大约一年前，我读了这本书火星安迪·威尔著．我真的很喜欢这个故事，讲述了马克·沃特尼如何解决一个又一个问题，独自在火星上生存的所有技术细节。

几周前，我意识到电影马特·达蒙都出来了看了几部预告片后，我碰到了这个YouTube视频亚当·萨维奇(从电视节目流言终结者”韦尔的采访。

在这段视频中，韦尔描述了他如何在书中没有明确给出战神3号任务的发射日期，但却留下了足够的线索让人搞清楚。

你可以想象，作为一个书呆子，我无法抑制自己接受这个挑战。在这篇文章中，我将描述如何使用MATLAB来计算战神3任务的发射日期。

确定发行日期

在书中，我们可以找到以下参考点:

1. 感恩节:故事的主要情节之一是马克·沃特尼能够通过种植土豆延长他在火星上的停留时间。他用来开始他的作物的土豆是计划的感恩节晚餐，这应该发生在他们在火星停留的第16个太阳。
2. 地球-火星之旅持续时间:书中提到战神3号宇航员花了124天到达火星。
3. 无线电通信:在第96个地球日(80个地球日)，沃特尼找到了一种与地球通信的方法。据说那天的沟通延迟是11分钟。

粗略估计一下，我们假设感恩节在每年的11月25日。这意味着第一次交流发生在1月28日。我可能不用MATLAB就能算出这部分，但让我们看看用MATLAB怎么做:

然后我们需要知道地球和火星在特定日期绕太阳的位置。的航空航天工具箱提供的函数planetEphemeris就是这样:

然后我们可以将这些数据与11分钟通信延迟对应的距离进行比较:

我们找到了两个可能的候选年份:2031年和2036年。

使用planetEphemeris再次发挥作用，我们就可以完善我们的搜索并观察这两颗行星在这两年的运动。即使在通信第204天地球和火星的距离相同，宇宙飞船也不可能在2030年的124天到达火星。

事实证明，2035年的感恩节将在11月22日，这意味着它的推出日期大约是7月7日至8日。想出这个点子后，我在谷歌上搜索了一下，发现了很多类似的网站insidescience.org甚至一个Facebook帖子安迪·韦尔证实，战神3号任务于2035年7月7日发射。

是啊!

接下来是什么?来点小挑战怎么样?

我当然不能停在这里……我们还没有用过Simulink!万博1manbetx

下周，我将描述我如何在Simulink中组合一个仿真来设计航天器的轨道。万博1manbetx从引力引起的行星轨道例如，我想出了一个模拟，包括金星、地球、火星和宇宙飞船。如果你感兴趣，可以在这里下载模拟器．

一开始我只是为了好玩，尝试着调整方向，让恒推力引擎提供2 mm/s^2的持续加速。然后事情变得严肃起来……但让我们等到下周再看细节吧——今天我们已经看得够多了。

现在轮到你了

下周，我将描述我如何把模型，你可以在这里下载，以及我如何根据书中描述的原始飞行计划，建立一个优化问题，设计一个124天到达火星，365天后返回地球的轨道。

在那之前，看看你能不能自己设计一个好的轨迹。对于那些没有SimMechanics的人，我添加了一个保护版本，这样你就可以模拟SimMechanics部分，但不能修改它。你只需要提供一个时间矢量t还有一个角向量θ，在0到360度之间，描述恒定加速度推进指向的方向。zip文件中包含的mat文件提供了示例t和θ，但这些不会让你去火星…下周我会提供优化的结果。

将您的解决方案发布在MATLAB中央文件交换,留下一个这里的评论；我将提出最有趣的解决方案。万博 尤文图斯

如果有人能想出完整的丰富的珀内尔机动，我承诺一些优秀的MathWorks swag!

确认

我想感谢几位同事对这篇博文的帮助:Abhisek Roy、Jeevan Joishi、Subin Kuttappan、Vineeth Kartha、Amrit Sagar和Tony Soares。