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至地球的航程中，绝大部分是太空真空，由从地面起飞，经过大气层空间的航天器直飞火星，很不经济，因加速和减速需要消耗能源。同时，航天器飞经大气层的许多复杂要求和结构，在太空真空环境中完全用不着。因此，科学家提出了分段接力式的交通模式。 一种设想是，在绕地球和绕火星的轨道上，以及地月引力平衡点(自由点)上建立航天港。在地球和火星轨道之间设巡天飞船，它的运行轨道与地球轨道和火星轨道相切或相交。去火星的人员乘航天飞机等航天器去地球航天港，在那里换乘转运飞船，飞向自由点航天港，在那里加住燃料后，飞向巡天飞船，与它交会对接后(或交会后停泊在巡天飞船上)，一起飞向火星，与火星交会后，再乘添加了燃料的转运飞船飞向火星航天港。在那里，乘员换乘火星着陆器在火星上着陆。返回程序与此相反。 这种分段模式可利用地球和火星大气刹车，在各航天港上，可利用动量矩转移的原理，将下降转运飞船的能量转移给上升飞船，以节省能源。在巡天飞船上可设两个乘员舱，它们一上一下地绕巡天飞船旋转，产生人造重力。去火星时逐渐减小，使乘员舒适地逐渐过渡到火星重力。返回时绕转速度逐渐加快，使重力逐渐过渡到地球重力。
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