DE102021001813B4 - Bemanntes fahrendes und fliegendes Mondfahrzeug - Google Patents

Abstract

Bemanntes fahrendes und fliegendes Mondfahrzeug, das bei kosmischen Bedingungen ohne Atmosphäre und großen Temperaturschwankungen zwischen -150 und +100 °C auf dem Mondgelände fahren und über Mondrelief fliegen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Mondfahrzeug für langfristigen Aufenthalt und Durchführung verschiedener Forschungen und Bauarbeiten auf dem Mond zwei hermetische Kabinen (1, 22) mit einer Torsionsübergangshülse (13) und verschiedener Ausstattung, drei Raumfluganzüge (8), Vorräte flüssiger Stoffe, Einrichtungen für Flug und Fahren, Solarbatterien (9), eine Bohranlage (79) mit Probeneinnehmer (30) sowie verschiedene Licht-, Radio- und andere elektronische Ausrüstung und Anhängeausrüstung auf seinem Äußeren hat.

Description

• Einführung in das Thema
• Der Mond - ein natürlicher Erdsatellit (Sputnik) - bewegt sich um die Erde auf elliptischem Orbit mit einer mittleren Geschwindigkeit von 1,02 km/s. Da die siderische Periode des Umlaufs um die Erde mit der Periode des Umlaufs des Monds um seine eigene Achse übereinstimmt, ist er immer zur Erde mit derselben Seite gekehrt zu sehen. Die Entfernung von der Erde ändert sich von 356400 bis 406800 km, ihr mittlerer Wert beträgt 384401 ± 1 km. Ein Vergleich des Monds mit Erde ergibt die folgenden Werte: Durchmesser des Monds 0,27 des Werts der Erde (d .i. 3476 km) beträgt, die Masse 0,01 (d. i.
  7,35·10²² kg), die Oberfläche 0.07 (d. i. 3,8·10⁷ km²), die Dichte 0,61 (d. i. 3340 kg/m³), das Volumen 0,02 (d. i. 2,2·10¹⁹ m³) entsprechen. Die Beschleunigung im freien Fall bei der Oberfläche beträgt 0,16 des Werts der Erde (d. i. 1,62 m/s²), die 1-e kosmische Geschwindigkeit 0,21 (d. i. 1,68 km/s), die 2-e kosmische Geschwindigkeit 0,31 (d. i.
  2,375 km/s).
• Libration ist das anscheinende Wanken des Monds, das durch gleichmäßiges Kreisen des Monds um die eigene Achse und gleichzeitigen Flug auf elliptischem Orbit mit geneigter Achse der eigenen Rotation immer entsteht. Die Libration führt dazu, dass man von der Erde 59% der Mondfläche beobachten kann. Die restlichen 41% sind unzugänglich für die Observation von der Erde. Weitere Fachworte: Der Terminator ist die Grenze der Teilung der beleuchteten (Tages-) von der dunklen (Nacht-)Halbsphäre; die Phase - das Verhältnis des sichtbaren Teils der Scheibe zu ihrer ganzen Fläche.
• Ein sowjetischer unbemannter Raumflugkörper „Luna 1“ wurde der erste Apparat, der in der Nähe des Mondes vorbeigeflogen ist, und „Luna 2“ wurde der Apparat, der zum ersten Mal auf seine Oberfläche gelangte (1959). „Luna 3“ hat zum ersten Mal aus dem Kosmos die Rückseite des Monds fotografiert (1959), und der amerikanische Raumflugkörper „Ranger 7“ die ersten Abbildungen aus nahgelegener Entfernung von der sichtbaren Seite des Monds zur Erde übersendet (1964). Der sowjetische unbemannte Raumflugkörper „Sond 1“ führte 1965 erfolgreich eine globale fotografische Untersuchung der nicht sichtbaren Seite des Monds durch. Dann führte 1966 ein sowjetischer unbemannter Raumflugkörper „Luna 9“ als erster die weiche Mondlandung durch. Am 20.07.1969 haben die Amerikaner N. Armstrong und E. Aldrin in der Mondlandefähre „Eagle“ des Raumschiffs von „Apollo 11“ die erste Mondlandung der Erdbewohner durchgeführt. Sie haben auch die ersten Proben des Mondbodens gesammelt. Ein sowjetischer unbemannter Raumflugkörper „Luna 16“ wurde 1970 der erste automatische Apparat, der den Mondboden der Erde zugestellt hat. Schließlich hat ein sowjetischer erster mondselbstfahrender Apparat „Lunochod 1“, zugestellt mit „Luna 17“, ein ausgedehntes Programm der Untersuchung des Mondes (1970-71) durchgeführt. Auf Grundlage der fotografischen Materialien von der Rückseite des Monds, die mit den Raumflugkörpern „Luna 3“ und „Sond 3“ aufgenommen wurden, sowie der ausführlichen Aufnahmen der amerikanischen „Ranger 7“ hat man einen Atlas des Monds mit Katalog und Register der vollständiger Bezeichnung der entdeckten Mondobjekte herausgegeben. Das geologische Alter der Mondstrukturen zeigt sich als etwa 4,6·10⁹ Jahre, was dem Alter des Sonnensystems nahe ist. Durchgeführte seismische Experimente haben ermöglicht festzustellen, dass bis zu einer Tiefe von 20 km die Substanz des Mondes homogene Zusammensetzung hat. Grenzen ähnlich der Grenze Mohorovishisha auf der Erde gibt es in dem untersuchten Bereich des Monds nicht. Die ersten Bewertungen des magnetischen Felds laut Untersuchungen von „Luna 2“ zeigen sein praktisches Nichtvorhandensein. Spuren von Mikroorganismen und ihrer Lebenstätigkeit gibt es auch nicht. Der oberflächige Boden des Monds ist dem Leben entzogen, obwohl auf der Erde bei Vorhandensein günstiger Bedingungen auf diesem Boden Pflanzen gut gedeihen. Die inneren Schichten des Grunds sind noch zu untersuchen.
• Die Information, die bisher mit kosmischen Mitteln verschafft wurde, ist noch nicht genügend, um die Herkunft der Erde und des Monds, sowie anderer Himmelskörper, festzustellen. Nichtsdestoweniger es ist ganz offensichtlich, dass der Mond eine naturgemäße Fortsetzung der Erd-Ressource darstellt. Man betrachtet den Mond als Vorposten der Erdbewohner bei der Verwirklichung verschiedener irdischer und kosmischer Aufgaben oder der Abwehr von Gefahren. Zuerst kann in dauernder Perspektive der Mond als ein natürlicher Logistikpunkt und Reservewohnareal bei Entstehung unüberwindlicher Probleme auf der Erde (wie Klimakollaps, Umweltverschmutzung und Verseuchung, Verschwinden der Existenz- und Überlebensmöglichkeiten) dienen. Dafür besteht die Aufgabe der nachhaltigen Erkundung von Gelände, Bodenschätzen, Möglichkeiten der Erschaffung einer künstlichen Atmosphäre „unter Dach“ - isoliert von kosmischen Vakuumbauwerken mit Bedingungen für Vegetation und Menschendasein auf dem Mond. Der Mond kann in der näheren Zukunft als natürlicher Logistikpunkt und Versuchsgelände für Raketenexpeditionen mit Geländefähre und verschiedenen Erkenntniseinrichtungen für Flüge zu anderen Planeten dienen. Dadurch besteht die Aufgabe, erfinderische und experimentelle Unterfangen auf dem Mond mit Absicht seine Einsatzes auf anderen kosmischen Objekten und Planeten durchzuführen.
• Letzten Endes kann der Mond als Vorposten gegen hypothetische und reale Bedrohungen (durch Meteoriten) oder zum Empfang außerirdischer Zivilisationen dienen.
• Technischer Hintergrund einer Mondexpedition
• Mondexpeditionen zur Lösung spezieller oder besonderer begrenzter Aufgaben sind in der Regel kurzfristig und können mit einem oder mehreren Raumschiffen besorgt werden. Forschungen, die auf Komplexuntersuchungen des Monds und seiner Ressourcen gerichtet sind, müssen eine größere Zahl zusammenwirkender Mittel vorsehen. Die Mondexpeditionen müssen künstliche Erd- und Mondsatelliten, Transportschiffe für Flüge zwischen den Flugbahnen der künstlichen Erd- und Mondsatelliten, Raumschiffe zur Zustellung von Forscherteams von Erdsatelliten auf den Mond und zurück usw. gewährleisten. Die Besonderheiten eines Mondschiffs für den Flug zum Mond mit einem fahrenden und fliegenden Mondfahrzeug an Bord sind damit bezeichnet, dass das Schiff ein Raketentriebwerk mit Treibstoffvorrat haben muss, der genügt für das Auslöschen der Schiffs-Annäherungsgeschwindigkeit zum Mond, die Ausführung der Manöver, eine Mondlandung mit Aussetzung des Mondfahrzeugs auf die Mondfläche sowie die Zustellung von Materialien und Versorgungsmitteln auf den Mond. Nachfolgend muss das Schiff das Auffliegen vom Mond und die Rückkehr auf die Erde oder einen Erdsatelliten schaffen. Ein Schiff mit solchen Kapazitäten muss dem amerikanischen Space Shuttle „Columbia“ oder einer Fähre von Typ des „Buran“ des russischen Raumfahrtprogramms ähnlich sein. Diese Raumfähren sind fast ähnlich in Ausmaßen und Charakteristiken des Laderaumes mit etlicher Überlegenheit des russischen Vertreters: Beide haben eine Länge des Laderaums von 18 m, eine Rumpfbreite von 5,5 m bei der russischen Fähre und 4,5 m bei den Amerikanern. Die Nutzlast beträgt bei beiden 30 t. Die Besonderheit dabei: das Raumschiff muss über Vorrichtungen zum Auf- und Entladen des Mondfahrzeugs an Bord verfügen.
• Das Mondfahrzeug selbst muss einen besonderen Typ von Maschine darstellen. Das Fahrzeug muss fähig sein, dauerhaft unter kosmischen Bedingungen auf der Oberfläche der anderen Himmelskörper zu funktionieren. Die Hauptaufgaben, die dabei entstehen, sind:
• - Erschaffung eines optimalen Antriebes mit höherer Gelände-Durchgängigkeit bei möglichst kleiner Masse und Energieverbrauch, der sichere Arbeit und Zuverlässigkeit gewährleistet.
• - Auswahl eines Raketenantriebes zum Fliegen des Mondfahrzeugs über die Mondoberfläche, mit einem System des Raketenantriebes und einer Versorgungsapparatur zur Bewahrung und Beschickung der Triebwerke mit Treibstoffen zur Zustellung der Kosmonauten und Ausstattung von einem Revier zum anderen.
