DE102015014869A1 - Interorbital-Raketenträger mit Tankwart - Google Patents

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Abstract

Interorbital-Raketenträger für den Flug von der Umlaufbahn der Erde zur Umlaufbahn des Planeten Jupiter und dessen Satelliten Europa, zur Umlaufbahn des Planten Saturn und dessen Satelliten Titan, zur Umlaufbahn des Planeten Uranus und dessen Satelliten Oberon und zurück zur Umlaufbahn der Erde und für die Flüge zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter, Saturn und Uranus, der aus Teilen besteht, die getrennt von der Oberfläche der Erde auf ihre Umlaufbahn gebracht und dort miteinander gekoppelt werden: der Lokomotive mit elektrischen Raketentriebwerken, Elektroenergiequelle in Form eines Atomreaktors mit einem MHD-Generator und Turbogenerator, den Tankcontainern mit Arbeitskörper aus Flüssigwasserstoff, der Kapsel, in der sich die Kabine mit der Mannschaft befindet, für die Landung und den Start von den Oberflächen der Satelliten von Jupiter, Saturn und Uranus mit Hilfe chemischer Raketentriebwerke, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der wesentlichen Verkürzung der Flugzeit und der Sicherstellung regelmäßiger Flüge zwischen den Planeten Erde, Jupiter, Saturn und Uranus die Auftankung mit Arbeitskörper – Flüssigwasserstoff mit Hilfe des autonomen Raumtankwarts realisiert wird, der zusammen mit dem Raketenträger vorhergehend von der Umlaufbahn der Erde auf die Umlaufbahn von Europa, Titan, Oberon gebracht wird, die Landung des Tankwartes auf deren Oberfläche, die aus Wassereis besteht, ausgeführt wird, die Schmelzung des Eises zum Erhalt eines Volumens von flüssigem Wasser und die Entnahme des flüssigen Wassers von der Oberfläche durchgeführt wird; dass durch die Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff produziert wird, die in den Flüssigzustand gebracht und in die Tanks des Tankwarts umgepumpt werden, wonach der Tankwart in die Umlaufbahn von Europa, Titan, Oberon gebracht, wo er mit dem Tankcontainer des Raketenträgers gekoppelt wird, in den aus dem Tank des Tankwarts der Flüssigwasserstoff zur Sicherstellung des weiteren Fluges des Raketenträgers umgepumpt wird, und der Tankwart auf die Oberfläche von Europa, Titan, Oberon zurückgebracht wird.

Description

  • Die Erfindung gehört zur Konstruktion eines Raumfahrzeuges, das für den Flug von der Erdumlaufbahn zur Umlaufbahn des Jupiters und dessen Satelliten Europa, zur Umlaufbahn des Saturns und dessen Satelliten Titan, zur Umlaufbahn des Uranus und dessen Satelliten Oberon und zurück zur Erdumlaufbahn und für Flüge zwischen den Umlaufbahnen des Jupiters, Saturns und des Uranus vorgesehen ist.
  • Bekannt sind Konstruktionen von Raumfahrzeugen für den Flug zu den Planeten des Sonnensystems, die Prototypen und Analoga [1], [2] der vorgelegten Anmeldung sind.
  • Das Schema des Prototypen-Interorbital-Raketenträgers [1], dessen Konstruktion ausführlich in [1] beschrieben ist, ist auf der 1 dargestellt. Der Raketenträger besteht aus vier Teilen, die getrennt von der Erdoberfläche in die Umlaufbahn der Erde gebracht werden, wo sie miteinander mit Hilfe der Kopplungsknoten 6, 7, 8 gekoppelt werden.
  • Der Raketenträger wird mit Hilfe der Lokomotive 1 in Bewegung gesetzt, die mit elektrischen Raketentriebwerken 5 ausgestattet ist. Für die Speisung der elektrischen Raketentriebwerke 5 wird an Bord der Lokomotive eine Elektroenergiequelle in Form eines Atomreaktors mit einem MHD-Generator und einem Turbogenerator installiert. Der Arbeitskörper für die elektrischen Raketentriebwerke 5 – Flüssigwasserstoff wird in den Tankcontainern 2, 3 aufbewahrt, die entlang der horizontalen Achse mit der Lokomotive gekoppelt werden. Es können ein bis drei Tankcontainer je nach Flugreichweite sein. Als Nutzlast trägt der Raketenträger die Kapsel 4, die für die Landung auf der harten Oberfläche der Planeten des Sonnensystems oder auf die harte Oberfläche deren Satelliten nach dem Erreichen deren Umlaufbahnen bestimmt ist. Mit Hilfe des chemischen Raketentriebwerks 9 wird die Landung und der Start der Kapsel 4 von der Oberfläche und das Erreichen der Umlaufbahn des Planeten oder dessen Satelliten gesichert. In der Kapsel befindet sich die Kabine mit der Besatzung und zur Sicherung der künstlichen Gravitation in der Kabine rotiert die Kapsel während der Expedition um ihre Querachse.
  • Das Hauptmerkmal des Prototypen [1] besteht darin, dass vor dem Hauptflug des Raketenträgers nach dem Schema der 1 ein vorhergehender Flug durchgeführt wird, dessen Ziel es ist, den Tankcontainer mit dem Arbeitskörper in die Umlaufsbahn des Planeten oder dessen Satelliten zu bringen. Dies macht es möglich, dass während des Hauptfluges von der Umlaufbahn der Erde zur Umlaufbahn des Planeten oder dessen Satelliten der Arbeitskörper in den Tanks 2 und 3 vollständig verbraucht und beim Rückflug der Arbeitskörper verwendet wird, der im Voraus in die Umlaufbahn zugestellt und in zwei Containern aufbewahrt wird. Infolgedessen kann der Verbrauch des Arbeitskörpers während des Hauptfluges um das Zweifache erhöht werden, wodurch die Geschwindigkeit des Raketenträgers entsprechend steigen und die Zeit des Orbitalfluges sich um die Hälfte verringern wird.
  • Aber der Raketenträger-Prototyp [1] hat einen wesentlichen Mangel. Die Durchführung des vorhergehenden Fluges mit der Zustellung des Arbeitskörpers in die Umlaufbahn des Planeten oder dessen Satelliten nimmt zu viel Zeit in Anspruch.
  • Als Beispiel betrachten wir den vorhergehenden Flug in die Umlaufbahn des Satelliten des Jupiters Europa, der nach dem Schema ausgeführt wird, das auf der 2 dargestellt ist.
  • Der Weltraumzug mit Hilfe der Lokomotive 1 hat in seinem Bestand drei Tankcontainer.
  • Zwei von ihnen 4 und 5 bringt er als Nutzlast in die Umlaufbahn von Europa. Nach der Erreichung der Umlaufbahn von Europa wird mit Hilfe des Kopplungsknoten 6 die Trennung des Weltraumzuges durchgeführt. Die Tankcontainers 4 und 5 bleiben in der Umlaufbahn von Europa. Die Lokomotive mit dem Tankcontainer 3 kehrt aber von der Umlaufbahn des Planeten Europa zur Umlaufbahn der Erde nach dem Schema zurück, das auf der 3 dargestellt ist. Aus den obigen 2 und 3 ist ersichtlich, dass für den vorhergehenden Flug von der Erdumlaufbahn zur Europaumlaufbahn die Hälfte des Arbeitskörpers verbraucht wird, der sich im Tankcontainer 3 befindet. Die andere Hälfte des Arbeitskörpers, die im Tankcontainer 3 verblieben ist, wird für die Rückkehr der Lokomotive 1 mit dem Tankcontainer 3 in die Erdumlaufbahn verbraucht sein. Nach der Rückkehr der Lokomotive 1 in die Erdumlaufbahn wird der Zug für den Hauptflug zur Europaumlaufbahn gebildet, der auf der 1 dargestellt ist. Während des Hauptfluges wird der Arbeitskörper verbraucht, der sich in den Tankcontainern 2 und 3 befindet. Die letzte Etappe des Hauptfluges – der Flug von der Europaumlaufbahn zur Erdumlaufbahn wird auch nach dem Schema der 1 mit der Verwendung zweier Tankcontainer ausgeführt, die sich in der Europaumlaufbahn befanden.
