000000 / 805662825047061065640000   约 0.00083 N     

看上去不大，是不是，但别忘了，天文一号飞行了7个月，按18000000秒计算：

       如果按出发时的引力0.00187 N，那么相当于0.00187 * 18000000 / 5300 约等于 6.35 m/s 如果按到达时的引力0.00083 N，那么相当于0.00083 * 18000000 / 5300 约等于 2.82 m/s     

这么大的dv，已经足够对航天器产生很大的轨道改变了。

因为引力数值不是线性变化的，探测器的质量也是在变化的，最终的精确dv是多少，通过公式未必能准确的算出（个人感觉需要超算之类的东西做辅助）。在游戏里，0.1m/s的dv都可以产生巨大的偏差，更别说这里有2-6m/s的dv了。

况且，计算完木星，还有火星、地球呢，甚至土星也要考虑进去（虽然引力摄动不到木星的十分之一，没算错的话大概5%，但累计效果也是很大的）。

入轨真要是那么简单的话，天问一号也没有必要在中途多次轨道修正了。