火星循环轨道（英語：Mars Cycler)，又称地球-火星循环轨道（Earth-Mars cycler)，是一種特殊的太空船運行軌跡，太空船在此軌跡上會定期行經地球及火星。Mars Cycler一詞也可指稱在這軌跡上運行的太空船。由宇航员巴兹·奥尔德林提出的Aldrin循环轨道便是一種火星循环轨道。
一般而言，一個循环轨道軌跡會定期行經兩個或多個星體。循环轨道對於運送人員或材料於這些星體間非常有用，而且只需極少燃料（變換軌跡只需要重力助推），更可以搭載厚實的輻射隔離罩，保護太空人免受宇宙射線及磁暴。
地球-火星循环轨道
地球-火星循环轨道軌跡週期是是兩個行星會合周期的整數，也就是2.135個地球年的倍數。第一個被發現的地球-火星循环轨道軌跡是VISIT1及VISIT2，為重合周期的七倍，相當於七個地球年。
1985年巴兹·奥尔德林提出一種循环轨道軌跡，為一個重合週期。這種軌跡在同一年被計算且證明存在：它是一個繞著太陽的離心迴圈，從地球軌道出發，到火星軌道要146天，接下來16個月航行在火星軌道之外，再146天從火星回到地球軌道。
循环轨道軌跡有很多種可能，不過唯一的差異只是在繞行週期中何時從地球出發。七倍重合週期的軌跡會在軌道原處回到地球，而且會經過地球和火星數次。例如VISIT1軌跡繞行一圈的15年內，經過地球3次，火星4次。VISIT2軌跡的15年內經過地球5次，火星2次。
[1]
下表列出一些可能的地球-火星循环轨道軌跡：[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
|
理論上的使用方式
巴兹·奥尔德林提出使用兩艘火星循环轨道太空船提供地球到火星的定期運輸服務。[2]其中一艘太空船用五個月時間從地球到火星，另一艘則從火星到地球，大約也是五個月時間。載人或載貨的太空船可以從其中一個行星出發，加掛在循环轨道上，抵達另外一個行星後再卸載。
[3]
與台伯河相遇這本奥尔德林寫的科幻小說中有詳細的描述。
參考
- ^ 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）.
- ^ Speakers Platform Speakers Bureau: Buzz Aldrin, Keynote Speaker On: Astronauts, Achievement/Peak Performance, Technology, Inspiration, Celebrity 互联网档案馆的存檔，存档日期2008-03-31.
- ^ Bellows, Alan. The Martian Express. DamnInteresting.com. April 10, 2008 [2014-06-01]. （原始内容存档于2011-06-10）.
參見