  • Somit beträgt die Masse des Arbeitskörpers im Prototyp [1], die für den vorhergehenden Flug verwendet wird, nur ¼ der Masse des Arbeitskörpers, der für die Ausführung des Hauptfluges verwendet wird. Dies führt zu wesentlicher Steigerung des Zeitaufwandes bei der Ausführung des vollständigen Komplexes der Zustellung von Gütern und Expeditionen zu den Planeten des Sonnensystems. Die Berechnungen zeigen, dass wenn die Masse eines jeden Elements des Weltraumzuges, der auf den 1, 2, 3 dargestellt ist 20 Tonnen beträgt, so kann der vorhergehende Flug in die Europaumlaufbahn und zurück 2 Jahre dauern. Der vorhergehende Flug von der Erdumlaufbahn zur Umlaufbahn des Saturnsatelliten Titan wird 4 Jahre dauern. Und der vorhergehende Flug von der Erdumlaufbahn zur Umlaufbahn des Uranussatelliten Oberon wird 8 Jahre dauern.
  • Der Zweck dieser Anmeldung ist die Entwicklung einer Konstruktion des Interorbital-Raketenträgers, die eine deutliche Reduzierung der Zustellungszeiten von Gütern und Expeditionen zu den Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und deren Satelliten ermöglichen wird. Während der Suche nach einer solchen Konstruktion wurde die Aufmerksamkeit auf die geologische Struktur von Europa, Titan und Oberon gelenkt. Nach den Angaben der neuesten Untersuchungen ist die harte Oberfläche der Satelliten dieser Planeten mit einer Wassereisschicht bedeckt. Wenn man dieses Eis in Flüssigwasser umwandelt und aus dem Flüssigwasser gasartigen Wasserstoff bekommt, so muss man den Wasserstoff nur noch in den Flüssigzustand umwandeln und von der Oberfläche des Satelliten in dessen Umlaufbahn zustellen. In diesem Falle entfällt die Notwendigkeit der vorhergehenden Zustellung des Arbeitskörpers von der Erdumlaufbahn in die Planetenumlaufbahn. Jetzt muss in die Satellitenumlaufbahn des Planeten von der Erdumlaufbahn ein Apparat zugestellt werden, der fähig ist, autonom alle Operationen durchzuführen, die für das Auftanken des Raketenträgers mit Arbeitskörper notwendig sind. Das Schema des vorhergehenden Flugs des vorgestellten Raketenträgers mit dem Tankwart ist auf der 4 dargestellt. Zum Zwecke der Zustellung des Tankwarts in die Europaumlaufbahn wird in der Erdumlaufbahn ein Weltraumzug gebildet. Der Weltraumzug (4) besteht aus Lokomotive 1, die ein elektrisches Raketentriebwerk 2 hat, zwei Tankcontainern 3 und 4 mit Arbeitskörpern, die mit Hilfe des Kopplungsknotens 5 miteinander verbunden sind, und dem autonomen Weltraumtankwart 6. Der Weltraumtankwart 6 wird von der Oberfläche der Erde in deren Umlaufbahn gebracht, wo er mit Hilfe des Kopplungsknotens 7 mit dem Tankcontainer 4 verbunden wird.
  • Mit Hilfe der Lokomotive 1 erreicht der Weltraumzug (4) die Europaumlaufbahn.
  • Dabei wird der Arbeitskörper, der sich in zwei Tankcontainer 3 und 4 befindet, vollständig verbraucht. In der Europaumlaufbahn wird der Weltraumzug getrennt. Die Lokomotive mit den leeren Tanks 3 und 4 bleiben in der Europaumlaufbahn und der Tankwart 6 verlässt mit Hilfe der auf ihm installierten chemischen Raketentriebwerke 8, die im Bremsregime laufen, die Europaumlaufbahn und landet auf deren Oberfläche. Mit Hilfe der auf dem Tankwart 6 installierten Vorrichtungen für die Produktion von Flüssigwasserstoff aus Wassereis wird der Arbeitskörper in den Wasserstofftank gepumpt.
  • Mit Hilfe der chemischen Raketentriebwerke 8 startet der Tankwart 6 von der Oberfläche von Europa und tritt in deren Umlaufbahn ein. Nach der Annäherung an die Raumlokomotive 1 wird der Tankwart mit Hilfe des Kopplungsknotens 7 an den Tankcontainer 4 angekoppelt. Die Pumpe für das Umpumpen des Arbeitskörpers wird eingeschaltet. Der Flüssigwasserstoff, der sich im Tankwart befindet, wird in den Tankcontainer 4 umgepumpt. Nach dem Entleeren des Tankwartstanks wird er vom Tankcontainer 4 getrennt. Weiter wird der Zyklus des Tankens wiederholt. Der Tankwart 6 verlässt die Umlaufbahn von Europa und landet auf deren Oberfläche. Er produziert wieder den erforderlichen Arbeitskörper aus dem Eis und tritt in die Umlaufbahn von Europa ein, wo er an den Tankcontainer 4 angekoppelt wird. Nach der Betankung des zweiten Tankcontainers wird der Tankwart 6 mit Hilfe des Kopplungsknotens 7 vom Tankcontainer getrennt. Die Raketentriebwerke 8 werden eingeschaltet und der Tankwart landet auf der Oberfläche von Europa. Somit wird eine ständige Bereitschaft gewährleistet, dass der Interorbital-Raketenträger immer wieder mit dem Arbeitskörper betankt werden kann und es entfällt dadurch die Notwendigkeit der Ausführung von vorhergehenden Flügen bei der Durchführung von mehrmaligen Expeditionen. Das Schlussstadium des vorhergehenden Fluges verläuft nach dem Schema, das auf der 5 dargestellt ist. Die Raumlokomotive 1 begibt sich mit Hilfe des elektrischen Raketentriebwerks 2, in dem der Arbeitskörper verwendet wird, der sich in zwei Tankcontainern 3 und 4 befindet, zum Planet Erde. Nach dem Eintritt in die Erdumlaufbahn ist die Lokomotive zur Bildung des Raketenträgers, der auf der 1 dargestellt ist, bereit, der den Hauptflug zum Satelliten des Jupiters Europa ausführen soll. Der Vergleich des Konstruktionsschemas des vorhergehenden Fluges des Prototypen [1] 2 und 3 und des Konstruktionsschemas mit dem Tankwart 4 und 5 zeigt, dass die Masse des Arbeitskörpers des elektrischen Raketentriebwerks, der im vorhergehenden Flug des vorgestellten Konstruktionsschemas benutzt wird, viermal größer ist, als die Masse des Arbeitskörpers, der im Prototyp verwendet wird. Deshalb ermöglicht die Anwendung der vorgestellten Konstruktion des Interorbital-Raketenträgers eine vierfache Zeitverringerung des vollen Zyklus der Zustellung von Gütern und Expeditionen bei den Flügen von der Erdumlaufbahn zu den Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und deren Satelliten. Außerdem erlaubt die vorliegende Konstruktion des Raketenträgers nach der Stationierung autonomer Tankwärter auf der Oberfläche von Europa, Titan, Oberon Schnellflüge zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter, Saturn und Uranus zu unternehmen. Auf der 6 ist der autonome Tankwart auf der Oberfläche von Europa dargestellt. Der Tankwart hat ein Außengehäuse 3 in der Form eines Zylinders, der im Kopfteil der Rakete die Form eines Kegels hat. Im Heckteil der Rakete sind chemische Wasserstoff-Sauerstoff-Raketentriebwerke 16 installiert, die die Bremsung des Tankwartes beim Verlassen der Umlaufbahn von Europa und der weichen Landung auf deren Oberfläche sicherstellen. Die chemischen Raketentriebwerke 16 sind auch für den Start des Tankwartes von Oberfläche Europas und dessen Eintritt in die Umlaufbahn von Europa vorgesehen. Der Brennstoff für die chemischen Raketentriebwerke – Wasserstoff im flüssigen Zustand wird durch die Kryogenrohrleitung aus dem Tank 4 zugeführt, der eine Vakuumisolierung hat. Der Oxydator – Sauerstoff befindet sich im flüssigen Zustand im Tank 15, der die Form eines Hohlzylinders hat.