• - Auswahl eines Systems zur Verbindung mit einer Kommandozentrale auf der Erde und Satelliten, zur Orientierung beim Manövrieren auf dem Mond sowie bei manueller und ferngelenkter Steuerung der Bewegung.
• - Sicherstellung der notwendigen Wärmeregime mit Hilfe des Systems eines Luft-Gas-Flüssigkeits-Wärmetäuschers in inneren hermetischen Wohn- und Arbeitsräumen und der Temperatur der Konstruktion und Ausstattung der äußeren nicht hermetischen Zellen in der Periode der Mondtage und -nächte mit Hilfe eines Strahlungswärmetauschers und einer Abschirmungs-Vakuum-Isolation.
• - Auswahl von Energieversorgungssystem, Stromversorgungsquellen und Akkusystem.
• - Erschaffung eines Systems zum Ausgang in den offenen Kosmos und Zurückkehren der Kosmonauten mit Ausstattung.
• - Erschaffung eines System zur Bohrung des Mondbodens und Zustellung der Proben in die hermetischen Wohn- und Arbeitsräume und in äußere Behälter.
• - Vorsehen von Plattformen für Anbaugeräte wie verschiedene Hydraulikbagger-Schaufel- und Planierpflüge.
• Offenbarung der Erfindung
• Die Erfindung schafft ein bemanntes fahrendes und fliegendes Mondfahrzeug gemäß Patentanspruch 1.
• Ausführungsformen der Erfindung
• Die beschriebenen Konstruktionen und Bauteile sind in Figuren dargestellt, die durch Ziffern bezeichnet sind. Es zeigen:
• 1 einen Längsschnitt (s. A-A in 6) eines Mondfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform,
• 2 Fragment A von 1, in einer Position 2,
• 3 Fragment A von 1, in einer Position 1,
• 4 ein Planeten-Koppelgetriebe („Minusgetriebe“) auf 6,
• 5 einen Drehkolbenexpander, mit Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoffe, mit einem Planeten-Reduktionsgetriebe,
• 6 ein Längsschnitt B-B des Mondfahrzeugs,
• 7 Fragment M von 1,
• 8 ein Kegelstirnradgetriebe (58, 54, 48, 43),
• 9 Getriebekombinationen (38) von Kegelzahnrädern,
• 10 einen Querschnitt D-D des Mondfahrzeugs (s. 1),
• 11 Fragment B von 10,
• 12 einen Querschnitt entlang C-C auf 1,
• 13 relative Ausmaße eines Raketentriebwerks bei verschiedenen Drücken in einer Brennkammer,
• 14 einen Längsschnitt eines Drehkolbenexpanders mit Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoffe,
• 15 einen Querschnitt D-D des Drehkolbenexpanders (s. 14),
• 16 einen Querschnitt F-F des Drehkolbenexpanders (s. 14),
• 17 Fragment A von 14,
• 18 einen Schnitt entlang H-H (gekehrt) auf 16,
• 19 einen Schnitt entlang R-R auf 18,
• 20 einen Schnitt entlang P-P auf 18,
• 21 Fragment N von 16,
• 22 Fragment M (vergrößert) von 18,
• 23 einen Kosmonauten/Piloten in einer Schleusenkammer des Mondfahrzeugs,
• 24 Teile und Fragmente der Schleusenkammer: Variante 1,
• 25 Teile und Fragmente der Schleusenkammer: Variante 2,
• 26 Fragment F von 24 (gedreht): Zylinderschnecken-Antrieb (125) -Schnecken-Achsschnitt der Zylinderschneckengeometrie,
• 27 einen Schnecken-Stirnschnitt der Zylinderschneckengeometrie,
• 28 eine Ansicht d (gedreht) aus 24: Schleusenverzahnungsgeometrie,
• 29 Fragment C von 23.
• Einheiten und einzelne Systeme eines Mondfahrzeugs
• Konstruktiv dienen als vereinigende Trägerelemente eines Mondfahrzeugs ein großer Rahmen (27) und ein kleiner Rahmen (69) (s. 1 bis 13).
• Auf einer Bodenplatte (47) (s. 1), die durch den kleinen Rahmen (69) zu einer Einheit zusammengestellt ist, sind eine hermetische Kabine (1), eine hermetische Experimentierzelle (22), eine Torsionsübergangshülse (13) zum Übergang von der hermetischen Kabine (1) in die Experimentierzelle (22) sowie in undichten Räumen (12) torusartige Sauerstoff- (14) und Wasserstoffbehälter (16) sowie andere Ausstattung disponiert. Die Bodenplatte (47) ist durch zwei Paare je eines vorderen linken (61) und hinteren linken hydraulischen Wagenhebers (34) zu dem großen Rahmen (27) angeordnet.
• Die hermetische Kabine (1), die als Wohn- und Arbeitsraum dient, ist aus einer Magnesiumlegierung für Elemente eines Rumpfs und Doppelscheibenglas (5) hergestellt. Sie ist mit einer Schleusenkammer (67) mit einem System des Ausgangs in den offenen Kosmos und Zurückkehren der Kosmonauten im Raumfluganzug und mit ihrer Ausstattung ausgestattet. Weiter sind hier Arbeits- und Erholungsplätze wie ein Sessel (4) eines Kommandeurs und ein Sessel (103) eines zweiten Piloten, ein zentrales Steuerungspult (3), zwei Schlafplätze (6), eine Toilettenkabine (52) und drei Raumfluganzüge (8) untergebracht.
• Die Experimentierzelle (22) ist mit der hermetischen Kabine (1) durch einen Verbindungsrahmen mit vertikalen (21) und horizontalen Stützen (4) der Experimentierzelle (22) und Torsionsübergangshülse (13) durch die undichten Räume (12) verbunden. Sie ist in der Lage, in Kugelführungen mittels eines Hydrozylinders bei teilweiser Verzerrung der Geometrie der Torsionsübergangshülse (13) von der hermetischen Kabine (1) in alle Richtungen etwas abzuweichen. Diese äußere Kompensation der Wärmeausdehnung der gesamten Konstruktion ermöglicht auch etliche Vergrößerung des Beobachtungsfeld durch ein Bullauge (96) für einen Pilot-Operateur in der Experimentierzelle (22).
• Im Inneren der Experimentierzelle (22) ist auch eine Ausgangsluke (23) für Ausgang und Zurückkehren des Pilot-Operateurs im Raumfluganzug und mit Geräten in den und aus dem offenen Kosmos, sowie Ausstattung wie ein Sessel (20) des Pilot-Operateurs, ein torusartiger Wasserbehälter (19), ein Probeneinnehmer (30) zur Verwendung bei Bohrungsarbeiten und ein hermetisch eingerichteter Handmanipulator (25) mit Kralle untergebracht sind. Die Ausgangsluke (23) erlaubt einem Kosmonauten mit Ausstattung und Geräten, bei der von der hermetischen Kabine (1) mit Hilfe einer abnehmbaren Übergangsluke isolierten Torsionsübergangshülse (13) eine Exkursion in den offenen Kosmos durchzuführen. Die Konstruktion der Ausgangsluke (23) und ihre Ausstattung sind in der speziellen Rubrik „Systeme und Einzelheiten der Schleusenkammer“ ausführlich dargelegt. Geräte wie der Probeneinnehmer (30) zur Verwendung bei Bohrungsarbeiten und der relativ hermetisch eingerichtete Handmanipulator (25) mit Kralle werden nur für kurzdauernde Operationen verwendet, weil bei der Durchführung dieser Operationen etliches kleines Ausströmen des Atmungsgases aus der Kabine (1) möglich ist.
• In den undichten Räumen (12) des Mondfahrzeugs sind die torusartigen Sauerstoff- (14) und Wasserstoffbehälter (16), eine Schneckenbohrstange (18) mit Stütz-Traglagerung (33), eine Akku-Batterie (hier nicht gezeigt) und andere Ausstattung untergebracht. Es ist möglich, auch auf eine vordere (65) und eine hintere Plattform (87) für Anbaugeräte wie verschiedene Hydraulikbagger, Schaufel- und Planierpflüge anzubauen.
• In einem Antriebsraum, der auch über der Bodenplatte (47) liegt, sind ein erster (60) und ein zweiter Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (35), Elemente einer Transmission wie zwei Reduktionsgetriebe („Minusgetriebe“) - Planeten-Koppelgetriebe (59; 36) des ersten und zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (60; 35), sowie andere Einrichtungen dargestellt. Darunter sind hier zwei Übertragungswellen wie eine Antriebswelle (46) und eine Triebwelle (50) von Wagenradpaaren (57, 81, 85, 88), vier Kegelstirnradgetriebe (58, 54, 48, 43) der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88), vier Achsenanlagen (75, 80, 86, 89) zu Rädern sowie vier Elastomer-Kupplungen (76) angeordnet.
• Außerdem sind ein Bohrgetriebe, das aus einem Kegelzahnrad (42) des Bohrgetriebes, einem Kegelzahnrad (39) der Schneckenbohrstange (18) und einem Triebrad (45) einer Doppelschrägverzahnung zum Antrieb einer Bohranlage (79) besteht, sowie Einrichtungen und Automatik zur Sicherstellung des Bohrprozesses hier in dem Antriebsraum untergebracht. Hier ist auch eine Getriebekombination (38) von Kegelzahnrädern, einem Zahnkranz (97) einer elektromagnetisch betätigten Zahnkupplung mit Schleifring (92) zur Umschaltung der Getriebekombination (38) sowie einem Kegelzahnrad (95) zum Anschalten des zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (35) angeordnet. Hier befindet sich auch ein behelfsmäßiger Elektromotor (55), der an die Antriebswelle (46) als ein autonomer Antrieb durch die Transmission angeschaltet ist, sowie eine Dynamomaschine (51), die zur Nachladung der Akku-Batterie durch eine Antriebswelle (153) und das Triebrad (45) der Doppelschrägverzahnung an die Transmission angeknüpft ist. Der Elektromotor (55) und die Dynamomaschine (51) sind als Reserve der Leistung und elektrischen Kapazitäten benutzt.
• Von beiden Bordseiten des großen Rahmens (27), s. 1 und 6, sind ein vorderes Wagenradpaar (57) an eine Vorderachsenanlage (75), ein zweites Waagenradpaar (81) an eine zweite Achsenanlage (80), ein drittes (85) an eine dritte Achsenanlage (86) und ein hinteres Wagenradpaar (88) an eine vierte Achsenanlage (89) sowie je zwei Elastomer-Kupplungen (76) angebracht. Die Elastomer-Kupplungen (76) dienen zur Übergabe eines Drehmomentes von den Kegelstirnradgetrieben (58, 54, 48, 43) auf jede Achsenanlage (75, 80, 86, 89). Die Richtungen der Bewegung sind mittels eines vorderen (70) und eines hinteren Hydrozylinders (98) zur Steuerung der Wendung der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) gesteuert, wobei das zweite (81) und dritte Wagenradpaar (85) durch Spurstangen (73, 171) gelenkt sind. Die Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) sind mit Federbeinen (56) mit Torsionen und Dämpfern sowie mit elektromagnetischen Einfach-Kupplungen (71) und Scheibenbremsen (72) ausgestattet.
