飛往火星，來回要幾日？解構載人火星之旅所需時間
火星是其中一顆近在咫尺、同時又充滿神秘色彩的紅色星球。自古以來，人類就想像能否親身踏足火星。但要實現這一願望，首先我們要問：載人來回火星一次，到底要用幾多時間？答案，遠比搭飛機由香港去美國、更比我們想像的複雜得多。就讓我們一起深入淺出地探索，來回火星到底要「飛」多久，以及背後涉及的天文與航天原理。
火星有幾遠？——火星與地球的距離關係
想知道飛去火星要幾耐，第一步當然要了解「目的地有多遠」。地球同火星都圍繞太陽公轉，但兩者軌道呈橢圓形，距離唔係一成不變。地球同火星最近時（所謂”大衝對”，Opposition）大約距離5,500萬公里，最遠可相隔超過4億公里。兩者之間平均距離約2.25億公里。
打個比喻，如果將太陽系縮細至香港的維多利亞公園這麼大，地球同火星大約可以比作由球場一頭走到另一頭，有時比較近，有時比較遠。而火星離地球最理想的出發時機，專業上稱為「發射窗口」(Launch Window)。大約每26個月，火星同地球會排成一條較直的線，距離最近，這時候發射便最「慳油」又快捷。
怎樣飛去火星？——火星航行的原理
與在地球開車不同，太空船飛往火星並不是「直路開過去」。航天器運作受天文與物理法則限制。現時最常見的方式，是利用所謂「霍曼轉移軌道」(Hohmann Transfer Orbit)，這是一種橢圓型軌道，可以用最少燃料（但要較長時間）從一個行星轉到另一個行星。
如果將地球與火星比作兩條賽車道，霍曼轉移就像在內圈走一段，再轉到外圈去。你唔能偷步，因為要配合地球、火星同太陽三者的位置，等得啱時機才能出發，並且計算好速度同方位。否則太空船可能會去到冇火星嘅地方，浪費時間和燃料。
過去與現在——無人任務的參考
歷年無人探測器去火星的時間，為我們提供有用參考。例子包括：
- 美國NASA的「毅力號」（Perseverance Rover，2020年發射）：約用了203日到達火星。
- 中國「天問一號」（2020年發射）：約202日。
- 早期的海盜號（Viking，1975年發射）：約304日。
雖然這些無人任務質量較輕、無需載人生命維持系統，但以現有火箭技術計算，人類的飛行時間會差不多，不過任務設計會更嚴謹，且需要考慮更多變數。
載人往返火星的旅程：時間計算
以現代推進技術（主要用化學火箭）計算，一趟來回火星任務可以分為三部分：
典型情況下，單程需要約6至9個月（180至270日）時間。這個時間視乎出發時兩個星球的相對位置、推進技術以及燃料多寡而定。現時即使是「急飛」，都不能大幅縮短時間，因為耗油會大增，反而令任務難以實現。
2. 在火星等待窗口
來回火星唔可以到達即刻回頭。因為地球和火星不斷繞太陽公轉，出發時機（”窗口”）要等到兩者再次處於合適角度。這段等待期一般約需450日（約15個月），但可因任務計劃而略有調整。
回程飛返地球，情況類似，需約6至9個月。
總結
所以，一次載人來回火星任務，全程最少需約1.5至3年（最普遍預計為2年左右）。計法大致如下：
- 去程：6-9個月
- 等候：15個月
- 回程：6-9個月
合計大約24至36個月。當然，這是現階段「比較理想」的情況；未來若有突破性推進技術，例如核能或電磁推進，會有望縮短旅程時間。
飛行時間的制約——推進技術vs燃料安排
為何不能像科幻片那樣「飛車」直奔火星？主因係現時化學火箭的推進效率有限（俗稱「燃燒效率」）。速度加快，燃料消耗便呈指數上升，但太空船不能帶無限燃料——要帶更多燃料，火箭又要更大，問題就循環不息。
科學家也想法設計更有效率的推進方法，例如：
- 核熱火箭 (Nuclear Thermal Rocket)：利用核反應產生高溫噴射氣體，理論上速度可提高一至兩倍，可將單程縮至2-3個月，但現階段仍在開發。
- 離子推進 (Ion Propulsion)：效率高，但推力弱，適合長期微推力，不太適合載人快速運輸。
- 太陽帆 (Solar Sail)：利用太陽光壓，理論上無需燃料，但目前只可推動小型衛星，無法應付載人或重型航天器的需求。
以目前技術，「最快」都要6個月左右，真的要「飆車」的話，不但成本極高，對乘員健康和太空船結構也是挑戰。
人的因素——長途太空旅行的考驗
兩年無法返地球，對人體和心理都是大挑戰，遠比長途飛機更難捱。除了被困於密閉空間外，整趟任務還涉及以下生理心理挑戰：
- 失重狀態令骨質和肌肉流失
- 太空輻射(如太陽閃焰、宇宙射線)增加癌症和其他健康風險
- 社交隔離和心理壓力（想像家人、朋友都在地球，通訊還有數十分鐘延遲）
- 生命維持系統必須能自給自足，包括空氣、水、糧食回收與儲存
所以設計來回火星任務不單是火箭科技的問題，更是生命工程、心理學和生物科學的難題。
載人火星之旅的未來——縮短時間的展望
未來，隨著科技進步，飛行時間有望縮短。例如：
- 核熱火箭有望將單程縮短至2-3個月，意味整個來回任務縮短至一年多。但技術、政治及安全等各方面仍有許多關口未過。
- 太空船設計方面，不排除日後採用「分段出發」，即補給物資貨運先行，再讓載人船 “急行軍”。
- 發展更快的推進技術，如融合推進或其他創新概念，但這些目前仍屬科學幻想。
直到技術突破，2至3年仍然是可預見未來中，來回火星的現實方案。
日常生活的時間對比——這趟旅行有幾長？
可能有人會問：「兩年幾，係咪好長呀？」我地不妨以生活例子感受一下：
- 香港大部分碩士學位需時2年，來回火星差不多可以「讀完一個碩士」。
換個角度想，做「火星太空人」就像參加一場最漫長的長征。兩年期間，世界可有許多變化；這也正是載人火星任務的最大挑戰之一。
結語
總結而言，以現有科技，要載人安全來回火星，普遍需時兩至三年。單程6至9個月，加上發射窗口的等待，再飛返地球，整個旅程必須完美規劃。若有一天我們真正達成這壯舉，不單是航天工程的勝利，還是全人類對未知世界勇於探索的證據。
最後，下次當你望到夜空那一顆紅中帶橙的「火星」，不妨想像一下，需要用「讀完碩士」的時間，才可親身遊一趟。它提醒我們，宇宙浩瀚而遼闊，人類探索的步伐雖然慢，但每一步都令人敬佩與啟發。