  • Zur Ausführung des technologischen Prozesses der Gewinnung von Flüssigwasserstoff aus dem Wassereis ist der Tankwart mit den notwendigen Vorrichtungen ausgerüstet. Der Schmelzer des Wassereises 8 ist am Boden der Rakete angeordnet. Der Eisschmelzer 8, dessen Konstruktion unten angegeben ist, ist für die Bildung in der Eismasse 1 einer Wasserlache mit flüssigen Wasser 2 vorgesehen. Durch externe Aufheizung mit Anwendung der Wasserstoff- und Sauerstoffbrenner wird die Temperatur des Wassers bis auf 274 K erhöht und die Eisschmelze beginnt. In der Eisoberfläche 1 bildet sich die Lache 2 mit Flüssigwasser im notwendigen Volumen. Nach der Bildung der Wasserlache 2 schließt sich an den technologischen Prozess die Vorrichtung an, die das notwendige Volumen an Flüssigwasser in der Wasserlache 2 durch die Zufuhr heißen Wassers durch die Rohrleitung 10 und seiner Entnahme aus der Wasserlache durch die Rohrleitung 11 ständig sicherstellt. Die Rohrleitungen 10 und 11 haben eine mechanische Vorrichtung mit elektrischem Antrieb, mit deren Hilfe die Ender der Rohrleitungen 10 und 11 aus dem Boden der Rakete vorgeschoben und in die Wasserlache mit flüssigen Wasser 2 gesenkt werden. Die Rohrleitungen 10 und 11 werden an die Kondensatorkontur der Dampfturbinenanlage angeschaltet. Die Dampfturbinenanlage ist ein Teil der Bordenergieanlage des Tankwartes 9. Die Bordenergieanlage 9 ist für die Speisung von Wärme und Elektroenergie aller Vorrichtungen des Tankwarts vorgesehen. Sie ist in Form eines Zylinders konstruiert, der achsrecht des Tankwarts installiert ist. Zu der Bordenergieanlage 9 gehört der Wasser-Wasser-Kernreaktor, an dessen Sekundärkontur die Dampfturbine mit Kondensator und Turbogenerator installiert sind. Zur Gewinnung des gasartigen Wasserstoffs und Sauerstoffs aus dem Wasser wird der Elektrolyseur 13 installiert. Das flüssige Wasser tritt mit Hilfe der beweglichen Rohrleitung 12, die eine Konstruktion hat, die der Konstruktion der Rohrleitungen 10 und 11 ähnlich ist, in den Elektrolyseur 13. Um Wasserstoff und Sauerstoff in den flüssigen Zustand zu bringen, wird der Verflüssiger 14 installiert. Er wird in der Form einer Hohlzylinders konstruiert, innerhalb dessen die Bordenergieanlage 9 angeordnet wird. Der Flüssigwasserstoff wird in den Tank 4 und der Flüssigsauerstoff in den Tank 15 zugeführt. Der Tank 4, in dem der Flüssigwasserstoff aufbewahrt wird, der für das Auftanken des Raketenträgers bestimmt ist, hat einen Kopplungsknoten 19, mit Hilfe dessen der Tankwart mit dem Tankcontainer des Raketenträgers verbunden wird. Das Umpumpen des Flüssigwasserstoffes während des Auftankens wird mit Hilfe der schwungradlosen Kryopumpe 6 ausgeführt, die in der kryogenen Rohrleitung 5 installiert ist. Für das Landen auf der Oberfläche von Europa hat der Tankwart Teleskopstützen 18 mit spitzen Schuhen 17. Die Konstruktion des Tankwarts, die auf der 6 dargestellt ist hat ein Analogon [2]. Im Analogon [2] ist die Konstruktion eines Raumschiffes entwickelt, der chemische Raketentriebwerke, Tanks mit Flüssigwasserstoff, einen Elektrolyseur und einen Verflüssiger hat. Wobei das technologische Schema, nach dem die Konstruktion des Analogons [2] funktioniert, die Produktion vom Methan und Sauerstoff aus Kohlensauerstoff, der sich in der Atmosphäre von Mars befindet, als Kraftstoff für das chemische Raketentriebwerk vorsieht. Die Konstruktion des Analogons [2] ist nicht fähig, die Aufgabe, die in der Anmeldung gestellt wurde, zu erfüllen.
  • Auf der 7 ist das technologische Schema des Funktionierens der Vorrichtungen dargestellt, die im Gehäuse des Tankwarts, der auf 6 gezeigt wird, installiert sind.
  • Die Bordenergieanlage hat einen nuklearen Wasser-Wasser-Reaktor 5, der nach dem bekannten Zweikonturenschema ausgeführt wird, das in den industriellen Energiesystemen angewandt wird. In der ersten Kontur wird eine Zirkulationspumpe 8 installiert. In der zweiten Kontur wird mit Hilfe des Dampfgenerators 6 Wasserdampf gebildet und an die Schaufeln der Dampfturbine 7 zugeführt. Auf der Welle der Dampfturbine 7 ist der Elektrogenerator 9 installiert, der mit Elektroenergie alle Funktionselemente des Tankwarts versorgt. Die Kondensation des Wasserdampfs geht im Kondensator 10 vor sich, dessen Konstruktion sich von den üblichen dadurch unterscheidet, dass sie zwei abkühlende Wasserkonturen hat. Das abkühlende Wasser der ersten Wasserkontur 12 wird mit Hilfe der Zirkulationspumpe 17 durch die Rohrleitung in den Heizkörper des Elektrolyseurs 18 und den Heizkörper des Verflüssigers 19 zugeführt.
  • Auf diese Weise wird die Aufgabe des Haltens der erforderlichen Heiztemperatur der Elemente der Tankwartvorrichtung bei gleichzeitiger Kühlung des Kondensators gelöst.
  • Die zweite abkühlende Wasserkontur 11 ist mit Hilfe der Zirkulationspumpe für die Sicherung des ständigen Volumens des Flüssigwassers in der Wasserlache 2 durch deren Erwärmung mit Warmwasser vorgesehen. Zu diesem Zwecke wird die Kontur des Kondensators 11 an die beweglichen Rohrleitungen 15, 16 angeschlossen, die in die Wasserlache 2 mit Flüssigwasser gesenkt werden. Die Wasserlache mit Flüssigwasser in der Eisschicht 1 bildet sich ursprünglich mit Hilfe des Eisschmelzgeräts 4, das aus Sauerstoff-Wasserstoff-Gasbrennern besteht, die an Tanks mit Wasserstoff 21 und Sauerstoff 23 angeschlossen sind. In der Wasserlache 2 befindet sich die bewegliche Rohrleitung 3 für die Flüssigwasserentnahme in den Elektrolyseur 20 mit Hilfe der Pumpe 26. Der Elektrolyseur, der aus Flüssigwasser gasförmigen Wasserstoff und Sauerstoff produziert, bekommt elektrischen Strom vom Turbogenerator 9. Der gasförmige Wasserstoff und Sauerstoff wird durch die Rohrleitungen in den Verflüssiger 21 zugeführt.