• Von außen sind auf dem Mondfahrzeug eine Anhängeausstattung wie Solarbatterien, verschiedene Antennen und aufwärts wirkende Raketentriebwerke mit ganzer Ausstattung montiert. 10 zeigt von vorn diese Anlagen. Hier sind eine Solarbatterie (9) in Marschzustand, eine Radar-Antenne (101), eine scharf gerichtete Parabolantenne (102), eine Wendeantenne (100) für einen S-Wellenbereich, zwei vordere (62) und zwei hintere Raketentriebwerke (37), eine vorn installierte rückwärtstreibende lenkbare Marschdüse (148) und eine hintere lenkbare Marschdüse (150) installiert. Auch eine Schutzdecke (66) zum Verhüllen des Antriebsraums vor heißen Raketenstrahlgasen und harten Bodenpartikeln ist rundum auf den großen Rahmen (27) aufgehängt. 1 und 10 zeigen auch etliche Vorrichtungen zum Auffalten und Zusammenlegen der Solarbatterie (9). Diese sind ein Stellgetriebe (7) zur Drehung der Solarbatterie (9) in einer Vertikalfläche, ein Stellgetriebe (10) zur Drehung der Solarbatterie (9) in einer Horizontalfläche sowie ein Hydrozylinder (11) zur Lagesteuerung der Solarbatterie (9).
• Auf beiden Bordseiten des Mondfahrzeugs, s. 10, sind Anhängerrahmen (170) mit Befestigung eines Satzes von Bohrstangen und ein Manipulator für deren An- und Abmontage angebaut (nicht näher gezeigt), so wie Behälter (26) für Bodenproben, die durch einen Schlauch (17) zur Abnahme des Bodens (s. 1) bei Bohrarbeiten zugestellt werden.
• Über dem Antriebsraum angebaute hermetische Kabinen, undichten Räume mit Treibstoff-Behältern und Bohrprozess-Aggregaten sowie Anhängeausstattung wie Solarbatterien, verschiedene Antennen und Raketentriebwerke mit ganzer Ausstattung können alle insgesamt mittels zweier vorderer (61, 155) und zweier hinterer hydraulischer Wagenheber (34) über den großen Rahmen (27) und die Bodenplatte (47) bis zu etwa 0,6 m angehoben werden. Damit kann zu hier aufgebauten Triebwerken, Elementen der Transmission, elektrischer Ausstattung, dem Bohrgetriebe mit ganzer Ausstattung und anderen Aggregaten sowie Vorrichtungen im Inneren der offene Zutritt sichergestellt werden (s. 10, 12). Dadurch sind Prophylaxe, Umtausch und Reparatur unter Feldbedingungen von Kosmonauten in Raumfluganzügen möglich.
• Schleusenkammer und Vorgänge zum Ausgang in den Weltraum und zur Rückkehr eines Kosmonauten in die hermetischen Kabinen
• Die Schleusenkammer (67) zum Ausgang des Kosmonauten aus hermetischen Kabinen des Mondfahrzeugs in den offenen Kosmos und Zurückkehren in die hermetischen Kabinen ist auf 23 und 24 dargestellt. 23 zeigt eine separat dargestellte Schleusenkammer (67) mit einem Kosmonauten im Inneren. Die Schleusenkammer (67) besteht aus einem Zylinder, der mit einem Träger (129) und einem Luken-Dichtungsring (131), einer Luke der Schleusenkammer (67), einem Hydrozylinder (157) einer Steuerung der Luke sowie einem Zylinderschnecken-Antrieb (125) eines ersten Schleusen-Dichtungsrings (134) und eines zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126) auf beiden Enden ergänzt ist. Der erste und zweite Schleusen-Dichtungsring (134; 126) sind je mit einer Spezialprofilverzahnung (128) ausgestattet und können sich in einer eigenen Kugelführung (156) bewegen. Auch sind mit einer Spezialprofilverzahnung (127) die beiden Enden der Schleusenkammer (67) ausgestattet. Jede Luke ist mit einem Luken-Dichtungsring (131) und einem Vorspannungsriegel (130) sowie einem Druckregelventil (158) bestückt. Dem Kosmonauten stehen zwei Schaltpulte (124) zur autonomen Steuerung der Ausstattung der Schleusenkammer (67) bei verschiedenen Positionen des Kosmonauten in der Schleusenkammer (67), eine aus der hermetischen Kabine (1) durchgeführte Steuerung sowie eine Fernsteuerung durch andere Operatoren über alle Systeme der Schleusenkammer (67) zur Verfügung.
• Bei der Vorbereitung der Ausgangsroute ermöglichen die Systeme in der hermetischen Kabine (1) dem Kosmonauten, die Schleusenkammer (67) bei geschlossener zweiter Luke (68) mit Atemluft durch ein erstes Druckregelventil (133) auszufüllen und mittels eines Hydrozylinders (132) der Steuerung der ersten Luke (53) diese zu öffnen. Der Kosmonaut kann dann im Raumfluganzug (8) und mit nötigen Instrumenten und Reparaturkapazität in die Schleusenkammer (67) kriechen. Wie erwähnt, ist der Ausgang in den Weltraum durch die zweite Luke (68) zuerst geschlossen. Die Fuge zwischen der Schleusenkammer (67) und der ersten Luke (53) ist dabei mit dem Luken-Dichtungsring (131) der ersten Luke (53) hermetisiert. Die weiteren Operationen bestehen darin, dass aus der Schleusenkammer (67) Atemluft durch das Druckregelventil (158) ausgelassen werden muss. Dann müssen mit einer Drehung des zweiten Schleusen-Dichtungsring (126) mittels des Zylinderschnecken-Antriebs (125) des zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126) die Spezialprofilverzahnungen (127, 128) der Schleusenkammer (67) und des zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126) voneinander gedreht werden, um die zweite Luke (68) freizugeben. Folglich kann der Kosmonaut die zweite Luke (68) mit dem Hydrozylinder (157) der Steuerung der zweiten Luke (68) öffnen und in einer Position, die auf 1 dargestellt ist, zu fixieren. Die zweite Luke (68) kann damit als Ausgangstreppe (weil die Schleusenkammer (67) immer in der horizontalen Position ist) genutzt werden. Die Operationen für die Rückkehr in die hermetischen Kabinen müssen in Rückwärtsfolge durchgeführt werden. Dabei kann der Kosmonaut in der Position mit Kopf nach vorn mit Instrumentarium und mitgebrachten Sachen sich in der Schleusenkammer (67) einordnen. Die Rückehroperationen kann der Kosmonaut dann in autonomem Regime mittels des zweiten Schaltpults (124) oder mit Hilfe aus einer Kabine vollenden. Dafür hat man zuerst die zweite Luke (68) der Schleusenkammer (67) zu schließen, dann die Schleusenkammer (67) mit Atemluft aufzufüllen und letztendlich die Eingangsluke zu öffnen.
• Systeme und Einzelheiten der Schleusenkammer
• 24 und 25 zeigen einen Schnitt der Schleusenkammer (67), auf dem bedienungsweise die gesonderten Teile der Ausstattung der Scheusenkammer (67) dargestellt sind. Vorgeschlagen sind zwei Varianten einer Anordnung des Antriebes des zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126): Variante 1 - eine Hauptvariante; Variante 2 - eine alternative Anordnung (141) des Antriebes des zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126). In beiden Varianten ist die Spezialprofilverzahnung (128) des drehbaren zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126) in heranrückender Position auf der Spezialprofilverzahnung (127) der Schleusenkammer (67) zu sehen. Variante 2 kann man als Reserve-Variante der Anordnung des Antriebes betrachten. In Variante 1 auf Fragment D ist, außer den beiden Verzahnungen, der Träger (129) und der Zylinderschnecken-Antrieb (125) des zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126) gezeigt.
• Der Zylinderschnecken-Antrieb (125) des zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126) sowie andere Elemente des Antriebes des Luken-Dichtungsrings (131) der zweiten Luke (68) sind auf Fragment A von 24 dargestellt. Hier kann man selbst den Zylinderschnecken-Antrieb (125) des zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126), einen Hydromotor (136) mit Außenverzahnung m = 4, z = 16/35, und einen Hydrostutzen (135) mit D/d = 22/16, der als Antrieb für den Zylinderschnecken-Antrieb (125) prädestiniert und auf einem Achsschnitt B-B des Hydromotors (136) dargestellt ist, sowie eine drehstarre Klauenkupplung (137) zwischen dem Zylinderschnecken-Antrieb (125) und dem Hydromotor (136) sehen. Hier ist auch der Träger (129), Ansicht d, mit der Spezialprofilverzahnung (127) der Schleusenkammer (67) und die Spezialprofilverzahnung (128) des drehbaren zweiten Schleusen-Dichtungsrings (126) dargestellt.
• Auf 24 sind weitere Elemente zum autonomen Betrieb der Schleusenkammer (67) dargestellt. Dies sind eine Verbindungskonsole (144), ein bedient dargestelltes Schaltpult (124), ein autonomer Hydrospeicher (142) und eine Leitung (143) zu einem Hydrosystem des Mondfahrzeugs. Getrennt voneinander sind in 26 bis 29 Fragment F mit dem Zylinderschnecken-Antrieb (125), Ansicht d mit einer Schleusenverzahnungsgeometrie sowie Fragment C von 23 dargestellt.
• Die Zylinderschneckengeometrie, Hauptmaße und Parameter der Verzahnung sind auf 26 in einem Schnecken-Achsschnitt und auf 27 in einem Schnecken-Stirnschnitt zu sehen (s. Fragment F Zylinderschnecken-Antrieb (125) auf 24). Die Bestimmungsgrößen des Zylinderschneckengetriebes sind aus einer voraussichtlichen Geometrie der Schleusenkammer (67) und des Zylinderschnecken-Antriebes (125) mit Technologie des Schneckengetriebes bestimmt worden (Taschenbuch für Maschinenbau, Dubbel, 17. Auflage, Seite G 135). Darnach betragen aus den voraussichtlichen geometrischen Daten: dm1 ≈ 23 mm, dm2 ≈ 1000 mm, px ≈ 38 mm, Abstand a = (dm1 + dm2) /2 ≈ 511,5 mm, Modul Axialteilung m = px/π = 12 mm. Die Hauptmaße und Verzahnungsdaten der Schleusenverzahnungen aus der voraussichtlichen Geometrie (welche man noch präzisieren kann) betragen: da1 ≈ 982 mm, df1 ≈ 963 mm, b1 ≈ b2 ≈ 46 mm, dm1 ≈ 972,5 mm, k = 20,5 mm, γm ≈ 4°.
