[發明專利]一種空中吊車式載人登月飛行器、登月方法及其應用

在審

• 申請號: 201911307501.3
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110963079A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 申鎮;朱奕諦;朱清華;范瑤;李宜恒;招啟軍
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64G1/12
• 分類號: B64G1/12;B64G1/62;B64G1/66;B64G1/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明提出了一種空中吊車式載人登月飛行器、登月方法及其應用，該載人登月飛行器包括載人飛船及采用空中吊車方式進行月球著陸的登月飛船。其中登月飛船又包括下降級、上升級、制動級和著陸支撐機構四部分。載人飛船又包括服務艙與返回艙兩部分。其中，登月飛船下降級采用空中吊車進行動力下降，在動力下降到達月面懸停高度后，空中吊車系統與登月艙其他部分斷開剛性連接，通過繩索吊掛系統將登月艙放置到月面上，然后空中吊車系統繩索與登月艙斷開，并水平方向飛行至著陸點附近位置進行軟著陸。相比于傳統常規登月著陸方案，本發明能夠減小登月艙著陸時的過載，降低其結構重量并提高月面著陸過程中航天員的安全性。

技術領域

本發明為一種載人登月飛行器，涉及載人航天器領域，具體是一種空中吊車式載人登月飛行器、登月方法及其應用。

背景技術

載人登月飛船是一種將航天員從地球運往月球，并進行月面軟著陸，然后將航天員送回地球的載人航天器。其中的載人飛船用于地月間的航天員運輸，其飛行軌道為地-月轉移軌道、環月軌道、月-地轉移軌道、返回進入大氣層。登月飛船是用來將航天員從環月軌道運送到月球表面，然后從月面起飛將航天員運回環月軌道，并與載人飛船進行交會對接從而完成航天員從登月艙到載人飛船的轉移過程。

登月飛船除了可運送航天員外，還可搭載一些其他載荷如：科學實驗設備、載人月球車、無人月球車、月球無人探測器等。

月球表面為真空環境，沒有大氣層，登月飛船不能使用降落傘進行減速和著陸，著陸過程中需要通過變推力火箭發動機持續工作來進行減速和著陸。

目前，只有20世紀60-70年代的“阿波羅”登月飛船成功完成了載人登月飛行任務。“阿波羅”飛船包括服務艙、指令艙（返回艙）和登月艙，其所有艙段和宇航員（共45噸左右）都由“土星”五號火箭一次發射，并送入地月轉移軌道。該方案由于一次發射，對火箭的地月運載能力要求極高，風險很大。

“阿波羅”飛船的登月艙又包括上升級與下降級。下降級位于上升級下方，用于動力下降，下降級安裝有著陸腿，用于著陸時的緩沖及支撐作用。著陸時的過載較大，對著陸腿的緩沖能力要求較高，造成其重量較大，航天員座艙位置較高，航天員需通過梯子才能到達月面，給航天員進出座艙帶來不便。同時傳統常規布局著陸時還會造成月面上月塵擾動，月塵飛濺對上升級及下降級敏感器的影響難以避免。

發明內容

針對以上問題，本發明提出了一種基于環月軌道交會對接奔月飛行模式的空中吊車式登月模式及載人登月飛行器，基于其特殊的結構改變了登月艙的著陸方式，降低了一次性發射時對火箭的運載能力要求，同時降低系統復雜性和風險，提高航天員的安全性。

該載人登月飛行器包括載人飛船及采用空中吊車方式進行月球著陸的登月飛船，登月飛船包括下降級、上升級、制動級和著陸支撐機構四部分。