面将建成核反应堆,具备空气、水和燃料的生产能力,以便在数月后为返回轨道的航天飞机补充燃料。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 —— 具体载客量取决于飞行器的规模。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:这就象一列不停车的大型空火车,行驶在一条固定的风景线路上。要将人员、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,仍需象往常一样消耗燃料,但一旦登上循环飞行器,这段旅程就有了宽敞舒适的生活空间。而且,那些用于 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 —— 一艘用于前往火星,另一艘用于返回地球。即便在遥远的未来,我们拥有了速度更快的航天器推进系统,能够以巨大的能量消耗实现一周内往返火星(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于赶路的旅客,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并不算特别紧凑;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。这也是我倾向于支持采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。这种配置意味着我们拥有更多的冗馀方案和备用计划,而在规划长达数亿英里、持续数百天的太空旅行时,冗馀方案再多也不为过。
这种(循环飞行器)方案并不仅限于地球与火星之间的航行,它适用于任意两颗行星之间。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。因此,我们完全可以建造地球 - 金星循环飞行器、地球 - 土星循环飞行器,甚至火星 - 木星循环飞行器 —— 后者或许能将木星冰卫星上的挥发性物质运回火星,用于火星的地球化改造或类地球化改造作业。
循环飞行器也非常适用于往返木星的卫星 —— 木星周边的辐射极强,因此,乘坐防护层较薄、燃料消耗较少的航天飞机进行短途飞行,抵达配备更厚重防护层的循环飞行器,再进行长途航行,无疑是理想选择。它们也是核推进技术的理想应用对象,因为循环飞行器无需非常靠近行星,可以使用离子推进器或其他低推力、高效率的发动机。实际上,循环飞行器还可以设计成能为离开它的航天飞机提供少量助推,以帮助其节省燃料,之后再通过某种方式恢复之前 “借出”
除了从行星获取燃料,我们还可以在卫星上生产燃料,然后将燃料运送到轨道燃料库或循环飞行器上,为航天飞机补充燃料。说到卫星,循环飞行器的运行模式不仅适用于围绕恒星运行的两颗行星,也适