• Drehkolbenexpander mit Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoffe
• 1 zeigt auf dem Längsschnitt des Mondfahrzeugs das Äußere des ersten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (60) zusammen mit dem „Minusgetriebe" - Planeten-Koppelgetriebe (59) - Reduktionsgetriebe - des ersten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (60) sowie dem Triebrad (45) der Doppelschrägverzahnung. Die beiden Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (60, 35) sowie der Elektromotor (55) sind die drei Antriebe des Mondfahrzeugs für Fahrt auf der Oberfläche des Monds. Weiter ist der erste Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (60) auf 24 bis 22 mit Längsschnitten und Ansichten dargestellt und im weiteren Text beschrieben.
• Im allgemeinen entsteht das konstruktive Schema eines Triebwerks mit Kryo-Wasserstoff und -Sauerstoff aus einer Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennverfahren nach DE 10 2013 016 274 B4 , wenn nur der Drehkolbenexpander, zwei wärmeisolierte zuführende Magistrale und ein Brennkopf für Kryo-Wasserstoff und -Sauerstoff vorgesehen sind. Die Kryotreibstoffe müssen mittels eines Steuerautomaten zugeführt werden, und zwar mit Druck, der den Druck der Arbeitsregime in der Brennkammer (der im Bereich 5-22 at. liegt) übertrifft, und zwar in der Proportion, die für gestattete Verbrennung geeignet ist. Dabei ist es notwendig, ein neutrales Gas aus Gruppe H (Helium, Neon usf.) als Arbeitskörper den Kryotreibstoffen beizumischen, um Überhitzung der Konstruktionsteile abzuwenden. Dabei verwendet der Steuerautomat den neutralen Stoff als Steuerungsmittel, das ermöglicht, die Temperatur des Brennprozesses zu regulieren.
• Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten des Drehkolbenexpanders
• Vor der Beschreibung der Konstruktion ist es nötig, den Vorbehalt zu machen, dass hier eine Variante vorgestellt ist, die drei Nebenrotoren vorsieht, wenn auch Varianten mit zwei oder vier Nebenrotoren möglich sind. Außerdem ist eine Variante mit vergrößertem Durchmesser der Arbeitskammern bei demselben Verhältnis der Läuferdurchmesser, die hier im Verhältnis 1:2 zueinander stehen, auch möglich. Jede Abweichung von der angenommenen Variante könnte zu einem Vorteil bei einigen Parametern (z. B. bei der Leistung) führen, aber dabei kann es zu Nachteilen kommen wie z. B. zu vergrößerten Durchmessern der Lager und Dichtungen sowie verschlechterten Arbeitsbedingungen bei ihnen, oder zu vergrößerten Linear- und Winkelgeschwindigkeiten, Temperaturen usw.
• Hauptgliederungsteile
• Jeder Drehkolbenexpander, z. B. der erste Drehkolbenexpander (60), besteht funktionell aus zwei Stufen - einer Expansionsvorstufe (200) und einer Expansionsendstufe (201) - sowie aus einem feststehenden Brennrohr (202), das durch ein zuführendes Rohr (203) und ein Verbindungsrohr (204) unbeweglich auf einem Gehäuse befestigt ist und sich durch beide Stufen erstreckt. Durch das zuführende Rohr (203), Verbindungsrohr (204) und feststehende Brennrohr (202) sind zwei wärmeisolierte zuführende Magistrale (205) mit Kryotreibstoffen verlegt (s. Fragment A). Ein Vorder- (206) und ein Rückdeckel (207) mit eingebauten Steuerorganen, Lagern, Getrieben und einer Leistungswelle ergänzen die Gestalt der Drehkolbenexpander (60, 35). Diese vier Einheiten bilden die Hauptgliederungsteile der Drehkolbenexpander (60, 35). Ein verzweigtes Flüssigkeitskühlsystem reguliert das Wärmeregime des Drehkolbenexpanders.
• Rotierende Teile
• Durch beide Stufen erstreckt sich ein Hauptläufer (208) und mit ihm durch eine längliche äußere Verzahnung (209) (s. 21, Einzelheit N von 16) gebundene drei Nebenläufer (210). Alle Nebenläufer haben längliche Vorsprünge - Verdrängungskämme (211) (s. 15, 16), die als rotierende Kolben dienen. In jeder Stufe überstreichen die Kolben bei Drehung eine von Stirn- und Seitenwänden der Stufen gebildete Arbeitskammer (212). Der Durchmesser jeder Arbeitskammer (212) ist doppelt so groß wie der Durchmesser eines zylindrischen Körpers der Nebenläufer (210). Der Hauptläufer (208) erhält in jeder Stufe drei längliche Vertiefungen (213), die einen Eingriff der Verdrängungskämme (211) in den Hauptläufer (208) und eine gemeinsame Drehung des Hauptläufers (208) mit den Nebenläufern (210) ermöglichen. Der Hauptläufer (208) dient auch als Verbindungs- und Synchronisationsstück für die Nebenläufer (210). Die gemeinsame Drehung der Rotoren und der optimale Dichtkontakt zwischen Hauptläufer (208) und Nebenläufern (210) sind durch das Durchmesserverhältnis 3:1 und eine Übersetzung der länglichen Zahnverbindung des Hauptläufers (208) mit den Nebenläufern (210) von 3:1 erreicht. Dabei rotiert jeder Nebenläufer (210) mit der dreifachen Drehzahl gegenüber dem Hauptläufer (208). Die längliche äußere Verzahnung (209) der Läufer (208, 210) verhindert klebenbleibende Verbrennungsreste von Medium sowie Körner an den Kontaktlinien der Läufer (208, 210) und erübrigt ein spezielles gemeinsames Synchronisierungsgetriebe für alle Läufer (208, 210). Die Wellen aller Läufer (208, 210) sind mit Schlitzkupplungen verbunden.
• Spezifische Profile
• Die länglichen Vertiefungen (213) im Hauptläufer (208) sowie die Verdrängungskämme (211) der beiden Stufen weisen spezifische Profile auf, die durch die gemeinsame Bewegung der Läufer (208, 210) und Verdrängungskämme (211) definiert sind. Die Verdrängungskämme (211) der Expansionsteilstufen (200, 201) können einige Abweichungen von den Konturen haben, allerdings nur in Richtung nach innen. Die spezifischen Profile der länglichen Vertiefungen (213) des Hauptläufers (208) und die Verdrängungskämme (211) eines Nebenläufers (210) zeigt eine grafische Studie (s. DE 10 2013 016 274 B4 ). Die grafische Studie zeigt die Bildungslinien der Profile als Spuren der Vektorenspitzen, die beide Läufer (208, 210) bei ihrer gemeinsamen Bewegung imitieren. Die grafische Simulation der Lage des Verdrängungskamms (Vektor 2r) bei seiner Drehung mit 6° und des Hauptläufers (Vektor 3r) mit 2° zeigt die mit fließender Linie verbundenen Punkte einer Annäherung der Profilvertiefung und des Kamms. Die Drehungen um 6° und 2° entsprechen dem Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der Läufer (208, 210). Die Grafik dient als Anschauungsmaterial. Theoretische Profile mit beliebiger Annäherung definiert man mit Computerberechnungen unter Anwendung der mathematischen Methode der Vektoralgebra. Praktisch kann auch die in der DE 10 2013 016 274 B4 dargestellte grafische Methode angewendet werden.
• Förderstrom
• Ein Förderstrom entsteht in der Brennkammer (214), wo aus dem Brennkopf (215) die Kryotreibstoffe mit Neutralstoff mit Zufuhrdruck aus Brenndüsen (216) gespritzt werden. Von einem Flammengitter (217) vermischt und gewirbelt, wird der Förderstrom von einer Zündelektrode (218) bei Bedarf gezündet und durch eine lonisationselektrode (219) kontrolliert. Das Gasmedium strömt mit hoher Temperatur durch Öffnungen (220) mit Schirmtaschen (221) aus der Brennkammer (214) in das Innere des Hauptläufers (208) und weiter durch eine längliche Einlassöffnung (222) in den länglichen Vertiefungen (213) in die Arbeitskammern (212) der Expansionsvorstufe (200). Hier bewegt der Förderstrom die Verdrängungskämme (211) und damit die Nebenläufer (210) der Expansionsvorstufe (200). Nach der Expansion in der Expansionsvorstufe fließt das Medium durch Längsauslassöffnungen (223) und äußere Mediumleitungen (224) in die Expansionsendstufe (201) und wird hier endgültig abgearbeitet. In den Expansionsteilstufen (200, 201) erfüllen die Verdrängungskämme (211) die Expansionsarbeit des Mediums und treiben unmittelbar die eigenen Läufer sowie durch ein gemeinsames Getriebe, das aus einem Ritzel (225) und einem Großrad (226) besteht, die Leistungswelle (227) an. Die Expansionsendstufe (201) hat drei Auslassöffnungen mit Auslasskanälen (228) und Auspuffflanschen (229) (s. 16), durch die das abgearbeitete Medium von den rotierenden Verdrängungskämmen (211) bei ihrer Drehung ständig in ein Abgas- bzw. Abdampfsystem ausgestoßen wird.
• Dichtungen
• Der Eingriff der Verdrängungskämme (211) in die länglichen Vertiefungen (213) des Hauptläufers (208) in Expansionsendstufe (201) ergibt eine lückenlose Verdichtungslinie, denn die Dichtung der Arbeitskammern (212) in dieser Stufe und in den länglichen Vertiefungen (213) des Hauptläufers (208) ist durch Längsdichtleisten (230) sowie Stirndichtleisten (231) der Verdrängungskämme (211) gesichert. Die Dichtleisten (230, 321) sind an den Spitzen und Stirnseiten der Verdrängungskämme (211) angebracht und durch eine Feder (232) an die Seitenwände der Arbeitskammern (212) bei Drehung angepresst. Die Dichtleisten (230, 231) sind von Öl-Einspritzung geschmiert. Das Öl fließt aus Öl-Kanälen in den Verdrängungskämmen (211) zu den Spielen der Dichtleisten (230, 231). Bei erhöhten Drehzahlen reduzieren Gegengewichte (233), die in den Körpern der Nebenläufer (210) eingerichtet und mit den Längsdichtleisten (230) durch Verbindungsstöcke (234) verbunden sind, die Anpresskraft der Feder (232). Bei großen Drehzahlen werden die Dichtleisten (230, 231) trotz Wirkung der Feder (232) durch Gegengewichte zurück in die Verdrängungskämme (211) eingezogen, um einen starken Bremseffekt durch Reibung abzuwenden. Die Mediumverluste bei großen Drehzahlen sind relativ geringer als bei kleinen Drehzahlen. Um einem Bremseffekt durch Druckgefälle bei der Arbeit der Kraftmaschine mit kleinen Leistungen vorzubeugen (in diesem Fall übersteigt der verfügbare Ausdehnungsraum den notwendigen), sind in den Verdrängungskämmen (211) der Expansionsendstufe (201) Ausgleichklappen (235) zu einem Auspuffraum eingerichtet. In den Verdrängungskämmen (211) der Expansionsendstufe (201) sind die Ausgleichklappen (235) konstruktiv anders ausgeführt, um bei eingeschaltetem Gas-Dampf-Zyklus den Wasserdampf in die Arbeitskammer (212) durchzulassen.