  • Nach der Verflüssigung fließt der Wasserstoff in den Tank 24 und der Sauerstoff in den Tank 23.
  • Mit Hilfe der Kryopumpe 25 werden die Tankcontainer des Raketenträgers nach dem Schema auf der 4 aufgetankt. Das Funktionssystem, das auf der 7 dargestellt ist, hat ein Computersteuersystem, ein autonomes System der garantierten Stromversorgung und des Startes der Bordenergieanlage des Tankwarts. Der Start der Energieanlage wird mit Hilfe des Elektrogenerators 27 vorgenommen, der aus einer Batterie von Sauerstoff-Wasserstoff-Heizelementen besteht. Auf der 8 ist die Konstruktion des Eisschmelzgerätes dargestellt. Das Eisschmelzgerät hat ein zylindrisches Gehäuse 6 in dessen Innenhohlraum die Gasbrenner 8 installiert sind. Der Brenner 8 funktioniert nach dem bekannten Prinzip der thermodynamischen Gemischaufbereitung. Als Brennstoff wird Wasserstoff verwendet, der in die Verbrennungskammer 1 mit Hilfe der Zerstäuberdüse (Einspritzdüse) 2 zugeführt wird. Als Oxydationsmittel dient Sauerstoff, der unter Druck von der Kammer 3 in die Kammer 1 zugeführt wird. Für die Fackelbildung hat der Brenner das Außenrohr 4 (Brennrohr) und für die Mischung des Warmflusses das Innenrohr 5 (Mischrohr). Die Zufuhr des Brennstoffes und des Oxidationsmittels wird mit Hilfe der Rohre 10 und 11 ausgeführt. Für den Durchgang der Wasserrohrleitungen in den Kondensator und Elektrolyseur sind im Gehäuse des Eisschmelzgerätes die Öffnungen 9 vorgesehen. Auf der 9 ist die Konstruktion der beweglichen Rohrleitung dargestellt, mit deren Hilfe Wasserentnahme aus der Wasserlache 2 vorgenommen wird. In der Position „a” ist die Rohrleitung in die Wasserlache gesenkt, in der Position „b” ist sie in das Gehäuse des Tankwartes eingezogen. Die bewegliche Rohrleitung besteht aus zwei konzentrischen Rohren: dem unbeweglichen Außenrohr 3 und dem beweglichen Innenrohr 4. Das Außenrohr 3 wird aus nichtmetallischem Stoff, z. B. aus Glasfasern, und das Innenrohr 4 aus Metall hoher elektrischer Leitfähigkeit, z. B. aus Aluminium, hergestellt. Auf der Außenfläche des Rohres 3 wird der lineare asynchrone Elektromotor 5 installiert, der eine Dreiphasenwicklung hat, die ein entlang der Achse gerichtetes laufendes Magnetfeld erzeugt. Beim Einschalten des Elektromotors (Position „b”) erzeugt das Magnetfeld im Rohr 4 Wirbelströme. Durch das Zusammenwirken der Wirbelströme und des Magnetfeldes entsteht eine Kraft, die entlang der Motorachse gerichtet ist. Das Rohr wird von der Position „b” zur Position „a” wechseln und in die Wasserlache 2 herabsinken, die durch den Eisschmelzer gebildet wurde. Am Ende des beweglichen Rohrs 4 befindet sich die Einströmöffnung 6, durch die das Wasser in den Tankwart hinein, wie auf der 7 dargestellt ist, durch die Rohrleitung 15 und 16 in den Kondensatorkühlkreis 11 und durch die Rohrleitung 3 in die Wasseraufnahmekammer des Elektrolyseurs 20 fließen wird. Auf der 10 ist die Konstruktion des Kondensators der Turbogeneratoranlage des Tankwarts dargestellt. Das Gehäuse des Kondensators 1 hat eine nichttraditionelle geometrische Form. Das ist damit verbunden, dass der Kondensator zwei Wärmeaustauscher 2 und 3, zwei Eingangskammern 4 und 5 und zwei Ausgangskammern 6 und 7 hat. Der Wärmeaustauscher 3, der aus einem Bündel von Parallelrohren besteht, die mit Hilfe des Rohrbretts 10 verbunden sind, wird an den Heizungskreis des Elektrolyseurs und des Verflüssigers angeschlossen. Der Wärmeaustauscher 2 wird an den Kreis der ständigen Erwärmung der Wasserlache mit kaltem Wasser angeschlossen. Der Wasserdampf fließt nach der Abnutzung in der Turbine in das Gehäuses 1 durch das dampfempfangende Anschlussstück 9. Das kondensierte Wasser fließt in den Kondenswasser-Sammelbehälter 8 und weiter in den Dampfturbinen-Arbeitskreis. Die Entwicklung der Konstruktion des Tankwarts (6) erfordert eine optimale Lösung der Anordnung aller seiner Elemente. Kriterium ist der Erhalt eines maximalen Umfanges des Behälters mit dem Arbeitskörper 4. Die traditionelle Konstruktion der Kryopumpe für das Umpumpen des Flüssigwasserstoffes aus dem Behälter 4 des Torwartes in den Tankcontainer des Raketenträgers sieht die Installation einer Zirkulationspumpe in der Kryogenrohrleitung beim Ausgang aus dem Tank des Torwartes. Die Zirkulationspumpe hat ein Arbeitsrad, eine Welle und ein (externes) Außenbordelektrotriebwerk. Ein Nachteil der traditionellen Pumpenkonstruktion ist deren beträchtliches Volumen, das die Pumpe und das Ausgangsrohr einnehmen sowie die Verluste des Arbeitskörpers durch den Wärmezufluss über die Welle. Für die Volumensteigerung des Behälters mit dem Arbeitskörper und die Reduzierung der Arbeitskörperverluste wird vorgeschlagen, die Kryopumpe 6 innerhalb des Arbeitskörperbehälters 4 in unmittelbarer Nähe vom Kupplungsknoten 19 zu installieren. Die Konstruktion der Kryopumpe ist auf der 11 dargestellt. Die Kryopumpe hat keine Welle. Sie besteht aus dem Metallrotor 2 zylindrischer Form, an dessen inneren Oberfläche Propellerschraubenschaufeln 3 installiert sind. An der Außenoberfläche des Rotors 2 befindet sich der Stator des Antriebselektromotors 4, der einen geschichteten Magnetkern und eine Dreiphasenwicklung 5 hat. Das Magnetfeld, das durch die Wicklung 5 erzeugt wird, versetzt den Rotor 2 in Bewegung, der zum Zwecke der Verringerung des Energieverlustes aus Aluminium hergestellt wird. Die Wicklung des Stators 5 wird aus supraleitendem Draht, z. B. aus Magnesium-Bor hergestellt. Das Äußere Pumpengehäuse 10 ist mit der Rohrleitung 1 verbunden, durch den Flüssigwasserstoff aus dem Tank des Tankwarts in den Tankcontainer des Raketenträgers umgepumpt wird. Zur Rotation innerhalb der Rohrleitung 1 hat der Pumpenrotor eine magnetische Aufhängung, die auf der Grundlage des Meisner-Effekts funktioniert. Die magnetische Wechselwirkung wird mit Hilfe der Dauermagnete 6 und 7 realisiert, die auf dem Stator installiert sind, und den Stirnringen 8 und 9, die aus Supraleiter hergestellt und auf dem Rotor (11) installiert wurden.
  • Auf der 12 ist die Konstruktion der Start- und Landekapsel dargestellt, die für die Zustellung der Mannschaft und der Fracht während der Interorbital-Flüge vorgesehen ist.
