Könnte ein Raumschiff in eine solche Umlaufbahn gebracht werden, dass es abwechselnd um den Mars und die Erde schleudert?

Ich habe mich gefragt, ob ein Raumschiff in eine solche Umlaufbahn gebracht werden könnte, dass es abwechselnd um den Mars und die Erde schleudert. Auf diese Weise würde es eine kontinuierliche Reise von der Erde zum Mars und zurück machen und wiederholen.

Meine Motivation, mich darüber zu wundern, ist, dass ein großes Raumschiff oder sogar eine Raumstation ein bisschen wie der Lunar Cycler funktioniert , der "... eine effiziente und regelmäßige Methode für den Weltraumtransport bieten kann ...", aber natürlich würde die Orbitalmechanik dies tun in diesem Fall ganz anders sein.

Das ist eine interessante Frage! Ich habe Ihren Wortlaut bearbeitet und einen Verweis auf den Lunar Cycler hinzugefügt, um zu erklären, wonach Sie suchen. Die Masse spielt für die Umlaufbahn keine so große Rolle, mit anderen Worten, ein 1-Tonnen- und ein 100-Tonnen-Raumschiff würden fast identisch funktionieren (wenn Sie sie in die gleiche Umlaufbahn bringen). Der schwierige Teil ist die Wiederholbarkeit der Umlaufbahn, also habe ich Ihre Frage auf diesen Teil konzentriert. Willkommen bei StackExchange!
Ich habe Behauptungen gesehen, obwohl keine Details, dass Sie dies tun können, wenn Sie auch die Venus schleudern, damit Sie einen Drei-Wege-Zyklus erhalten
Da ich mit dem als Kerbal Space Program bekannten Programm nicht vertraut bin, muss ich fragen, ob ein solches Programm konfigurierbar wäre, um die gestellte Frage zu beantworten?

Antworten (1)

Wie bereits erwähnt, sind diese Umlaufbahnen als Orbitalcycler oder Cycler-Trajektorien bekannt und können (theoretisch) zwischen zwei beliebigen Körpern gefunden werden. Es sind Umlaufbahnen, die sich den beiden Körpern in regelmäßigen Abständen nahe nähern, ohne dass große Flugbahnanpassungen erforderlich sind.

Tatsächlich gibt es viele mögliche Cycler-Trajektorien für zwei gegebene Körper, bestimmt durch ganzzahlige Vielfache ihrer synodischen Periode – der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Konjunktionen.

Für das Erde-Mars-System ist der bekannteste Cycler der Aldrin Cycler (Dr. Buzz Aldrin von Apollo), der einer synodischen Periode von 1 (ungefähr 2,135 Erdenjahren) entspricht.

Ungefähres Diagramm eines Aldrin Cycler

Ein Erde-Mars-Cycler kann für bemannte interplanetare Reisen besonders nützlich sein. Schwere Ausrüstung wie Lebenserhaltungssysteme, Strahlenschutz und Unterkunft können auf dem „Fahrrad“-Fahrzeug verbleiben, und ein kleineres, leichteres Schiff kann an beiden Enden der Reise verwendet werden, um die Relativgeschwindigkeit zu verringern und in die Umlaufbahn um den Planeten zu gelangen.

Weitere Informationen zur Nützlichkeit dieses Systems finden Sie in dieser Frage .

Bedeutet das, dass der Cycler an beiden Schnittpunkten seiner Umlaufbahnen (Schnittpunkte roter und blauer Linien) tatsächlich dem Mars nahe kommt? Oder werden sie sich nur alle 2.135 Erdenjahre "treffen"?
@derwodamaso Ja, die einfacheren Cycler wie der hier treffen jeden Planeten nur einmal pro Zyklus. Cycler können ein- oder ausgehend sein , je nachdem, ob der äußere Planet angetroffen wird, während er in der Umlaufbahnhöhe abnimmt oder zunimmt
Es ist wichtig zu beachten, dass diese Cycler nicht kostenlos zurückgegeben werden. Buzz kam 1996 in mein Büro, um zu versuchen, mich für die Verwendung von Cyclern für die Mars-Probenrückgabe zu verkaufen. Er sagte, dass sie aufgrund der Arbeit seines Trajektorien-Typen kostenlos zurückkehrten. Irgendetwas schien dort faul zu sein, also haben wir bei JPL es uns angesehen und, um es kurz zu machen, herausgefunden, dass sein Typ die Mars-Swingby-Distanz nicht mit dem Radius des Planeten verglichen hat! Um Cycler frei zu machen, bräuchte man eine im Wesentlichen unterirdische (unterirdische?) engste Annäherung an den Mars, was problematisch ist.
@MarkAdler Das ist eine fantastische Geschichte! Wissen Sie, ob dies auch für den Erd-Swingby gilt oder ob es sich um ein einzigartiges Problem mit der Masse/Größe des Mars handelt? Könnte ein Körper mit höherer Oberflächengravitation eine freie Rückkehr ermöglichen? Entweder das, oder einfach eine reibungsfreie Tunnelbohrmaschine an Ihrem Fahrzeug anbringen, nehme ich an ...
@MarkAdler Ich bin mir nicht sicher, ob ich folgen kann ... bedeutet dies, dass die Umlaufbahn des Cyclers instabil ist? Was genau bedeutet „kostenlose Rücksendung“?
"Kostenlose Rücksendung" bedeutet keine oder sehr wenig Δ v erforderlich, um zurück zur Erde, zurück zum Mars, zurück zur Erde usw. zu gelangen. Es hat nichts mit Stabilität zu tun. Eine Cycler-Umlaufbahn würde immer als "instabil" angesehen, in dem Sinne, dass ein präzises Manövrieren erforderlich ist, um jedes Swingby-Ziel zu treffen, um den Zyklus aufrechtzuerhalten.
Es ist ein Problem mit der Tatsache, dass der Mars so leicht ist, etwa 1/9 der GM der Erde. Wenn das Timing ungefähr richtig ist, wäre es kein Problem, wenn Sie von einem Erdvorbeiflug auf den Weg zum Mars geschickt werden. Die Swingby-Effektivität ist eine Funktion der Annäherungsgeschwindigkeit, aber die Metrik, die nur mit dem Planeten zu tun hat, wäre die Fluchtgeschwindigkeit, 2 G M / r . Die Oberflächengravitation, G M / r 2 ist hier nicht relevant.
@MarkAdler & alle anderen: Wenn jemand die Antwort dahingehend erweitern könnte, dass die Umlaufbahn des Cyclers immer manövriert werden muss und im Fall des Mars auch Δ v , das wäre wirklich schön.
Könnte ein Raumschiff in eine solche Umlaufbahn gebracht werden, dass es abwechselnd um den Mars und die Erde schleudert?
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