• Expansionsteilstufen
• Die Expansionsvor- (200) und Expansionsendstufe (201) sind Teile eines gemeinsamen Expansionsraums. Diese Teilung spielt eine wichtige Rolle. Die Expansionsvorstufe (200) hat eine hitzebeständige Abdeckung (237) aller mit heißem Medium in Berührung stehenden Flächen und keine Dichtungen an den laufenden Verdrängungskämmen (211) - das durch das Laufspiel entweichende Medium wird in der folgenden Stufe abgearbeitet. Die Expansionsendstufe (201) hat Dichtungen, die einen Mediumdruckverlust verhindern. Diese Stufe arbeitet mit Medium, dessen Temperatur nach der Expansion in der Expansionsvorstufe (200) gesunken ist. Durch diese Verteilung hält die Maschine den hohen Temperaturbelastungen stand. Der zweite Vorteil besteht darin, dass mit dieser Teilung die vom Mediumarbeitsdruck ausgehenden Belastungen auf die Körper und Lager der Läuferhälften halbiert werden. Ein dritter Vorteil ergibt sich daraus, dass diese Teilung einem gleichmäßigen Verlauf des Drehmoments auf der Leistungswelle (227) dient: Die Drehmomente beider Expansionsteilstufen (200, 201) folgen nacheinander und überdecken einander. Deshalb fällt das gemeinsame Drehmoment niemals bedeutend, erst recht nicht bis auf null. In den Seitenwänden und der hinteren Stirnwand der Expansionsendstufe (201) sind Sperrventile (238) mit einer lenkbaren Buchse (263) des Sperrventiles (238) bei Zufuhrkanälen (239) eingerichtet sowie separate Getriebe (240) im Rückdeckelraum zur synchronen Drehung der lenkbaren Buchsen (263) der Sperrventile (238) mit den Nebenläufern (210) angebracht. Die Sperrventile (238) unterbinden den Verlust des Arbeitsmediums aus den Arbeitsräumen der Expansionsvorstufe (200) und den äußeren Mediumleitungen (224) für die Zeit, in der die Arbeitsräume der Expansionsendstufe (201) mit dem Auspuffraum verbunden sind, also bis zu einem Moment, wenn die Verdrängungskämme (211) nach Vorbeigehen an den Zufuhrkanälen (239) erneut in Stellung bei den Zufuhrkanälen (239) kommen.
• Einlassklappen
• In den Verdrängungskämmen (211) der Expansionsendstufe (201) sind die Ausgleichklappen (235) als biegeweiche längliche Lamellen angebracht. Die Lamellen sind in Schächten untergebracht, die zwecks Abdichtung der Klappe in gesperrtem Zustand Angüsse mit Konturensesseln für die Lamelle haben. Die Ausgleichsklappen (235) sind bei den Verdrängungskämmen (211) in beiden Expansionsteilstufen (200, 201) ähnlich gebildet.
• Feststehendes Brennrohr
• Das feststehende Brennrohr (202) ist zweiteilig aufgebaut - aus dem feststehenden Brennrohr (202) und einem beweglichen Brennrohrteil (241), der zusammen mit dem feststehenden Brennrohr (202) steuerbare Auslassöffnungen (242) bildet. Ein Stellgetriebe mit einem Zahnradsegment (243) und einem Zahnradgetriebe (268) reguliert durch Verstellung des beweglichen Brennrohrteils (241) bezüglich des feststehenden Brennrohrs (202) die Auslassöffnungen (242) und steuert damit die Ausgabe des Mediums in die Expansionsendstufe (201).
• Verbindungsrohr
• Das Verbindungsrohr (204) und der Hauptläufer (208) sind mit zwei METAX-Gleitringdichtungen Typ B (244) vom Raum des Vorderdeckels (206) isoliert und mit flüssigem Kühlmittel zwischen beiden Ringen gekühlt. Damit wird der Raum des Vorderdeckels (206) mit Lagern und Dichtungen vor Wärme und Druck aus dem Druckraum des Hauptrotors geschützt.
• Dichtung des Mediumraums
• Die Abdichtung des Mediumraums von der übrigen Konstruktion erfordert spezielle Maßnahmen. Am hinteren Ende des unbeweglichen Teils des feststehenden Brennrohrs (202) ist eine METAX-Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung Typ MU (246) angewendet, die den Raum zwischen dem Hauptläufer (208) und dem unbeweglichen Teil des feststehenden Brennrohrs (202) abdichtet und damit den Raums des Rückdeckels (207) vom Arbeitsdruckraum isoliert. Die METAX-Gleitringdichtungen Typ B haben folgende Einsatzgrenzen: Druck bis 50 bar, Temperatur -80 bis +315 °C, Gleitgeschwindigkeit bis 25 m/s. Die METAX-Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung Typ MU haben abweichende Einsatzgrenzen: Druck bis 25 bar, Temperatur -50 bis +400 °C, Gleitgeschwindigkeit bis 50 m/s. In beiden Fällen müssen diese Dichtungen zu den Parametern und Arbeitsbedingungen an ihren Einsatzstellen bei Mitberechnung der Kühlung des Einsatzraums passen. Die Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen vom Typ 103 (247) dichten den Raum zwischen dem feststehenden Brennrohr (202), dem beweglichen Teil des Brennrohrs (241) und einer Druckmediumleitung (248) ab. Auch bei den Sperrventilen (238) mit den separaten Getrieben (240) kommen Rillenkugellager und GFT-Radialdichtungen des Typs 103 zur Anwendung (hier nicht näher gezeigt). Diese Dichtungen haben folgende Einsatzgrenzen: Druck bis 500 bar, Temperatur -250 bis +316 °C, Gleitgeschwindigkeit bis 5 m/s, sind für ihre vorgesehenen Einsatzstellen also geeignet.
• Kompensation der Wärmeausdehnungen
• Zur Kompensation der Wärmeausdehnungen des Gehäuses der Drehkolben-Expansionsendstufe (201) ist eine Vorrichtung im Rückdeckel (207) eingerichtet. Dort gewährleisten Federn (249) zur Kompensation der Wärmeausdehnungen, die in einem Ansatz (250) zur Stirnwand angebracht sind, das Anpressen des feststehenden Brennrohr (202) an das Verbindungsrohr (204). So werden O-Ringe (251) aus Sintermetall zwischen dem Verbindungsrohr (204), den METAX-Gleitringdichtungen Typ B (244) und dem feststehenden Brennrohr (202) mit dem Arbeitsdruck angepresst.
• Druckschutzklappe
• Eine in der Leistungswelle (227) platzierte Druckschutzklappe (253) beugt der Gefahr des Überdrucks in den Arbeitskammern (212) vor, indem ein Teil des Mediums durch eine Überdruckgasableitung (254) in die Atmosphäre ausgelassen wird. Bei Ansprechen der Druckschutzklappe (253) gelangt das Überdruckgas durch Bohrungen in der Leistungswelle (227) in die Überdruckgasableitung (254) und wird mit dann mit geringem Druck in das Auspuffsystem abgeführt. Das Ansprechen der Überdruckschutzklappe (254) ist durch einen Regulator (264) der Druckschutzklappe (253) festgesetzt.
• Lagerung
• Alle Läufer (208, 210) drehen sich in Nadellagern (255) mit Borden und Innenringen, die in Zwischenwänden der Stufen eingerichtet sind. Sie sind durch die Öl-Kanäle mit Schmieröl versehen und mit Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen Typ 103 (247) abgedichtet. Die Anwendung von FINDLING-Nadellagern und GFT-Dichtungen ist bei Rotorwellen in beiden Stufen durch extreme Arbeitsbedingungen und hohe Anforderungen definiert, hier Drücke bis 70 bar, Temperaturen (bei Kühlung mit flüssigem Mittel) bis 300 °C, Drehzahlen am Nebenläufer bis 15 000 1/min, am Hauptläufer bis 5555 1/min, dynamische Tragwerte bei Schmierung bis 35 000 N. Diese Limitierungen für die Standfestigkeit der Nadellager (255) mit den Borden und Innenringen in der Kombination mit Dichtungen aus federelastischem PTFE-Stoff mit Edelstahl können die Firmen FINDLING und GFT wahrscheinlich einhalten. Flüssigkeitskühl- und Schmierölsysteme müssen die oben genannten Temperaturbegrenzungen ebenfalls gewährleisten. Bei dem Vorderdeckel (206) und Rückdeckel (207) sind die Läufer (208, 210) mit Rillenkugellagern (256) versehen, die die Nadellager (255) von Axialkräften entlasten.
• Schmierölsystem
• Dieses System deckt den erforderlichen Ölbedarf sowohl für die Schmierung und Kühlung aller Lager der Drehkolbenkraftmaschine als auch denjenigen in den Vorrichtungen, die für die Steuerung und Regelung vorgesehen sind, dient. Eine zentrale Ölversorgung liefert ein Hochdruck-Schmier-Kühlöl für die Traglager beider Stufen - die Nadellager (255) mit den Borden und Innenringen - als flüssiges Kühlmittel an beide Ringe der METAX-Gleitringdichtungen Typ B (244) sowie an die Längsdichtleisten (230) der Expansionsendstufe (201). Hochdruck-Kraftöl wird auch für gegebenenfalls ferngesteuerte hydraulische Stellorgane, Niederdruck-Schmieröl für alle im Vorder- (206) und Hinterdeckel (207) angewendete Rillenkugellager geliefert.