  • Sie gehört zum Orbital-Raketenträger und wird an den Tankcontainer, wie auf der 1 dargestellt, befestigt. Die Start- und Landekapsel ist ein Raumflugkörper, der fähig ist, auf die festen Oberflächen der Planeten und ihrer Satelliten zu landen und von denselben zu starten und deren Umlaufbahnen zu erreichen. Für den Start und die Landung wird das chemische Raketentriebwerk 1 installiert. Als Treibstoff des Raketentriebwerks wird Wasserstoff und als Oxydationsmittel Sauerstoff verwendet, die im Flüssigzustand in Kryogentanks aufbewahrt werden. Der Oxydationsmitteltank 3 wird im Heckteil der Rakete neben dem Raketentriebwerk 1 montiert. Über dem Tank 3 befindet sich die Lastabteilung, in der das Beförderungsmittel in fertigmontierter Form untergebracht ist, das fähig ist, sich auf der Oberfläche des Planeten oder Satelliten während der Expedition fortzubewegen. Da sind auch Geräte für die wissenschaftlichen Forschungen untergebracht. Zum Austeigen auf die Oberfläche des Satelliten gibt es im Gehäuse der Lastenabteilung die Luke 5. Die Konstruktion der Kapsel unterscheidet sich von einer Vielzahl von Analoga dadurch, dass der Treibstofftank mit dem Flüssigwasserstoff 6 eine Innenhöhle zylindrischer Form 7 hat, in der die Kabine der Mannschaft eingerichtet ist.
  • Diese Kabinenkonstruktion macht es möglich, dass die Bestrahlung der Astronauten durch den Strom der kosmischen Teilchen bis zum Minimum reduziert werden kann. Zu diesem Zwecke wird Innerhalb des Tanks 6 entlang seiner Längsachse der Elektromagnet 8 montiert, der die Konstruktion eines Solenoids hat. Die Wicklung des Elektromagnets 17 wird aus Hochtemperatursupraleiter, zum Beispiel aus Magnesium-Bor, hergestellt und auf den zylindrischen Rahmen 18 gewickelt. Das konstante Magnetfeld, das durch den Elektromagnet 8 erzeugt wird, sichert den Schutz der Kabine vor der Strahlung während des Durchgangs der Strahlungsgürtel der Erde sowie vor dem Sonnenwind bei der Bewegung im interplanetaren Raum. Für den Schutz der Astronauten vor der galaktischen kosmischen Strahlung wird der Rahmen der supraleitenden Wicklung 18 aus Material hergestellt, das den Strom der hochenergetischen Neutralteilchen absorbiert, zum Beispiel aus Borcarbid. Zu demselben Zweck werden an den Enden des inneren Zylinders des Tanks mit dem Flüssigwasserstoff 8 die Schilde 19 und 20 montiert, die aus Borcarbid hergestellt sind, wobei der Hauptschutz der Astronauten vor den galaktischen kosmischen Strahlen mit Hilfe der zweimeterdicken Flüssigwasserstoffschicht zwischen der Kabine der Astronauten und der Tankaußenwand 6 (12) gesichert wird.
  • Die Astronauten gelangen in die Kabine 7 durch den Nasenkopplungsknoten 9, indem sie aus der Anlagestelle der internationalen Raumstation ISS dorthin umsteigen. Der Kopplungsknoten 9 ist mit der Kabine mit Hilfe des zylindrischen Tunnels 10 verbunden.
  • Der Nasenteil der Kapsel hat den Kegel 11. Im Kegel sind die Klappfallschirme 12 untergebracht, die für die Bremsung der Kapsel bei der Landung auf einem Raumkörper vorgesehen sind, der eine Atmosphäre hat, zum Beispiel Titan. Außerhalb der Mitte der Kapsel befindet sich der zylindrische Kraftgürtel 13, an dem die Entfaltungsstützen mit den Stoßdämpfern 14 und den Bremsschuhen 15, die mögliche Stöße bei der Landung der Kapsel auf die Oberfläche des Raumkörpers lokalisieren. Die Kapsel hat auch einen zweiten Kopplungsknoten 16, der sich an der Querachse des Kraftgürtels 13 befindet. Mit Hilfe des Kopplungsknotens 16 verbindet sich die Kapsel mit dem Tankcontainer bei der Bildung in der Erdumlaufbahn des Raketenzuges, wie auf der 1 dargestellt ist.
  • Die Drehung der Kapsel bezüglich der Querachse kommt mit Hilfe des Lagers 7 (1), das im Tankcontainer 3 angeordnet ist, zustande, dessen Konstruktion in [1] beschrieben ist. Die Drehung der Kapsel bezüglich der Querachse ermöglicht die Schaffung einer künstlichen Gravitation in der Kabine der Astronauten im Laufe des gesamten Fluges.
  • Betrachten wir die Arbeit der angebotenen Interkontinental-Trägerrakete am Beispiel der Durchführung einer Expedition zum Jupitermond Europa. Die Expedition wird mit Hilfe des Raketenkomplexes „Ariane-5” durchgeführt, der für den Einflug in die Erdumlaufbahn einzelner Elemente bei der Bildung eines Raketenzuges, der auf der 1 dargestellt ist, benutzt wird. Der Expedition auf Europa geht ein vorheriger Flug voraus, der nach dem Schema, das auf 4 dargestellt ist, ausgeführt wird. Zur Bildung des Raumzuges werden vier Starte auf die Erdumlaufbahn vorgenommen. Beim ersten Start wird die Raumlokomotive 1 mit dem elektrischen Raketentriebwerk 2 auf die Umlaufbahn gebracht. Beim zweiten Start wird der Tankcontainer mit dem Arbeitskörper 3 auf die Umlaufbahn gebracht. Durch den dritten Start wird der Tankcontainer 4 auf die Umlaufbahn gebracht. Die Lokomotive 1, die sich in der Umlaufbahn bewegt, wird mit dem Tankcontainer 3 gekoppelt und geht auf die Umlaufbahn des Tankcontainers 4 über.
  • Mit Hilfe des Kopplungsknotens 5 werden der Tankcontainer 3 und der Tankcontainer 4 aneinander gekoppelt. Mit dem vierten Start wird der autonome Tankwart des Arbeitskörpers 6 auf die Umlaufbahn gebracht, der die chemischen Raketentriebwerke 8 hat. Nach dem Erreichen der Umlaufbahn werden die Suche und die Annäherung des Tankwarts mit dem Weltraumzug ausgeführt. Mit Hilfe des Kopplungsknotens 7 wird der Tankwart mit dem Tankcontainer 4 gekoppelt. Der gebildete Weltraumzug 4 steigert mit Hilfe der Lokomotive 1 nach dem Einschalten der Marschtriebwerke die Geschwindigkeit und nach dem Erreichen der zweiten kosmischen Geschwindigkeit begibt er sich zum Planeten Jupiter. Der Raumzug bewegt sich in der berechneten Flugbahn und steigert die Geschwindigkeit, bei der das elektrische Raketentriebwerk 2 im Nennleistungsbetrieb ist. Beim Erreichen der Höchstgeschwindigkeit geht das Triebwerk in den Flugbetrieb mit konstanter Geschwindigkeit und Flugbahnkorrektur über. In der zweiten Flughälfte wird der Kraftrichtungsvektor um 180° geändert und der Raumzug geht in den Bremsbetrieb über. Sich auf der vorberechneten Flugbahn bewegend, reduziert der Raumzug die Geschwindigkeit. Nach der Bremsung wird mit Hilfe der Lokomotive 1 das Manöver mit dem Erreichen der Umlaufbahn des Jupitersatelliten Europa durchgeführt. Nach der Geschwindigkeitsverminderung bis zu 2 km/s bewegt sich der Raumzug um Europa in der vorausberechneten Entfernung von deren Oberfläche.
  • Dabei ist der Arbeitskörper, der sich in den Tankcontainern 3 und 4 befand, verbraucht.
