[发明专利]一种空中吊车式载人登月飞行器、登月方法及其应用

权利要求书

1.一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述登月飞行器包括载人飞船与登月飞船，二者分别发射，并在环月轨道上进行对接；

其中，所述登月飞船为三级结构，第一级为制动级，用于近月减速制动，位于登月飞船的最下部；第二级为上升级，用于月面上升，位于登月飞船中部；第三级为下降级，用于动力下降，位于登月飞船的最上部；其中上升级与制动级之间为登月舱的着陆缓冲机构；

下降级采用空中吊车模式，整体为圆柱体，圆周安装有若干台发动机用于动力下降，且底部设有缆绳，通过驱动缆绳伸缩将登月舱放到月面上。

2.根据权利要求1所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述载人飞船包括服务舱与返回舱，返回舱顶部安装有主动式对接机构和交会对接雷达设备，服务舱尾部安装有发动机，侧面有姿态控制发动机，两侧安装有可展开的太阳能电池板。

3.根据权利要求2所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述下降级外侧面圆周安装有4台或8台发动机用于动力下降，底部安装有绞车，通过4根缆绳将登月舱放到月面上；下降级底部通过爆炸螺栓与登月舱连接，侧面安装有多个姿态控制发动机，用于轨道飞行时的姿态调整和动力下降过程中的机动飞行控制。

4.根据权利要求2所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述上升级中包含一密封舱，所述密封舱为卧式构型，一端为航天员月面出舱的舱门，另一端为被动式对接机构，用于与载人飞船的对接；

所述密封舱靠近出舱舱门一端为气闸舱，上升级底部安装有上升级主发动机，用于月面起飞进入环月轨道，左右两侧安装有姿态控制发动机、燃料箱和发动机羽流防护机构，密封舱顶部安装有通讯天线。

5.根据权利要求2所述的一种空中吊车式载人登月飞行器，其特征在于：所述登月舱着陆缓冲机构中设有若干条着陆腿，用于保持登月舱的着陆稳定性，支撑着登月舱上升级，同时为上升级从月表起飞提供发射平台，具有调整水平姿态的能力；

其中靠近出舱舱门的一条着陆腿上安装有梯子，用于航天员到达月面，着陆缓冲机构下部安装有无线电高度测量仪，用于测得的高度数据传输给下降级。

6.一种登月飞行器下降级的应用，其特征在于:采用空中吊车系统的下降级也可用于月球基地建设、向月面运送补给设备、月面居住舱段、非密封开放式载人着陆器；

通过补充燃料，下降级在完成月球着陆任务后仍可重复使用，用于月面货物的吊挂运输。

7.一种基于环月轨道交会对接的空中吊车式登月方法，其特征在于：所述登月方法过程如下：

（1）登月飞船和载有航天员的载人飞船由运载火箭分别发射，送入地月转移轨道；

（2）登月飞船到达月球附近，由登月飞船制动级进行制动减速进入环月轨道，随后抛弃制动级；

（3）载人飞船随后到达月球附近，由服务舱发动机进行制动减速进入环月轨道；

（4）载人飞船与登月飞船在环月轨道进行首次交会并对接，航天员从载人飞船的返回舱进入登月飞船的上升级登月舱中；

（5）登月飞船与载人飞船分离，然后启动登月飞船下降级发动机进行动力下降；

（6）登月飞船下降过程中对月面地形进行分析，自主寻找平坦区域并机动飞行至着陆点上方特定高度进行悬停；

（7）登月飞船的下降级与登月舱断开刚性连接，通过绳索吊挂系统将登月舱放置到月面上；

（8）当登月舱四个着陆腿与月面都接触且承载时，绳索与登月舱断开，然后下降级水平方向机动飞行至着陆点附近位置并进行软着陆；

（9）月面着陆过程完成，航天员出舱进行月面活动。

8.根据权利要求7所述的一种基于环月轨道交会对接的空中吊车式载人登月方法，其特征在于：动力下降过程中要终止登月过程时，登月舱抛掉着陆缓冲结构，然后启动上升级发动机，与下降级发动机同时工作，返回环月轨道。