重定向横渊天体至火星轨道的动力学可行性：连续推力与引力助推轨道

我们评估了将小型含挥发物的横渊天体（TNO）重定向至火星冲击轨道的动力学可行性，采用连续低推力推进和一次引力助推。研究考虑两种典型动力学类别：类经典柯伊伯带（Kuiper Belt）样初始轨道和散射盘（Scattered Disk）样初始轨道，确定将其驱动至火星冲击轨道所需的最小特征速度增量 $\Delta V$，并规定转移时间 $\Delta T$。该动力学在两体问题中建模，包含固定的最大低推力，使得计算得到的 $\Delta V$ 能代表与具体推进技术实现无关的动力学下界。考察了三类轨道：（i）向内螺旋式转移，（ii）通过全局演化算法优化的时变推力方向驾驶，（iii）将低推力与一次海王星飞越结合的混合轨道。纯螺旋轨道导致非常高的速度消耗（$\Delta V \gtrsim 22~\mathrm{km~s^{-1}}$）和数千年的时间尺度，证实了单调向内迁移对TNO重定向在动力学上效率低下。相比之下，优化驾驶策略可系统性地增加轨道偏心率，实现火星冲击几何构型，$\Delta V \approx 2.5$--$3.2~\mathrm{km~s^{-1}}$，跨度380--540年。一次海王星飞越在有利情况下进一步降低总 $\Delta V$，最低值低于直接优化转移。这些结果为从外太阳系输入挥发物至火星提供了能源成本的定量下界，表明在合理的 $\Delta V$ 预算下，当目标天体选取于有利的轨道相位空间时，受控重定向是可行的。