¿Se podría poner una nave espacial en una órbita tal que girara alternativamente alrededor de Marte y la Tierra?

Me preguntaba si se podría poner una nave espacial en una órbita tal que girara alternativamente alrededor de Marte y la Tierra. De esta forma estaría haciendo un viaje continuo de la Tierra a Marte y viceversa.

Mi motivación para preguntarme sobre esto es tener una gran nave espacial o incluso una estación espacial que funcione un poco como el ciclador lunar , que "... puede proporcionar un método eficiente y regular para el transporte espacial..." pero, por supuesto, la mecánica orbital sería ser muy diferente en este caso.

¡Esta es una pregunta interesante! Edité su redacción y agregué una referencia al ciclador lunar para ayudar a explicar lo que está buscando. La masa no importa tanto en lo que respecta a la órbita, en otras palabras, una nave espacial de 1 tonelada y una de 100 toneladas funcionarían casi de manera idéntica (una vez que las coloques en la misma órbita). La parte difícil es la repetibilidad de la órbita, así que centré su pregunta en esa parte. ¡Bienvenido a Stack Exchange!
He visto afirmaciones, aunque no hay detalles, de que puedes hacer esto si también tiras a Venus para obtener un ciclo de tres vías.
Al carecer de familiaridad con el programa conocido como Kerbal Space Program, tengo que preguntar si dicho programa sería configurable para responder a la pregunta publicada.

Respuestas (1)

Como se mencionó, estas órbitas se conocen como cicladores orbitales o trayectorias de cicladores y (en teoría) se pueden encontrar entre dos cuerpos cualesquiera. Son órbitas que se acercan mucho a los dos cuerpos a intervalos regulares sin requerir grandes ajustes de trayectoria.

De hecho, habrá muchas trayectorias cicladoras posibles para dos cuerpos dados, determinadas por múltiplos enteros de su período sinódico : el tiempo entre conjunciones posteriores.

Para el sistema Tierra-Marte, el ciclador más famoso es el Aldrin Cycler (Dr. Buzz Aldrin de Apollo), que corresponde a un período sinódico de 1 (aproximadamente 2.135 años terrestres).

Diagrama aproximado de un Ciclador Aldrin

Un ciclador Tierra-Marte puede ser particularmente útil para viajes interplanetarios tripulados. El equipo pesado, como el soporte vital, la protección contra la radiación y el alojamiento, se puede dejar en la nave "cíclica" y se puede usar una nave más pequeña y liviana en cualquier extremo del viaje para disminuir la velocidad relativa y entrar en órbita alrededor del planeta.

Consulte esta pregunta para obtener más detalles sobre la utilidad de este sistema.

¿Significa eso que el ciclador realmente se acerca a Marte en ambas intersecciones de sus órbitas (intersecciones de líneas rojas y azules)? ¿O se "reunirán" solo cada 2.135 años terrestres?
@derwodamaso Sí, los ciclistas más simples como el de aquí solo se encuentran con cada planeta una vez por ciclo. Los ciclistas pueden ser entrantes o salientes , dependiendo de si el planeta exterior se encuentra mientras disminuye o aumenta la altitud orbital.
Es importante tener en cuenta que estos cicladores no son de devolución gratuita. Buzz vino a mi oficina en 1996 para tratar de venderme el uso de cicladoras de alguna manera para Mars Sample Return. Dijo que eran de devolución libre, en base al trabajo de su tipo de trayectoria. Algo parecía sospechoso allí, así que en el JPL lo investigamos y, para resumir, ¡descubrimos que su hombre no estaba comparando la distancia de giro de Marte con el radio del planeta! Para hacer que los ciclistas sean libres, necesitaría un acercamiento más cercano sustancialmente subterráneo (¿subáreo?) De Marte, lo cual es problemático.
@MarkAdler ¡Esa es una historia fantástica! ¿Sabes si lo mismo es cierto para el balanceo de la Tierra o es un problema único con la masa/tamaño de Marte? ¿Podría un cuerpo con mayor gravedad superficial permitir un retorno libre? O eso o simplemente conectar una máquina perforadora de túneles sin fricción a su nave, supongo...
@MarkAdler No estoy seguro de poder seguir... ¿significa esto que la órbita del ciclador es inestable? ¿Qué significa exactamente "devolución gratuita"?
"Devolución gratuita" significa nada o muy poco Δ V requerido cada vez para volver a la Tierra, volver a Marte, volver a la Tierra, etc. No tiene nada que ver con la estabilidad. Una órbita cicladora siempre se consideraría "inestable", en el sentido de que requiere maniobras precisas para alcanzar cada objetivo oscilante a fin de mantener el ciclo.
Es un problema con el hecho de que Marte es tan ligero, aproximadamente 1/9 del GM de la Tierra. Si el momento está cerca de ser el correcto, no sería un problema que un pase de la Tierra lo enviara de camino a Marte. La efectividad de la oscilación es una función de la velocidad de aproximación, pero la métrica que solo tiene que ver con el planeta sería la velocidad de escape, 2 GRAMO METRO / r . La gravedad superficial, GRAMO METRO / r 2 no es relevante aquí.
@MarkAdler y todos los demás: si alguien pudiera ampliar la respuesta para incluir que la órbita del ciclador siempre necesita maniobras y, en el caso de Marte, también Δ V , eso sería realmente agradable.
¿Se podría poner una nave espacial en una órbita tal que girara alternativamente alrededor de Marte y la Tierra?
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