[发明专利]一种可重复使用的轨道器及其使用方法

说明书

本发明提供一种可重复使用的轨道器及其使用方法，涉及航天飞行器。该可重复使用的轨道器，包括结构分系统、GNC分系统、数管分系统、热控分系统、对接分系统、电源分系统和推进分系统，所述推进分系统不同于传统的推进分系统、推进分系统具备推进及补加的双重功能，以便在轨停靠时能够获得推进剂补加。通过轨道器进入轨道，返回到空间服务系统/或空间站系统中并通过对接分系统与其对接，先通过推进分系统对轨道器进行推进剂补加，然后通过电源分系统对轨道器进行能源补充，再进行维修保养的工作并等待下一次飞行任务，当第2‑N次发射时，探测器无需发射轨道器，从而降低了探测器的生产周期和生产成本。

技术领域

本发明涉及航天飞行器领域，具体为一种可重复使用的轨道器及其使用方法。

背景技术

目前世界上探月(探火)飞行器(具有采样返回功能的飞行器)一般分为四个舱段：轨道器、着陆器、上升器、返回器；轨道器主要作用是在箭、器分离后，将探测器从地球轨道运送到月球轨道；着陆器与上升器与轨道器分离，降落在月球表面进行月球探测任务。月球探测任务结束后，上升器带着月球样品与在月球轨道上停留的轨道器对接组合。上升器将探月样品转移到返回器中，然后轨道器组合体将探测器由月球轨道转移到地球轨道上，组合体到达地球轨道后轨道器制动调轨、与返回器分离，返回器安全着陆到地面，轨道器继续留在地球轨道上，后经过制动，离轨、烧毁消失在大气层中。

在此过程中轨道器主要是消耗了推进系统中的推进剂、电源系统中的电能，其它如结构件、通讯系统都没有消耗。但在轨道舱最终烧毁在大气中后这些分系统都将化为灰烬。这将是对资源的一种重大浪费。同时在下一次探测器发射时将会带来一件新的轨道器，不但每次发射的载荷会增加，探测器的本身的复杂性及火箭的复杂性增加，系统的可靠性降低，同时也增加了每次的发射成本及产品的研制周期，这对航天的研制带来了巨大的不利因素。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可重复使用的轨道器及其使用方法，解决了现有轨道器不能重复利用导致的发射载荷增加、生产成本增加和研制周期延长等诸多问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可重复使用的轨道器，包括结构分系统、GNC分系统、数管分系统、热控分系统、对接分系统、电源分系统和推进分系统，所述推进分系统不同于传统的推进分系统、推进分系统具备推进及补加的双重功能，以便在轨停靠时能够获得推进剂补加。

优选的，所述电源分系统也需具备电能补加的功能。

优选的，所述对接分系统需与在轨服务系统/或空间站系统能够可靠对接。

优选的，所述可重复使用的轨道器的工作流程，包括以下步骤：

S1.首次发射进入地球轨道

火箭系统搭载着探测器系统发射、脱离地面、进入地球轨道；

S2.器与箭分离和轨道转移

探测器与火箭分离、探测器进入地球轨道、然后轨道器携带探测器由地球轨道转移到月球轨道；

S3.分离和探测

进入月球轨道后，轨道器与着陆器、上升器分离，着陆器与上升器一起降落月球表面，进行月球探测；

S4.返回、分离和对接空间服务系统/或空间站系统

完成月面探测任务后，上升器返回月球轨道并与轨道器对接，随后轨道器返回地球轨道，紧接着轨道器将返回器运送到地球的轨道(弹道)，最后返回器按预定轨道返回地面，同时轨道器返回到空间服务系统/或空间站系统中与其对接，进行推进剂补加，能源补充，维修保养的工作并等待下一次飞行任务；

S5.2-N次发射和对接