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火星循环轨道

火星循环轨道（英语：Mars Cycler)，又称地球-火星循环轨道（Earth-Mars cycler)，是一种特殊的太空船运行轨迹，太空船在此轨迹上会定期行经地球及火星。Mars Cycler一词也可指称在这轨迹上运行的太空船。由宇航员巴兹·奥尔德林提出的Aldrin循环轨道便是一种火星循环轨道。

一般而言，一个循环轨道轨迹会定期行经两个或多个星体。循环轨道对于运送人员或材料于这些星体间非常有用，而且只需极少燃料（变换轨迹只需要重力助推），更可以搭载厚实的辐射隔离罩，保护太空人免受宇宙射线及磁暴。

地球-火星循环轨道

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地球-火星循环轨道轨迹周期是是两个行星会合周期的整数，也就是2.135个地球年的倍数。第一个被发现的地球-火星循环轨道轨迹是VISIT1及VISIT2，为重合周期的七倍，相当于七个地球年。

1985年巴兹·奥尔德林提出一种循环轨道轨迹，为一个重合周期。这种轨迹在同一年被计算且证明存在：它是一个绕著太阳的离心回圈，从地球轨道出发，到火星轨道要146天，接下来16个月航行在火星轨道之外，再146天从火星回到地球轨道。

循环轨道轨迹有很多种可能，不过唯一的差异只是在绕行周期中何时从地球出发。七倍重合周期的轨迹会在轨道原处回到地球，而且会经过地球和火星数次。例如VISIT1轨迹绕行一圈的15年内，经过地球3次，火星4次。VISIT2轨迹的15年内经过地球5次，火星2次。 [1]

下表列出一些可能的地球-火星循环轨道轨迹：[1]


Synodic periods per cycle Solar revolutions per cycle Time per cycle (years) Aphelion radius (AU) Earth/Mars transfer time (days) Notes
1 1 2.135 2.23 146 Aldrin Cycler
2 2 4.27 2.33 158
2 3 4.27 1.51 280 Aphelion inside semi-major axis of Mars orbit
3 4 6.405 1.89 189
3 5 6.405 1.45 274 Aphelion inside semi-major axis of Mars orbit
3 5 6.405 1.52 134 Aphelion inside semi-major axis of Mars orbit
4 5 8.54 1.82 88
4 6 8.54 1.53 157 Aphelion inside aphelion of Mars orbit
5 4 10.675 2.49 75
5 5 10.675 2.09 89
5 6 10.675 1.79 111
5 7 10.675 1.54 170 Aphelion inside aphelion of Mars orbit
5 8 10.675 1.34 167 Aphelion inside semi-major axis of Mars orbit
6 4 12.81 2.81 87
6 5 12.81 2.37 97
6 6 12.81 2.04 111
6 7 12.81 1.78 133 Requires minimal ballistic correction
6 8 12.81 1.57 179 Requires minimal ballistic correction
6 9 12.81 1.40 203 Aphelion inside semi-major axis of Mars orbit; Requires minimal ballistic correction


理论上的使用方式

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巴兹·奥尔德林提出使用两艘火星循环轨道太空船提供地球到火星的定期运输服务。[2]其中一艘太空船用五个月时间从地球到火星，另一艘则从火星到地球，大约也是五个月时间。载人或载货的太空船可以从其中一个行星出发，加挂在循环轨道上，抵达另外一个行星后再卸载。 [3]

与台伯河相遇（英语：Encounter with Tiber）这本奥尔德林写的科幻小说中有详细的描述。

参考

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  1. ^ 1.0 1.1 McConaghy, T. Troy; Longuski, James M.; Byrnes, Dennis V. Analysis of a Broad Class of Earth-Mars Cycler Trajectories (PDF). American Institute of Aeronautics and Astronautics. 2002,. Paper 2002–4420. （原始内容 (PDF)存档于2014-01-03）. 
  2. ^ Speakers Platform Speakers Bureau: Buzz Aldrin, Keynote Speaker On: Astronauts, Achievement/Peak Performance, Technology, Inspiration, Celebrity 互联网档案馆的存档，存档日期2008-03-31.
  3. ^ Bellows, Alan. The Martian Express. DamnInteresting.com. April 10, 2008 [2014-06-01]. （原始内容存档于2011-06-10）. 

参见

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