Можно ли вывести космический корабль на такую ​​орбиту, чтобы он попеременно летал вокруг Марса и Земли?

Мне было интересно, можно ли вывести космический корабль на такую ​​орбиту, чтобы он попеременно вращался вокруг Марса и Земли. Таким образом, он будет совершать непрерывное путешествие с Земли на Марс и обратно и повторять.

Моя причина задуматься об этом состоит в том, чтобы иметь большой космический корабль или даже космическую станцию , работающую как лунный циклер , который «... может обеспечить эффективный и регулярный метод космической транспортировки ...», но, конечно, орбитальная механика будет быть в этом случае очень разным.

Это интересный вопрос! Я отредактировал вашу формулировку и добавил ссылку на лунный циклер, чтобы помочь объяснить, что вам нужно. Масса не имеет большого значения в том, что касается орбиты, другими словами, 1-тонный и 100-тонный космические корабли будут работать почти одинаково (если вы выведете их на одну и ту же орбиту). Трудная часть - это повторяемость орбиты, поэтому я сосредоточил ваш вопрос на этой части. Добро пожаловать на Stack Exchange!
Я видел утверждения, хотя и без подробностей, что вы можете сделать это, если вы также выстрелите в Венеру, чтобы получить трехсторонний цикл av.
Не зная программы, известной как Kerbal Space Program, я должен спросить, можно ли настроить такую ​​программу, чтобы ответить на опубликованный вопрос?

Ответы (1)

Как уже упоминалось, эти орбиты известны как орбитальные циклеры или траектории циклов и (теоретически) могут быть найдены между любыми двумя телами. Это орбиты, которые близко подходят к двум телам через равные промежутки времени, не требуя больших корректировок траектории.

На самом деле будет много возможных циклических траекторий для двух заданных тел, определяемых целыми кратными их синодического периода — времени между последующими соединениями.

Для системы Земля-Марс самым известным циклером является циклер Олдрина (доктор Базз Олдрин, известный как Аполлон), который соответствует синодическому периоду 1 (приблизительно 2,135 земных года).

Примерная схема циклера Aldrin

Циклер Земля-Марс может быть особенно полезен для пилотируемых межпланетных путешествий. Тяжелое оборудование, такое как средства жизнеобеспечения, радиационная защита и жилые помещения, можно оставить на «велосипедном» корабле, а меньшее и более легкое судно можно использовать на любом конце пути, чтобы уменьшить относительную скорость и выйти на орбиту вокруг планеты.

См. этот вопрос для более подробной информации о полезности этой системы.

Означает ли это, что велосипедист действительно приближается к Марсу на обоих пересечениях их орбит (пересечения красных и синих линий)? Или они будут «встречаться» только каждые 2,135 земных года?
@derwodamaso Да, более простые циклеры, подобные этому, встречаются с каждой планетой только один раз за цикл. Велосипедисты могут быть входящим или исходящим , в зависимости от того, встречается ли внешняя планета при уменьшении или увеличении высоты орбиты.
Важно отметить, что эти циклеры не подлежат бесплатному возврату. Базз пришел ко мне в офис в 1996 году, чтобы убедить меня каким-то образом использовать циклеры для возврата образцов с Марса. Он сказал, что это был бесплатный возврат, основанный на работе его траекторного парня. Что-то там показалось подозрительным, поэтому мы в JPL проверили это и, короче говоря, обнаружили, что его парень не проверял расстояние поворота Марса по сравнению с радиусом планеты! Чтобы сделать велосипедистов свободными, вам понадобится по существу подземный (подземный?) самый близкий подход к Марсу, что проблематично.
@MarkAdler Это фантастическая история! Вы знаете, верно ли то же самое для Земли, или это уникальная проблема с массой/размером Марса? Может ли тело с более высокой поверхностной гравитацией позволить свободное возвращение? Либо так, либо просто прикрепите к своему кораблю туннелепроходческий станок без трения, я полагаю...
@MarkAdler Я не уверен, что смогу следовать ... означает ли это, что орбита циклера нестабильна? Что именно означает «бесплатный возврат»?
«Бесплатный возврат» означает отсутствие или очень мало Δ В требуется каждый раз, чтобы вернуться на Землю, обратно на Марс, обратно на Землю и т. д. Это не имеет ничего общего со стабильностью. Орбита циклера всегда будет считаться «нестабильной» в том смысле, что она требует точного маневрирования для поражения каждой качающейся цели для поддержания цикла.
Проблема в том, что Марс очень легкий, примерно в 1/9 GM Земли. Если время близко к правильному, не будет проблемой, если Земля отправит вас на Марс. Эффективность поворота зависит от скорости приближения, но метрика, имеющая отношение только к планете, будет скоростью убегания. 2 грамм М / р . Поверхностная гравитация, грамм М / р 2 здесь не актуально.
@MarkAdler и все остальные: если бы кто-то мог расширить ответ, включив в него, что орбита циклера всегда требует маневрирования, а в случае Марса также Δ В , это было бы очень здорово.
Можно ли вывести космический корабль на такую ​​орбиту, чтобы он попеременно летал вокруг Марса и Земли?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v