[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

说明书

本发明提出了一种空中吊车式载人登月飞行器、登月方法及其应用，该载人登月飞行器包括载人飞船及采用空中吊车方式进行月球着陆的登月飞船。其中登月飞船又包括下降级、上升级、制动级和着陆支撑机构四部分。载人飞船又包括服务舱与返回舱两部分。其中，登月飞船下降级采用空中吊车进行动力下降，在动力下降到达月面悬停高度后，空中吊车系统与登月舱其他部分断开刚性连接，通过绳索吊挂系统将登月舱放置到月面上，然后空中吊车系统绳索与登月舱断开，并水平方向飞行至着陆点附近位置进行软着陆。相比于传统常规登月着陆方案，本发明能够减小登月舱着陆时的过载，降低其结构重量并提高月面着陆过程中航天员的安全性。

技术领域

本发明为一种载人登月飞行器，涉及载人航天器领域，具体是一种空中吊车式载人登月飞行器、登月方法及其应用。

背景技术

载人登月飞船是一种将航天员从地球运往月球，并进行月面软着陆，然后将航天员送回地球的载人航天器。其中的载人飞船用于地月间的航天员运输，其飞行轨道为地-月转移轨道、环月轨道、月-地转移轨道、返回进入大气层。登月飞船是用来将航天员从环月轨道运送到月球表面，然后从月面起飞将航天员运回环月轨道，并与载人飞船进行交会对接从而完成航天员从登月舱到载人飞船的转移过程。

登月飞船除了可运送航天员外，还可搭载一些其他载荷如：科学实验设备、载人月球车、无人月球车、月球无人探测器等。

月球表面为真空环境，没有大气层，登月飞船不能使用降落伞进行减速和着陆，着陆过程中需要通过变推力火箭发动机持续工作来进行减速和着陆。

目前，只有20世纪60-70年代的“阿波罗”登月飞船成功完成了载人登月飞行任务。“阿波罗”飞船包括服务舱、指令舱（返回舱）和登月舱，其所有舱段和宇航员（共45吨左右）都由“土星”五号火箭一次发射，并送入地月转移轨道。该方案由于一次发射，对火箭的地月运载能力要求极高，风险很大。

“阿波罗”飞船的登月舱又包括上升级与下降级。下降级位于上升级下方，用于动力下降，下降级安装有着陆腿，用于着陆时的缓冲及支撑作用。着陆时的过载较大，对着陆腿的缓冲能力要求较高，造成其重量较大，航天员座舱位置较高，航天员需通过梯子才能到达月面，给航天员进出座舱带来不便。同时传统常规布局着陆时还会造成月面上月尘扰动，月尘飞溅对上升级及下降级敏感器的影响难以避免。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种基于环月轨道交会对接奔月飞行模式的空中吊车式登月模式及载人登月飞行器，基于其特殊的结构改变了登月舱的着陆方式，降低了一次性发射时对火箭的运载能力要求，同时降低系统复杂性和风险，提高航天员的安全性。

该载人登月飞行器包括载人飞船及采用空中吊车方式进行月球着陆的登月飞船，登月飞船包括下降级、上升级、制动级和着陆支撑机构四部分。