• Kühlsysteme
• Für alle Nadellager (255) mit Dichtungen, das Verbindungsrohr (204) und Teile des Hauptrotors sowie die inneren Wände der Arbeitskammern (212) der Expansionsteilstufen (200, 201) existiert ein gemeinsames Kühlsystem mit flüssigem Medium. Die Stirnwände beider Stufen sind dafür zweiteilig aufgebaut: aus den Stirnwänden (257) selbst und Auflage-Teilen (269) mit Labyrinth-Kanälen für das flüssige Kühlmittel. Entsprechend sind Einlass-(258) und Auslassstutzen (259) für das flüssige Kühlmittel eingerichtet. Die Seitenwände sind ebenfalls zweiteilig aufgebaut: aus den Seitenwänden der Expansionvorstufe (200) und Expansionsendstufe (201) selbst mit länglichen Kanälen und einigen Hülsen (260) mit einer gehärteten Innenfläche, die von den Verdrängungskämmen (211) bei ihrer Drehung überstrichen wird. Dabei sind die Seitenwände mit Zwischenwänden in verstärkten und robusten dreieckigen Gestellen vereinigt, die die Stufengehäuse bilden. Die verdickten seitlichen Wände ermöglichen es, längliche Zufuhr- (261) und Auslasskanäle (262) sowie die Sperrventile (238) der Expansionsendstufe (201) für Medium einzurichten. Nach außen bilden die Stufen Plattformen für die äußeren Mediumleitungen (224) und die Auspuffflansche (229). Die Nebenläufer (210) der Expansionsendstufe (201) sind außer von dem Flüssigkeitskühlsystem bei angeschaltetem Dampf-Gas-Zyklus auch von einer Einspritzung von Wasser durch Wasserleitungen (272) und Wasserdüsen (273) gekühlt. Für die Kühlung der Nebenläufer (210) ist auch ein autonomes Luftkühlsystem mit eigenen Aggregaten vorgesehen. An die Nebenläufer (210) ist es mit Lufteinlass- (270) und Luftauslassstutzen (271) angeschlossen.
• Arbeitsprozess
• Bei dem Drehkolbenexpander verrichten die Stufen und Haupteinheiten folgende Funktionen: Wie schon gesagt, entsteht der Förderstrom in der Brennkammer (214), wo aus dem Brennkopf (215) die Kryotreibstoffe mit Neutralstoff mit Zufuhrdruck aus den Brenndüsen (216) gespritzt werden. Darin tritt das Druckmedium durch die Auslassöffnungen (242) des unbeweglichen Teils des feststehenden Brennrohrs (202) in die Expansionsvorstufe (200). Hier passiert seine isobare Expansion durch einen ganzen Arbeitsraum der Expansionsvorstufe (200), und ohne Unterbrechungen erfolgt die Expansion durch diese Stufe bei weiteren Drehungen solange, wie Medium mit ständigem Druck des beigeordneten Arbeitsregimes eintritt. Die Beständigkeit des Drucks ist durch Speicherräume (245) stabilisiert. Damit wird mittels der Verdrängungskämme (211) ständig das Drehmoment auf den Nebenläufern (210) der Expansionsvorstufe (200) produziert. Dabei tritt ein Teil des Mediums, der durch das Laufspiel der Verdrängungskämme (211) durchgebrochen ist, ständig durch die Längsauslassöffnungen (223) mit polytropischer Ausdehnung in die äußeren Mediumleitungen (224) und akkumuliert sich hier, bis die Sperrventile (238) bei den Zufuhrkanälen (239) den Zutritt des Mediums in die Expansionsendstufe (201) zulassen. Nach teilweiser Ausdehnung des Mediums in der Expansionsendstufe, die dauert, bis die Verdrängungskämme (211) dieser Stufe die länglichen Auslasskanäle (228) und die Auspuffflansche (229) mit Abfuhrkanälen erreichen, wird Medium mit Restdruck in ein Abfuhrsystem ausgestoßen. Unter Wirkung des expandierten Mediums drehen die Verdrängungskämme (211) der beiden Expansionsteilstufen (200, 201) die eigenen Läufer. Weil alle Läufer (208, 210) des Drehkolbenexpanders mittels äußerer Verzahnung verbunden sind, treiben die Läuferwellen der Expansionsteilstufen (200, 201) durch das gemeinsame Getriebe, das aus dem Ritzel (225) und dem Großrad (226) besteht, die Leistungswelle (227) an.
• Der Arbeitsdruck des Mediums ändert sich bei angeforderter Leistungsänderung des Drehkolbenexpanders oder bei Änderung des Gegenmoments auf der Welle. Dabei kann der Druck wachsen, bis das Gegenmoment überwunden wurde. Der Arbeitsdruck ist dabei durch die Druckschutzklappe (253) begrenzt, die das Überdruckmedium bei Ansprechen der Druckschutzklappe (253) in das Auspuffsystem überführt. Das Stellgetriebe, das aus dem Zahnradsegment (243) und dem Zahnradgetriebe (268) besteht, reguliert durch Verstellung des beweglichen Brennrohrteils (241) bezüglich des feststehenden Brennrohrs (202) die Größe der Auslassöffnungen (242) und steuert damit die Ausgabe des Mediums in die Expansionsendstufe (201). Diese steuerbare Verteilung des Druckmediums zwischen beiden Stufen des Drehkolbenexpanders ermöglicht die präzise Steuerung auf kleinen Regimen.
• Kurz zusammenfassend: Da die Expansionsvorstufe (200) keine Dichtungen hat, wird ein Teil des Mediums durch das Laufspiel der Verdrängungskämme (211) durchbrechen, geht aber nicht verloren, sondern wird in der folgenden Expansionsendstufe (201) ausgenutzt. Dabei strömt das teilweise in der Expansionsvorstufe (200) abgearbeitete Medium mit schon reduzierter Temperatur durch die äußeren Mediumleitungen (224) zur Expansionsendstufe (201), wo das gesamte Medium der Expansionsteilstufen (200, 201), die äußeren Mediumleitungen (224) einschließend, endgültig abgearbeitet und in das Abgassystem ausgestoßen wird. Die erste Stufe des Drehkolbenexpanders hört in keinem Augenblick auf, das Drehmoment zu produzieren, denn der gesamte Förderstrom dreht die Verdrängungskämme (211) dieser Stufe ununterbrochen. In der Expansionsendstufe (201) gewährleisten die Längsdichtleisten (230) und Stirndichtleisten (231) an den Verdichtungskämmen (211) die verlustlose Abarbeitung des Mediums.
• Die beiden Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (35, 60) haben als spezifische Kennwerte der Konzentration der Leistung in der Gewicht- oder in der Volumeneinheit Werte bis K_L = 8000 kW/m³. Diese Werte wurden für kosmische Objekte auf der Oberfläche des Mondes, der Planeten des Sonnensystems oder anderer kosmischer Körper noch nicht erreicht. Für das Mondfahrzeug stellt dieser Wert der Energieausrüstung verschiedene Möglichkeiten sicher. Darunter möglich sind Reiserouten mit großer Ladung und Entfernung, Aufladung und Montage bei großen Baukonstruktionen, Planieren und Baggern großer Plätze und Flächen, Bohrarbeiten auf große Tiefe und viele andere Unterfangen - z. B. bei einer Mondkolonie und „Blue Moon“ des Visionärs Jeff Bezos.
• Transmission des Mondfahrzeugs
• Unter dem Begriff Transmission versteht man mechanische Getriebe für die Übergabe, mit Übersetzung, der Drehzahlen und Drehmomente von Antrieben sowie Wellen, die alle diese Einrichtungen und Antriebe miteinander verbinden. Auch die elektrischen Verbindungen fallen unter diesen allgemeinen Begriff. Die auf 1 bis 9 dargestellte Transmission von den Antrieben - dem ersten (60) und zweiten (35) Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander und dem Elektromotor (55) - zum vorderen (57), zweiten (81), dritten (85) und hinteren (88) Wagenradpaar, weist die folgenden Einrichtungen auf: die „Minusgetriebe“ - Planeten-Koppelgetriebe (59; 36) des ersten und zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (60; 35), die sieben Doppelschrägverzahnungen mit Triebrädern (45) und Gegenrädern (44) vor den vier Wagenradpaaren (57, 81, 85, 88), vor dem Elektromotor (55) und der Dynamomaschine (51) sowie das Paar Kegelzahnräder (39, 42) der Schneckenbohrstange (18), die sich schneidende Achsen haben. In dieser Reihe von Getrieben ist auch eine zweite Art eines „Minusgetriebes“ - vier Kegelstirnradgetriebe (58, 54, 48, 43) mit Übersetzungszahl 8 zum direkten Drehen der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) präsent. Eine obere Reihe von Wellen sind Wellen bei Antrieben mit noch relativ großen Drehzahlen wie dem Elektromotor (55) und der Dynamomaschine (51) sowie der Getriebekombination (38) mit den Kegelzahnrädern zum Umschalten der elektromagnetisch betätigten Zahnkupplung mit Schleifring (92) zwischen dem Triebrad (45) einer Doppelschrägverzahnung und der Antriebswelle (153), s. 9. Für die Umschaltung des zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (35) als Antrieb der Bohr-Einrichtungen auf einen Antrieb der Wagenradpaare dient das Kegelzahnrad (95) zum Anschalten des zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (35).
• Für die Bewegung auf der Oberfläche und Überfliegen in die verschiedenen Regionen des Monds unter Bedingungen des Nichtvorhandenseins einer Atmosphäre mit Sauerstoff braucht man als Energiequelle Treibstoffe wie Kryo-Wasserstoff und -Sauerstoff sowie einen neutralen Stoff, z.B. kryogenen Stickstoff, Helium oder ein anderes neutrales Gas als Arbeitskörper, um ihn den Kryotreibstoffen beizumischen. Diese Treibstoffe und den neutralen Stoff kann man sowohl für die Drehkolbenexpander für die Bewegung auf der Oberfläche als auch für das Raketentriebwerk für das Überfliegen in andere Regionen des Monds als Energiequelle benutzen. Als Hoch-Drehzahl-Antrieb mit der höchsten Leistungskonzentration in der Gewicht- oder Volumeneinheit ist der Drehkolbenexpander in der Kombination mit dem passenden Reduzierungsgetriebe („Minusgetriebe“) und entsprechender Transmission in der Lage, als Hauptantrieb des Mondfahrzeugs zu dienen.
• 4 zeigt ein „Minusgetriebe“ - Planeten-Koppelgetriebe (59). Dieses Getriebe besteht aus zwei Planetengetrieben, die mit je zwei Wellen miteinander gekoppelt sind. Solche Getriebe erreichen als Übersetzungsgetriebe besonders geringes Leistungs- und Volumengewicht bei Übersetzungen bis zu i > /50/ (Taschenbuch für Maschinenbau, Dubbel, 17. Auflage, Seite G 146).