  • Das Funktionieren des Tankwarts fängt mit der Etappe seiner Landung auf der Oberfläche von Europa an. Mit Hilfe des Kopplungsknotens 7 (4) teils sich der Raumzug. Das Triebwerk 2 der Lokomotive 1 wird eingeschaltet und der Zug, bestehend aus der Lokomotive 1 und den Tankcontainern 3 und 4, geht vom Tankwart 5 weg. Mit Hilfe der chemischen Raketentriebwerke 8 beginnt der Tankwart 5 das Landungsmanöver und nach der Geschwindigkeitsverminderung verliert er die Schwerelosigkeit. Der Tankwart beginnt sich unter dem Einfluss der Schwerkraft an die Oberfläche von Europa zu bewegen. Mit Hilfe der chemischen Raketentriebwerke 8 werden die Bremsung des Tankwarts und die weiche Landung auf die Eisoberfläche von Europa durchgeführt. Auf der Oberfläche von Europa (6), funktioniert der Tankwart nach dem technoloschen Schema, das auf 7 dargestellt ist. Das Brennstoffelement 27, mit dessen Hilfe der Start aller funktionalen Einrichtungen des Tankwarts realisiert wird, wird eingeschaltet. Nach dem Start des Kernreaktors 5 kommt die Dampfturbine 7 mit dem Elektrogenerator 9 zum Einsatz. Dabei wird die Abkühlung des Kondensators 10 durch die Einschaltung der Sektion 12 ausgeführt. Die Erwärmung des Elektrolyseurs und des Verflüssigers wird mit Hilfe der Heizkörper 18 und 19 realisiert. Der Eisschmelzer 4 wird eingeschaltet und nach der Bildung des Flüssigwasservolumens 2 werden die Einlasswasserleitungen 15 und 16 des Kondensatorkonturs 11 gesenkt. Nach dem Einschalten der Kondensatorpumpe 14 wird der Eisschmelzer 4 abgeschaltet. In das gebildete ständige Flüssigwasservolumen 2 wird die Rohrleitung 3 gesenkt, um das Wasser in den Elektrolyseur 20 zu leiten. Mit Hilfe der Pumpe 26 gelangt das Flüssigwasser in die Empfangskammer des Elektrolyseurs 20. Der gasartige Wasserstoff und Sauerstoff, der sich am Ausgang des Elektrolyseurs gebildet hat, strömt durch die Gasrohre in den Verflüssiger 21, 22. Der Flüssigwasserstoff wird am Blockausgang 21 angesammelt und in den Tank des Tankwarts 24 umgepumpt. Der Flüssigsauerstoff wird am Blockausgang 22 angesammelt und in den Tank 23 umgepumpt.
  • Nach der Auffüllung des Tanks mit Wasserstoff 4 (6) und des Tanks mit Sauerstoff 15 wird der Tankwart zum Start vorbereitet. Die Rohrleitungen 10, 11 und 12 werden aus der Wasserlache 2 gehoben und ins Gehäuse eingezogen. Die chemischen Raketentriebwerke 16 und der Tankwart heben sich von der Europaoberfläche ab. Die Geschwindigkeit der Rakete steigt an und beim Erreichen der ersten kosmischen Geschwindigkeit gelangt der Tankwart in die Umlaufbahn um Europa, wo sich die Raumlokomotive 1 im Wartebetrieb befindet, die mit den Tankcontainern 3 und 4 (4) gekoppelt ist. Mit Hilfe der chemischen Raketentriebwerken 8 nähert sich der Tankwart mit dem Raumzug. Mit Hilfe des Knotens 7 wird der Tankwart 6 mit dem Tankcontainer 4 gekoppelt. Die Kryopumpe 6 (6) wird eingeschaltet und der Arbeitskörper wird aus dem Tank des Tankwarts 4 in die Tankcontainer umgepumpt. Nach Abschluss der Auftankung wird der Tankwart vom Tankcontainer getrennt. Die chemischen Triebwerke 8 (4) werden eingeschaltet und der Tankwart 6 entfernt sich vom Raumzug. Das Triebwerk 8 wird in den Bremsbetrieb umgestellt und der Tankwart 6 verlässt die Europaumlaufbahn und begibt sich zur Oberfläche des Planeten. Nach der weichen Landung auf die Oberfläche von Europa nach dem oben beschriebenen Programm wird der ganze Zyklus der Auftankungsoperation des Raketenträgers wiederholt. Nach dem Auftanken der Tankcontainer 3 und 4 begibt sich der Raumzug, der auf der 5 dargestellt ist, mit Hilfe der elektrischen Raketentriebwerke 2 zur Umlaufbahn des Planeten Erde. Der Tankwart 6 kehrt mit Hilfe der chemischen Raketentriebwerke auf die Oberfläche von Europa zurück.
  • Zum Beginn des Hauptfluges der Expedition zur Europa befindet sich schon auf der Umlaufbahn der Erde die Lokomotive 1, die vom Vorbereitungsflug zurückgekehrt ist.
  • Jetzt muss man für den Flug einen Raumzug bilden, der auf der 1 dargestellt ist.
  • Dazu werden drei Starte mit Hilfe des Raketenträgers „Arian-5” durchgeführt. Mit Hilfe des ersten Starts wird auf die Erdumlaufbahn der Tankcontainer 2 gebracht, der mit Arbeitskörper vollgetankt ist.
  • Die Bildung des Zuges beginnt:
    Mit Hilfe der elektrischen Raketentriebwerke 5 nähert sich die Raumlokomotive 1 an den Tankcontainer 2 und wird mit ihm gekoppelt. Mit Hilfe des zweiten Startes wird in die Umlaufbahn um die Erde der Tankcontainer 3 gebracht, der mit Hilfe des Kopplungsknotens 6 an den Tankcontainer 2 angekoppelt wird. Beim letzten Start wird in die Umlaufbahn um die Erde die Start- und Landekapsel 4 gebracht. Die Start- und Landekapsel 4 wird in die Umlaufbahn um die Erde mit Hilfe des Raketenträgers „Arian-5” ohne Astronauten gebracht und begibt sich mit Hilfe des auf ihr installierten chemischen Raketentriebwerks 9 zur Annäherung mit der Internationalen Raumstation ISS. Ferner wird im automatischen Betrieb die Ansteuerung und die Kopplung mit einem von den Knoten der Umlaufstation ISS durchgeführt. Nach der Kopplung steigt die Mannschaft der Expedition, die im Voraus auf die Station ISS gebracht wurde, in die Kabine um, die sich innerhalb der Kapsel 4 befindet. Mit Hilfe des chemischen Raketentriebwerks 9 stoßt die Kapsel 4 von der Raumstation ISS ab und gelangt in die Umlaufbahn des Raumzuges, der sich im Stadium der Bildung befindet. Nach der Kopplung der Kapsel 4 mit dem Tankcontainer 3 mit Hilfe des Kopplungsknotens 7 ist der Raumzug, der aus vier Elementen besteht, die mit einender verbunden sind, wie auf der 1 gezeigt ist, bereit zum Europaflug.
  • Die erste Etappe der Erreichung Europas und der Landung auf deren Oberfläche.
