载人火星飞行轨道方案的设计和计算

摘要

通过对未来载人火星探测飞行任务的分析，结合未来可能的载人火星飞行方案，本文对载人火星飞行任务的轨道方案进行了研究，重点对地球到火星飞行和火星到地球飞行的霍曼轨道飞行方案进行了设计，对轨道设计的两个重要参数—飞行所需的能量(速度增量)和飞行时间进行了详细计算;同时对飞行的再入、降落火星，及离开火星、返回再入、降落地球等各飞行阶段所需的能量(速度增量)进行了计算;根据可能的人类载人火星飞行时间，给出了2042年到2054年的计算结果。此外，还对大椭圆、抛物线和金星借力等轨道设计方案进行了分析，并与霍曼轨道设计方案进行了对比，并得出建议载人火星飞行采用霍曼轨道的结论。