• Zur Projektierung und Auswahl der Charakteristik der Transmission sind die folgenden Auslegungen von Bedeutung. Für den Geländelauf auf dem Mond beträgt die Länge der gefahrenen Route bei 1 Umdrehung eines Wagenrades mit Durchmesser D = 1 m pro 1 Sekunde:
• - für 1 Umdrehung des Wagenrades: $$\text{L}=\mathrm{\pi }\cdot \text{D}=\text{3}\text{,14 m;}$$
  
• - für 1 Minute Fahrt: $$\text{L}=\mathrm{3,14}\text{ m}\cdot \text{60}=\text{188 m;}$$
  
• - für 1 Stunde Fahrt: $$\text{L}\cdot \text{60}=\text{11}\text{,4 km}\text{.}$$
  
• Für die Bewegung auf schon bekannten Routen kann man einen ungefähr zweimal größeren maximalen Wert der Geschwindigkeit verwenden, wie es durchgeführte Expeditionen auf der Oberfläche des Monds gezeigt haben.
• Die Übersetzungszahl des „Minusgetriebes“ - Planeten-Koppelgetriebes (36) - jedes Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (60, 35) beträgt, mit einer Drehzahl der Hauptläuferwelle von n_H= 5000 min^-1, einer Übersetzungszahl jedes Kegelstirnradgetriebes der Wagenradpaare von i_K = 8, einem Durchmesser D = 1 m und einer Drehzahl der Räder der Wagenradpaare von n_Wagenrad = 1 s^-1: $${\text{I}}_{\text{P}}=\frac{{\text{n}}_{\text{H}}}{{\text{i}}_{\text{K}}{\text{n}}_{\text{W}}}=\frac{5000}{60\cdot 8}=\mathrm{10,5}$$

  
• Hier ist n_w die Zahl der Umdrehungen eines Wagenrades in der Sekunde. Weil für schnelle Fahrt die Zahl der Umdrehungen des Wagenrades in der Sekunde zwei Mal größer werden muss, braucht man die Übersetzungszahl des „Minusgetriebes“ - Planeten-Reduktionsgetriebes (36) -, also I_P= 21. Mit dieser Übersetzungszahl des „Minusgetriebes“ müssen Projektanten das „Minusgetriebe“ - Planeten-Koppelgetriebe (36) - projektieren, u. a., um zu Abmessungen und Gewicht des Getriebes zu kommen. Die Länge der Route für 1 Stunde Fahrt beträgt dann: L ≈ 21 km.
• Kegelstirnradgetriebe der Wagenradpaare (Übersetzungszahl 8)
• Die Kegelstirnradgetriebe (58, 54, 48, 43) zum Bewegen der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) sind dadurch auserkoren, dass dieser Typ des Antriebes die seitliche Übertragung großer Leistung durch eine robuste Welle gewährleistet. Auf 8 ist ein Kegelstirnradgetriebe (Typ von Lohmann + Stolterfoht, Witten) dargestellt. Das Original ist mit Nennleistung P = 280 kW und einem Gewicht ohne Öl von 495 kg viel größer in Masse und Leistung als nötig für aufgrund früherer Erfahrung bestimmte und hier passende Gewichte und Leistung der Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (60, 35) und Transmission. Aber das konstruktive Schema des Getriebes ist anwendbar für Gebrauch und Berechnung der nötigen Charakteristik des Getriebes. Das konstruktive Schema und ein Berechnungsvorgang sind im Taschenbuch für Maschinenbau, Dubbel, 17. Auflage, auf Seite G 148 vorgeführt. Auf 8 sind zu sehen: Sprengringe (159) als Anschlag für Kupplungsnaben, eine Wellenmutter (160) mit Sicherung und Scheibe, eine Einpasstiefe (161), die einem Deckel bei Montage angepasst ist, eine Ölzuführung (162) aus einer Fangtasche, ein NUR-Lager (163) in einer Gehäusebohrung, Passstifte (164), ein Axiallager (165), ein Radiallager (166), ein Sprengring (167) mit scharfkantiger Beilegscheibe, Wellen (168) mit Schrumpfsitz von Kronenradgetrieben sowie eine Abdichtung (169) des Deckels durch Dichtpaste.
• Bohrausstattung
• Die Bohranlage (79) besteht aus der Schneckenbohrstange (18), einer Feder (31), einem Federring (32), der Stütz-Traglagerung (33), dem Kegelzahnrad (39) der Schneckenbohrstange (18), einem Drehrohr (41), dem Kegelzahnrad (42) des Bohrgetriebes, einer Rippen-Ferse (99) in Kontakt mit einem Antwort-Rippen-Nest auf dem Kegelzahnrad (39) und einem Druckübergabe-Rohr (140). Auf 1, Fragment N, 2 und 3 dargestellte Konstruktionen zeigen zwei Positionen der Schneckenbohrstange (18) mit dem Druckübergabe-Rohr (140) sowie das Drehrohr (41) mit der Feder (31) und dem Federring (32), die mit zwei Stütz-Traglagerungen (33) auf dem Rahmen des undichten Raums (12) des Mondfahrzeugs fest installiert sind. Bei Bohrungsarbeiten ist es notwendig, die Schneckenbohrstange (18) nach unten zu pressen. Es ist aus konstruktiven Gründen nur portionsweise in einer Reihenfolge von Druckphasen möglich. Dabei schwankt der Pressdruck, muss aber ständig erhalten werden.
• Auf 3 ist die Position der Schneckenbohrstange (18) mit dem Druckübergabe-Rohr (140) und der Lage des Drehrohrs (41) mit der Feder (31) und dem Federring (32) am Anfang einer Reihenfolge von Phasen der Bohrungsarbeit der Bohranlage (79) dargestellt, während auf 2 die Lage des Federrings (32) in einem Moment des Freilassens der Feder (31) dargestellt ist. Das wichtigste Element für die automatische Funktion der Anlage ist der Federring (32) - ein geschnittener federförmiger Ring. Das Drehrohr (41) ist mit einer Schraubennut mit einem Innendurchmesser, der dem Federring (32) in freiem Zustand gleich ist, sowie mit der speziellen Rippen-Ferse (99) ausfertigt und ist auf das Kegelzahnrad (39) der Schneckenbohrstange (18), dem mit dem Antwort-Rippen-Nest, mit Durchgleitmöglichkeit für das Drehrohr (41) gestützt. Deshalb kann der Federring (32) in die Schraubennut hineinfallen und sich mit einem Pressrohr drehen. Dabei ist der Federring (32) durch die Konfiguration der Schraubennut gezwungen, zum Druckübergabe-Rohr (140) verschoben zu bleiben. Dadurch weicht das Druckübergabe-Rohr (140) mit einer Deformation von sich ab, tritt in Kontakt mit der Schneckenbohrstange (18) ein und übergibt ein Drehmoment von dem Drehrohr (41) und eine Druckkraft der Feder (31) auf die Schneckenbohrstange (18) für die Bohrung. Der Federring (32) steht immer unter Druck der Feder (31), weshalb er zu einer Form mit einem Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Drehrohrs (41) gleich ist, deformiert und zusammengepresst werden kann. In einen bestimmten Moment bei Kräfteausgleich der Elastizitätskraft des Rings von einer Seite und der Mitnahme-Kraft des Drehrohrs (41) von der anderen, kann der Federring (32) aus der Schraubennut hinaustreten und damit die Feder (31) befreien. Dadurch springt der Federring (32) unter Druck der Feder (31) nach unten und fällt bei dem Zusammentreffen mit der Einrichtung des Kegelzahnrads (39) der Schneckenbohrstange (18), das das Antwort-Rippen-Nest des Drehrohrs (41) trägt und mit der Stütz-Traglagerung (33) unterstützt ist, in die Schraubennut zurück hinein. Ständig fährt dabei die Feder (31) fort, auf die Schneckenbohrstange (18) zu pressen. Dies ermöglicht der Schneckenbohrstange (18) bei einer Bohrung, sich zu vertiefen oder im Kontakt mit dem Druckübergabe-Rohr (140) oder in dem Rippen-Nest auf dem Kegelzahnrad (39) etwas durchzugleiten.
• Bei Herausnehmen oder Verlängern der Schneckenbohrstange (18) unter Feldbedingungen sind Montagearbeiten des Pilot-Operateurs im Raumfluganzug erforderlich. Der Pilot-Operateur nimmt eine von einem Satz Schneckenbohrstangen (18) und einen Manipulator für An- und Abmontage der Schneckenbohrstange (18) sowie eine Leitung und nötige Instrumente und führt die Operationen durch. Er erfüllt auch nötige Operationen der Prophylaxe, des Abnehmens des Bodens aus dem Behälter (26) mit einem Räumungsschieber für Bodenproben und der Montage eines Schlauchs (40) zur Annahme des Bodengrunds (s. 1 und 12).
• Probeneinnehmer
• 7 zeigt einen Probeneinnehmer (30), der als Einrichtung zur Entnahme von Bodenproben bei Bohrungsarbeiten dient. Das Gerät ist ein Instrument, das vom Pilot-Operateur gelenkt und nur für kurzdauernde Probenentnahmen verwendet wird, weil bei der Durchführung dieser Operationen etliches kleines Ausströmen des Atmungsgases aus der Kabine möglich ist. Der Probeneinnehmer (30) besteht aus einem rohrförmigen Druckkörper (29) mit offenen Enden, der in einer Wandung der Kabine und des torusartigen Wasserbehälters (19) mit hermetischen Dichtungen befestigt ist. Von der Seite des Pilot-Operateurs ist der Druckkörper (29) mit einem Schraubdeckel (28) und einer Mutter mit Schraubverschluss (151) auf dem Stock des Probeneinnehmers (30) hermetisiert. Der Pilot-Operateur muss zuerst die Mutter und den Schraubdeckel (28) abschrauben, dann kann er den Probeneinnehmer (30), der mit einem Dichtungsring teilweise abgedichtet ist, in den Boden, der in dem Behälter (26) mit dem Räumungsschieber für Bodenproben angehäuft ist, eindrücken. Damit wird eine Portion des Bodens in einem Annehmer des Probeneinnehmers (30) abgenommen.
• Mit Drehung eines Handgriffs (152) des Probeneinnehmers (30) wird der Annehmer dann halb hermetisiert und muss möglich schnell aus dem Druckkörper (29) ganz herausgezogen werden, der Boden aus ihm in separate Behälter ausgeschüttet, dann der Annehmer zurück in den Druckkörper (29) eingeschoben und mit dem Schraubdeckel (28) und Schaubverschluss (151) hermetisiert werden. Das etliche kleine Ausströmen des Atmungsgases aus der Kabine bei dieser Operation ist unentbehrlich, aber sicher klein, denn der Druckkörper (29) mit den offenen Enden ist ständig dabei in den angehäuften Boden gesenkt, der Boden durch den Druck des ausströmenden Atmungsgases abgepresst und abgedichtet, so dass großer Verlust des Atmungsgases dadurch verhindert ist. Der angesammelte Boden im Behälter (26) mit dem Räumungsschieber für Bodenproben kann vom Pilot-Operateur bei nächster Aufwartung abgenommen werden.