  • Nach dem Einschalten der elektrischen Raketentriebwerke steigert der Raumzug die Geschwindigkeit und nach dem Erreichen der zweiten Raumgeschwindigkeit wird er auf die vorberechnete Flugbahn gebracht. Nach dem Erreichen der maximalen Geschwindigkeit setzt der Zug seine Bewegung auf der vorberechneten Flugbahn mit ständiger Korrektur der Flugrichtung fort. In der Mitte der Flugstrecke wird durch Änderung des Zugvektors der elektrischen Raketentriebwerke um 180° das Bremsen des Raketenzuges eingeleitet und beim Anflug Europas gehen die Triebwerke zum Nennleistungsmodus über. Nach der Senkung der Geschwindigkeit bis zu 2 km/s lenkt der Raumzug in die Umlaufbahn um Europa ein. Danach teilt sich der Raumzug. Die Start- und Landekapsel 4 trennt sich mit Hilfe des Knoten 7 ab. Die Astronauten, die sich in der Kapsel 4 befinden, führen die Landung auf die Oberfläche von Europa aus. Sie schalten das chemische Raketentriebwerk 9 ein und stellen die Kapsel in den Bremsbetrieb um. Bei der Senkung der Geschwindigkeit unter 2 km/s verliert die Kapsel die Schwerelosigkeit und der Absturz auf die Oberfläche von Europa beginnt. Mit Hilfe des Raketentriebwerks 9 wird eine weiche Landung auf dem gewählten Bezirk der Europaoberfläche ausgeführt.
  • Nach der Landung beginnen die Astronauten mit der Ausführung des vorgemerkten Forschungsprogramms. Und in dieser Zeit bewegt sich der Raumzug, der auf der 5 dargestellt ist, auf der Umlaufbahn um Europa mit den leeren Tankcontainern 3 und 4.
  • Der Raumtankwart, der auf die Oberfläche Europas vorher gebracht wurde, erhält das Signal zum Beginn seines Einsatzes. Nacheinander schalten sich alle Elemente der Produktion des Arbeitskörpers auf der Oberfläche Europas ein, die auf dem Schema in 7 dargestellt sind. Nach der Produktion des Arbeitskörpers hebt der autonome Tankwart von der Oberfläche Europas ab und tritt in deren Umlaufbahn ein. Auf Europas Umlaufbahn nähert sich der Tankwart dem Raumzug und wird, wie auf 4 dargestellt, an denselben angekoppelt. Die Kryopumpe wird eingeschaltet und der Arbeitskörper wird aus dem Tank des Tankwarts in die Tankcontainer 3 und 4 umgepumpt. Nach Abschluss der Auftankung trennt sich der Tankwart 6 vom Zug, verlässt die Umlaufbahn von Europa und landet auf deren Oberfläche. Der Raumzug setzt seine Bewegung in der Umlaufbahn um Europa schon mit den gefüllten Tankcontainern 3 und 4 fort. Nach der Erfüllung des vorgemerkten Aufenthaltsprogramms auf Europa kehren die Astronauten in die Mannschaftskabine zurück und schalten das chemische Raketentriebwerk ein. Die Start- und Landekapsel beginnt sich vertikal zu bewegen und nach dem Erreichen der ersten kosmischen Geschwindigkeit tritt sie in die Umlaufbahn von Europa ein, in der sich die Lokomotive 1 bewegt, die mit den Tankcontainern 2 und 3 gekoppelt ist. Nach der Kopplung der Kapsel 4 mit dem Tankcontainer 3 werden die Triebwerke 5 der Lokomotive 1 eingeschaltet und der Raumzug wird auf die berechnete Flugbahn zum Planeten Erde gebracht.
  • Der Flug zwischen der Umlaufbahn von Europa und der Umlaufbahn der Erde wird nach der berechneten Flugbahn beim Triebwerkeinsatz im Beschleunigungs- und Bremsbetrieb mit der Nennwertleistung ausgeführt. Beim Gelangen in die Umlaufbahn um die Erde wird der Raumzug (1) geteilt, die Start- und Landekapsel 4 trennt sich vom Tankcontainer 3. Die Astronauten, die sich in der Kabine der Kapsel 3 befinden, schalten das chemische Raketentriebwerk 9 ein und führen ein Manöver mit dem Eintritt der Kapsel in die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation ISS durch. Die Kapsel 4 nähert sich der Station ISS und wird an diese gekoppelt. Die Astronauten verlassen die Kapsel 4 und gehen in die ISS-Station über.
  • Der Flug zum Satelliten des Saturns Titan wird ähnlich dem Flug zum Satelliten Europa ausgeführt. Doch wegen der bedeutenden Vergrößerung der Entfernung des Interkontinentalen Fluges sind Veränderungen der technischen Angaben des Raumzuges, die die minimale Flugzeit sichern, notwendig. Außerdem sind die spezifischen Besonderheiten der Naturbedingungen auf dem Titan, solche wie das Vorhandensein von Atmosphäre und die komplizierte Gestaltung des Reliefs seiner Oberfläche. Zur Verringerung der Flugzeit der Expedition von der Umlaufbahn der Erde zur Umlaufbahn des Titans, der nach dem Schema 1 ausgeführt wird, ist die Zugkraft der elektrischen Raketentriebwerke 5, die auf der Raumlokomotive 1 installiert sind, zu vergrößern. Die Vergrößerung der Zugkraft der Triebwerk 5 bei Einhaltung des unveränderten Arbeitskörperverbrauchs erfordert eine Leistungssteigerung der Bordenergieanlage, was zur Vergrößerung seiner Masse führen wird. Deshalb ist der Flug zum Titan mit dem Einsatz des Raketenträgers „Delta-4” durchzuführen, der fähig ist, auf die Umlaufbahn der Erde 26 t anstatt 20 t zu bringen. Mit Hilfe der Rakete „Delta-4” wird auf die Umlaufbahn der Erde die Lokomotive 1 gebracht. Die Tankcontainer mit dem Arbeitskörper, der Tankwart und die Start- und Landekapsel werden auf die Umlaufbahn der Erde mit Hilfe des Raketenträgers „Arian-5” gebracht. Während des vorhergehenden Fluges zum Titan mit der Zustellung auf dessen Oberfläche des Tankwarts (4) ist sorgfältig vorher das Oberflächengebiet zu erforschen, auf der voraussichtlich die Landung ausgeführt werden soll. Nach der Auswahl einer flachen Landestelle der Eisoberfläche des Titans führt der Tankwart mit Hilfe der Triebwerke 16 (6) eine weiche Landung durch. Während des Hauptfluges wird die Kapsel, die auf der 12 dargestellt ist, bei der Landung auf die Oberfläche des Titans in dichte Schichten der Atmosphäre vom Titan einfliegen. Zur Ausführung der Landung sind daher außer dem chemischen Triebwerk Fallschirme zu benutzen, die sich in zusammengefalteter Form in der Kammer 12 befinden.
  • Der Flug zum Satelliten des Uranus Oberon ist wegen der bedeutenden Entfernung von der Erde (2,7 Milliarden km) nach dem Schema auszuführen, das auf der 13 und 14 dargestellt ist. Die Steigerung des Arbeitskörperverbrauchs um 1,5-mal macht es möglich, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Raumzuges bis 600 km/s erreicht wird und die Expedition zum Planet Uranus Wirklichkeit wird. In diesem Falle ist die Reihenfolge der Durchführung des Fluges die gleiche, wie beim Flug zur Europa. Bei der Bildung des vorhergehenden Fluges mit der Zustellung des Tankwarts 5 (14) wird zuerst zur Umlaufbahn der Erde die Raumlokomotive gebracht. Um die Lokomotive 1 auf die Umlaufsbahn der Erde zu bringen, wird der Raketenträger „Delta-4” verwendet. Die anderen Elemente des Raumzuges werden mit Hilfe des Raketenträgers „Arian-5” in die Umlaufbahn gebracht. Der Hauptflug zum Oberon wird nach dem Schema (13) mit Hilfe des Raumzuges, der auf der Umlaufbahn der Erde gebildet wird, durchgeführt.
