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但正如前文所述,在那之后,他依然活跃在航天领域,包括长期担任美国国家航天协会理事——而我有幸担任该协会的会长——同时他还参与了火星协会指导委员会的工作。
说到火星,1985年,奥尔德林提出了一种太空飞行器轨道概念,即“奥尔德林循环飞行器”
。
他与他人合作完善这一概念,发表了相关论文,並提出了一些相关的替代方案。
但究竟什么是循环飞行器呢?简单来说,循环飞行器有时也被称为“循环城堡”
,这一名称源於其隱含的角色与用途——它本质上就是在地球周边太空与火星轨道之间往返运送物资的“摆渡船”
。
一旦建造出一艘或一对循环飞行器,並將它们送入特定的轨道模式,它们就能反覆绕经地球和火星,自身无需再消耗更多燃料,最多只需少量燃料进行微小的轨道修正(不过,我们今天也会探討有动力驱动的循环飞行器版本)。
这意味著,循环飞行器可以携带大量的防护层,以及船员在行星间航行所需的各类设备——但这些设备无需被运送到行星表面。
如此一来,我们只需发射一艘轻型穿梭机,搭载执行任务的船员即可,无需携带笨重的辐射防护层,也无需携带大量水、空气,或是用於循环利用、净化这些资源的设备。
“循环城堡”
配备了充足的物资,能够应对太空辐射、微陨石撞击以及太空真空环境的长期“考验”
。
我们预计,早期的循环飞行器可能功能相对简陋,但后期的循环飞行器或许会配备可旋转的舱段,以通过自旋產生人工重力;还可能利用水资源养殖鱼类和藻类作为食物来源,甚至建造游泳池,並持续种植新鲜的农作物——这不仅有助於循环利用二氧化碳,还能为船员提供一片充满生机的绿色空间。
当抵达火星时,搭载船员的小型穿梭机会脱离循环飞行器,飞往火星表面或火星轨道上的空间站,隨后开展既定任务。
理想情况下,在执行一两次任务后,火星表面將建成核反应堆,具备空气、水和燃料的生產能力,以便在数月后为返回轨道的穿梭机补充燃料。
当然,如果只使用一艘循环飞行器,那么两次任务之间可能需要等待相当长的时间(数月之久)。
此外,循环飞行器本身也完全可以配备核反应堆作为动力源,这样的飞行器能够搭载100多人的船员团队,甚至可能搭载更多人——具体载客量取决於飞行器的规模。
它们也可能高度自动化,在首次测试飞行时便可携带货物进行投放。
循环飞行器依靠的是最小能量转移轨道,本质上是围绕太阳形成一个狭长的偏心轨道,在两个天体(此处指地球和火星)之间运行。
以火星循环飞行器为例,它从地球飞往火星需要5个月,从火星继续向外飞行、越过火星轨道需要16个月,再从火星轨道返回地球轨道又需要5个月,之后每26个月重复一次这一周期。
我可以用一个类比来解释:这就像一列不停车的大型空火车,行驶在一条固定的风景线路上。
要將人员、设备和物资运送到循环飞行器上,或是从循环飞行器上运下来,仍需像往常一样消耗燃料,但一旦登上循环飞行器,这段旅程就有了宽敞舒適的生活空间。
而且,那些用於5个月航行的重型设备和可循环利用物资,只需运送一次即可。
人们通常建议使用两艘运行在不同周期的奥尔德林循环飞行器,以缩短往返行程的时间——一艘用於前往火星,另一艘用於返回地球。
即便在遥远的未来,我们拥有了速度更快的太空飞行器推进系统,能够以巨大的能量消耗实现一周內往返火星(这对旅客来说无疑是绝佳选择),通过循环飞行器运送货物或不急於赶路的旅客,依然能带来巨大的便利。
与太空发射窗口的常规情况一样,时间安排仍是一个难题,但通过提前发射进入太空,我们可以避开天气问题的影响。
当然,若错过了与循环飞行器的交会窗口,问题就会出现——之后或许需要消耗更多燃料才能追赶上去。
不过,交会窗口的时间跨度並不算特別紧凑;但如果火星轨道上没有可供返回的空间站,那么就只能再次降落在这颗红色星球上。
这也是我倾向於支持採用循环飞行器开展稳健任务的原因之一:同时配备火星轨道空间站和火星表面永久基地,只需定期更换船员即可。
这种配置意味著我们拥有更多的冗余方案和备用计划,而在规划长达数亿英里、持续数百天的太空旅行时,冗余方案再多也不为过。
这种(循环飞行器)方案並不仅限於地球与火星之间的航行,它適用於任意两颗行星之间。
我们之前提到“地球周边太空”
而非“地球”
,是因为循环飞行器可能运送的是来自月球或各类太空基地的物资,而非直接来自地球。
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