这种 “循环城堡” 能极大地提升木星卫星之间贸易的可行性:卫星之间的循环周期更短,而额外的防护层在这种环境下堪称 “救命符”。它们还可以储存冰物质,转交给往返于木星 - 火星、木星 - 地球的循环飞行器,甚至是往返于木星 - 小行星带的循环飞行器。核动力驱动的循环飞行器可以在漫长的航行过程中,利用多余的能量将这些冰物质转化为火箭燃料,同时补充自身的推进剂。实际上,这些冰物质可以通过无人驾驶的舱体、火箭运输,或是从木卫三或木卫二通过质量投射器发射出去,随后被卸载到燃料库中,供穿梭机获取水、燃料、空气或其他所需物资 —— 这其中甚至可能包括循环飞行器上种植的多余食物。
在椭圆轨道上运行时,飞行器在返程段本质上是 “坠落” 向目标天体,飞行速度会逐渐加快;而当它绕过主天体并再次向外飞行时,速度又会减慢,因为重力会试图将其拉回。这意味着,在飞行器运行到两颗目标天体中较远的那颗外侧、相对枯燥的航行阶段,其速度会较低。因此,除了负责维护的船员外,我们不会让其他人在这段时间待在飞行器上。接下来,我们将很快探讨前往其他行星的长途航行会面临哪些情况,以及前往月球的更短途航行方案。
循环飞行器的大部分航行时间都处于 “死寂” 的太空中。这类飞行器可能高度自动化,设计初衷就是仅在往返两颗天体的航行阶段搭载人员,其余时间则处于空载状态。循环飞行器的轨道周期是两颗天体会合周期(synodic period)的整数倍,或者说,当两颗天体再次达到会合位置时,循环飞行器也会回到相应轨道位置。会合周期指的是两颗天体再次回到相对彼此相同位置所需的时间。
地球绕太阳公转的速度远快于火星:地球公转一周需要 365 天,而火星需要 587 天。但地球需要多绕几周才能追上一直在移动的火星,因此,地球和火星都需要转过远超 360° 的角度,才能完成一次完整的会合周期 —— 这一周期为 780 天,即 2.135 年、25.6 个月或 111 周。颇具讽刺意味的是,在所有行星中,火星的会合周期是最不利于安排发射窗口的之一,仅次于金星(金星的会合周期为 584 天,即 1.6 年)。小行星带内目标天体的会合周期