  • Zum Schluss ist zu bemerken, dass die Verwirklichung der angebotenen Erfindung zur Eroberung des interplanetaren Raums beitragen wird. Die angebotene Aufstellung autonomer Tankwarts für Produktion und Tanken des vor Ort produzierten Arbeitskörpers macht es möglich, dass Flüge zwischen den Planeten und deren Satelliten ohne vorherige Zustellung des Arbeitskörpers von der Umlaufbahn der Erde durchgeführt werden können. Das wird der Anfang eines einheitlichen Systems der interplanetaren Kommunikation sein.
  • Literatur:

Claims (5)

  1. Interorbital-Raketenträger für den Flug von der Umlaufbahn der Erde zur Umlaufbahn des Planeten Jupiter und dessen Satelliten Europa, zur Umlaufbahn des Planten Saturn und dessen Satelliten Titan, zur Umlaufbahn des Planeten Uranus und dessen Satelliten Oberon und zurück zur Umlaufbahn der Erde und für die Flüge zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter, Saturn und Uranus, der aus Teilen besteht, die getrennt von der Oberfläche der Erde auf ihre Umlaufbahn gebracht und dort miteinander gekoppelt werden: der Lokomotive mit elektrischen Raketentriebwerken, Elektroenergiequelle in Form eines Atomreaktors mit einem MHD-Generator und Turbogenerator, den Tankcontainern mit Arbeitskörper aus Flüssigwasserstoff, der Kapsel, in der sich die Kabine mit der Mannschaft befindet, für die Landung und den Start von den Oberflächen der Satelliten von Jupiter, Saturn und Uranus mit Hilfe chemischer Raketentriebwerke, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der wesentlichen Verkürzung der Flugzeit und der Sicherstellung regelmäßiger Flüge zwischen den Planeten Erde, Jupiter, Saturn und Uranus die Auftankung mit Arbeitskörper – Flüssigwasserstoff mit Hilfe des autonomen Raumtankwarts realisiert wird, der zusammen mit dem Raketenträger vorhergehend von der Umlaufbahn der Erde auf die Umlaufbahn von Europa, Titan, Oberon gebracht wird, die Landung des Tankwartes auf deren Oberfläche, die aus Wassereis besteht, ausgeführt wird, die Schmelzung des Eises zum Erhalt eines Volumens von flüssigem Wasser und die Entnahme des flüssigen Wassers von der Oberfläche durchgeführt wird; dass durch die Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff produziert wird, die in den Flüssigzustand gebracht und in die Tanks des Tankwarts umgepumpt werden, wonach der Tankwart in die Umlaufbahn von Europa, Titan, Oberon gebracht, wo er mit dem Tankcontainer des Raketenträgers gekoppelt wird, in den aus dem Tank des Tankwarts der Flüssigwasserstoff zur Sicherstellung des weiteren Fluges des Raketenträgers umgepumpt wird, und der Tankwart auf die Oberfläche von Europa, Titan, Oberon zurückgebracht wird.
  2. Interorbital-Raketenträger nach Anspruch 1 mit dem zu ihm gehörenden Raumtankwart, der die Form einer zylindrischen Rakete mit Kegel im Kopfteil und flachen Boden im Heckteil, wo die chemischen Raketentriebwerke installiert sind, und der Tanks für die Aufbewahrung des Flüssigwasserstoffs und des Flüssigsauerstoffs und für die Gewinnung des gasartigen Wasserstoffs und Sauerstoffs aus dem Wasser einen Elektrolyseur und für das Bringen des Wasserstoffs und des Sauerstoffs in den Flüssigzustand einen Verflüssiger hat, und die Energieversorgung über ein Bordkraftwerk erfolgt, das aus einem Wasser-Wasser-Reaktor, an dessen Sekundärkreislauf eine Dampfturbine mit einem Kondensator und Turbogenerator installiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Produktion des Wasserstoff-Arbeitskörpers aus dem Wasser, dass in Form von Eis auf der Oberfläche von Europa, Titan, Oberon vorhanden ist, im Boden des Tankwarts der Eisschmelzer 8 (6) installiert wird, der aus gasartigen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennern besteht, die im Kreis angeordnet sind, und für das Halten eines dauerhaften Volumens an Flüssigwasser (Wasserlache) 2 am Boden des Tankwarts axial bewegliche Wasserröhre 10, 11 installiert werden, die in die Wasserlache 2 gesenkt und an den Kondensatorkreislauf der Dampfturbinenanlage angeschlossen wird und für das Einpumpen des Flüssigwassers in den Elektrolyseurs das bewegliche Rohr 12 und eine Wasserpumpe installiert werden.
  3. Interorbital-Raketenträger nach Ansprüchen 1, 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Halten des dauerhaften Wasservolumens im Flüssigzustand in der Wasserlache an der Oberfläche von Europa, Titan, Oberon durch deren ständige Erwärmung der Kondensator der Turbogeneratoranlage des Tankwarts 10 (7) zwei abkühlende Konturen hat, von welchen der erste 12 für die Heizung des Elektrolyseurs 18 und den Verflüssiger 19 und der andere Abkühlungskontur 11 mit Hilfe der beweglichen Röhre 15 und 16 zur ständiger Erwärmung der Wasserlache 2 mit Flüssigwasser eingeschaltet wird, wofür der Kondensator zwei Eingangskammer 4 und 5 (10), zwei Wärmeaustauscher 2 und 3 und zwei Ausgangskammer 6 und 7 hat, die in einem Gehäuse 1 vereinigt sind.
  4. Interorbital-Raketenträger nach Ansprüchen 1, 2, 3 dadurch gekennzeichnet, dass zur Volumenvergrößerung des Arbeitskörpers des Tankwartes und zur Verringerung der Energieverluste das Umpumpen des Flüssigwasserstoffes aus dem Tank des Tankwartes in den Tankcontainer des Raketenträgers mit Hilfe der schwungradlosen Kryopumpe realisiert wird, die innerhalb des Tanks mit Arbeitskörper installiert wird an der Rohrleitung 1 (11) und der einen Metallrotor 2 mit Schaufeln 3 hat, die an der inneren Oberfläche des Rotors 2 befestigt sind; an der Außenseite des Rotors 2 ist der Stator 4 des Asynchronantriebsmotors mit der Dreiphasenwicklung 5 angeordnet, die aus supraleitendem Draht ausgeführt wurde und zur Sicherung der Rotation die schwungradlose Kryopumpe eine supraleitende Magnetschwebe mit den Dauermagneten 6 und 7 hat, die von zwei Seiten auf dem Stator des Elektromotors installiert sind, und zwei Stirnringen 8 und 9, die aus supraleitendem Massivstoff, z. B. Magnesium-Bor ausgeführt sind und die auf dem Rotor der Pumpe installiert sind.
  5. Interorbital-Raketenträger nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherstellung des Schutzes des Astronauten, die sich in der Kabine der Start- und Landekapsel befinden, die zum Raketenträger gehört, vor der Strahlung, die durch die Ströme geladener Teilchen und galaktische kosmische Strahlen hervorgerufen wird, der Kraftstofftank mit Flüssigwasserstoff 6 (12) der Start- und Landekapsel hohl gemacht und die Kabine der Mannschaft 7 in diesem zylindrischen Hohlraum eingerichtet und innerhalb des Kraftstofftanks 6 entlang dessen Achse (axial) ein Solenoid installiert wird, dessen Wicklung 17 aus einem Supraleiter z. B. aus Magnesium-Bor und das Gestell der supraleitenden Wicklung 18 in Form eines Zylinders aus einem Stromabsorber neutraler Teilchen hoher Energie, z. B. Borkarbid, hergestellt wird, und außen an den Enden des inneren Zylinders die Schilde 19 und 20 installiert werden, die aus Borkarbid hergestellt werden, wobei der Hauptschutz der Astronauten vor den galaktischen kosmischen Strahlen mit Hilfe der zweimeterdicken Flüssigwasserstoffschicht zwischen der Kabine der Astronauten und der Tankaußenwand 6 (12) gesichert wird.
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