• Raketentriebwerk zum Überfliegen in andere Regionen
• 11 zeigt ein Schema der Bestandteile des hypothetischen Flüssigkeits-Raketentriebwerks, das mit Sauer- und Wasserstoff als Treibstoffe arbeiten kann. Als Prototypen des Triebwerks dienen ein von der europäischen Firma „Societe Europeenne de Propulsion“ zusammen mit „Messerschmidt-Bölkow-Blohm“ für die 3-e Stufe der Trägerrakete „Arian“ entwickeltes sowie von der amerikanischen „Rocketdyn“ entwickelte Raketentriebwerke.
• Alle Raketenantriebe - die beiden vorderen (62) und beiden hinteren (37) Raketentriebwerke sowie selbst eine Raketenkamera sind aus folgenden Vorrichtungen und anderen Bestandteilen zusammengestellt: eine Sauerstoffpumpe (110), ein Haupt-Anschalt-Ausschalt-Ventil für Sauerstoff (111), eine Sauerstoffturbine (108), ein Regler (109) für das Verhältnis der Treibstoffkomponenten, eine Klappe (112) eines Zündungssystems, ein Heliumtank (122), eine Überlassklappe (106), Wärmetauscher (107), ein Gas-Helium-Behälter (114), ein Wasserstoff-Gasgenerator (104), eine Sauerstoffklappe (116), eine Wasserstoffpumpe (117), eine Wasserstoffturbine (118), ein Sauerstofftank (120), ein Wasserstofftank (121). Das Helium wird zum Durchblasen des Raketentriebwerks, zur Steuerung der Wärmetauscher (107), zur Aufladung des Sauerstofftanks (120) und zur Automatiksteuerung des Raketentriebwerks benutzt. Der Wasserstoff-Gasgenerator (104) wird zur Unterstützung des stabilen Zugs des Raketentriebwerks sowie Aufladung des Wasserstofftanks (121) benutzt. Der Druck in der Brennkammer des Raketentriebwerks kann Werte von 5 bis 25 Pa, abhängig von einem Prozess der Suche des Steueroptimums, betragen. Der Druck des Generatorgases ist ungefähr zweimal höher. Der Treibstoff besteht aus zwei Komponenten mit einem Verhältnis 4/5 von Sauerstoff zu Wasserstoff. Wasserstoff ist ein sehr dampfender Stoff. Deshalb ist er für die Speicherung und den Transport des Wasserstoffes chemisch in Metallhydrid (LOHC) überarbeitet.
• Das amerikanische Space Shuttle „Columbia“ oder die obenerwähnte Fähre vom Typ „Buran“ des russischen Raumfahrtprogramms haben fast ähnliche Ausmaße und Charakteristiken des Laderaumes. Beide haben eine Laderaumlänge von 18 m, mit einer Rumpfbreite von 5,5 m bei der russischen Fähre und 4,5 m bei der amerikanischen. Die Nutzlast beträgt bei beiden Fähren 30 t. Diese Begrenzungen müssen als Stand der Technik in heutiger Zeit für das erfindungsgemäße Mondfahrzeug mit allen Vorräten an Treibstoffen, Materialien und Versorgungsmittel inklusive, gelten. Anbaugeräte wie verschiedene Hydraulikbagger, Schaufel- und Planierpflüge sowie Vorrichtungen für Auf- und Entladearbeiten des Mondfahrzeugs von Bord der Raumfähre auf den Mond müssen auch mitberechnet werden.
• Für den Vergleich der Ausmaße der Triebwerke betreffend den zum Flug über der Oberfläche des Monds nötigen gesamten Auftrieb der Raketentriebwerke kann man 13 benutzen, welche die relativen Ausmaße des Raketentriebwerks für gleiche Werte des Zugs und spezifischen Impulses, aber verschiedene Werte des Drucks p_k in der Brennkammer zeigt. Hier ist a - Turbopumpenaggregat, b - Brennkammer. Mit Erhöhung der Werte des Drucks p_k in der Brennkammer wird eine Vergrößerung des spezifischen Impulses beobachtet. Aber dafür ist man gezwungen, den Aufwand an Generatorgas zur Sicherstellung der nötigen Leistung der Treibstoffpumpen zu erhöhen. Von einem gewissen Moment lassen immer weiter anwachsende Verluste des spezifischen Impulses zum Antrieb der Turbopumpe zuerst die nötige Leistung ausgleichen und übersteigen danach den Zuwachs des spezifischen Impulses der Kammer. Dadurch ist die Berechnung der passenden Parameter des Raketentriebwerks eine Suche nach einem Optimum, bei dem alle relevanten Umstände, Werte und Parameter berücksichtigt werden müssen. Die Aufgabe ist, das Mondfahrzeug mit allen Vorräten der Treibstoffe, Materialien und Versorgungsmittel, Anbaugeräte inklusive, mit seinen Ausmaßen und Gewichten in dem Laderaum der Fähre zu unterbringen und dabei die Lastbegrenzung von 30 t einzuhalten.
• Unter den Bedingungen auf dem Mond beträgt die Beschleunigung des freien Falls an der Oberfläche des Monds 0,16 des Werts auf der Erde (g = 9,8067 m/s²), d. i. 1,62 m/s². Deshalb muss der gesamte Auftrieb aller Raketentriebwerke, die bei Überfliegen des Mondfahrzeugs über dem Mond gleichzeitig angeschaltet sind, mit einem Vorratskoeffizient von 1,3 wie folgt betragen: $$\text{A}=\frac{\mathrm{1,3}\cdot 30\text{ t}\cdot \text{1}{\text{,62 m/s}}^2}{\mathrm{9,8067}{\text{ m/s}}^2}=\text{ca}\text{. 6}\text{,5 t}\text{.}$$

  
• Dafür ist die technische Projektierung von der Kalkulation eines Gewichts-Verzeichnisses begleitet und bei der Auswahl von Charakteristiken der Raketentriebwerke der Fähre das obengenannte Optimum gesucht. Dabei gewährleistet es ein breiter Bereich der Werte des Drucks p_k in der Brennkammer, ein Optimum zu finden. Schon bei p_k = 5 Pa und einem Durchmesser der Düse von D = 0,2 m beträgt der gesamte Auftrieb der vier Düsen (grob berechnet): $$\text{A}=\text{4}\cdot \text{5 Pa}\frac{\mathrm{\pi }{\text{D}}^2}{4}=4.5\frac{\text{kg}}{{\text{sm}}^2}\frac{\mathrm{3,14}\cdot 20\cdot 20{\text{ sm}}^2}{4}=4\cdot 5\frac{\mathrm{3,14}\cdot 20\cdot 20}{4}=6280\text{ kg}$$

  
• Dieses Resultat gibt bei Vergleich mit dem, das bei der vorigen Berechnung erhalten wurde, fast ähnliche Ergebnisse (vergl. A = 6280 kg und A = 6,5 t). Bei erfindungsgemäßer Projektierung haben diese Ergebnisse in 10, 11 und 13 ihren Ausdruck gefunden.
• Perspektive und internationale Zusammenarbeit
• Die bestehenden Ausarbeitungen haben viel mit ökologischen Projekten, faszinierenden Vorhaben und Plänen der Verwertung des Monds und Erforschung der anderen Planeten, die von etlichen amerikanischen Milliardären mit ihren Firmen und anderen reichen Personen bekanntgemacht worden sind, gemein.
• Der Amazon-Gründer Jeff Bezos mit seiner Firma „Blue Origin“ will einen regelmäßigen Raumschiff-Frachtverkehr zum Mond erreichen. Sein langfristiges Ziel: eine bewohnbare Station auf den Mond, in der Menschen dauerhaft leben können. Dafür will Jeff Bezos mit einem vollautomatischen Raumschiff zunächst einen regelmäßigen Frachtverkehr zum Mond aufbauen. Als idealer Standort für eine Mondkolonie gilt der Shackleton-Krater am Südpol des Mondes. Die Form des Kraters ist fast perfekt schüsselförmig. Er hat einen Durchmesser von 21 km und ist rund 4 km tief. Entstanden ist er rund 3,6 Milliarden Jahren nach Einschlag eines Gesteinsbrockens und ist damit etwa so alt wie das Leben auf Erde. Der Krater hat Eigenschaften, die ihn zum meistgeeigneten Platz sowohl für Bezos Mission als auch für eine erste bevorzugte Forschungsregion des fahrenden und fliegenden Mondfahrzeugs machen. Am Rand des Kraters scheint die Sonne fast permanent. Über Solarmodule können sich die vollautomatischen Roboter oder das Mondfahrzeug hier beinahe ohne Unterbrechung mit elektrischer Energie versorgen. Die Temperaturen in dieser Gegend liegen zwischen -40 und -60 °C und sind damit relativ behaglich und konstant, verglichen mit den sonst auf dem Mond üblichen, zwischen -150 und +100 °C schwankenden.
• Wie die Mondexperten um Jeff Bezos meinen, ist in die Tiefe des Kraters in all den Jahrmilliarden seiner Existenz noch kein Licht gefallen. Deswegen liegt hier unten vermutlich Eis, und zwar viel davon. Nach ihrer Voraussicht stammt das Eis entweder aus wasserhaltigen Asteroiden und Kometen oder ist auf dem Mond entstanden, als Protonen aus dem Sonnenwind und die sauerstoffreiche Oberfläche miteinander in Wechselwirkung traten. Auf jeden Fall könnte Wasser irgendwo in dieser sogenannten Kältefalle bereit für den zukünftigen Konsum durch Menschen stecken. Aus dem Eis geschmolzenes Wasser ließe sich dann per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten, um daraus Atemluft sowie Raketentriebstoff herzustellen für weitere Missionen, z. B. für Flüge im Erdorbit, zurück zur Erde oder gen Mars.
• In einem Reiche mit staatlichem Engagement sind jetzt schon große private Firmen wie Bezos Blue Origin, Elon Musks SpaceX oder Richard Bransons Virgin Galactic dabei, neue Wege ins All über den Mond als Sprungbrett zu finden. Für den Bau einer Mondkolonie entwickelt Bezos ein Raumschifflandemodul „Blue Moon“, das in der Lage sein soll, Nutzlasten von bis zu 6,5 t pro Flug zum Mond zu bringen. Dann soll ein Landegefährt den Standort der Mondkolonie mit Bauteilen und Materialien versorgen. Für die Erforschung des Kraters Shackleton und Bauarbeiten für die Mondkolonie entsteht ein großes Feld für Zusammenarbeit für das vorliegende fahrende und fliegende Mondfahrzeug. Diesem Mondfahrzeug ist auch die Region hinter dem Terminator zur Erforschung leicht zugänglich. Damit sind auch die naheliegenden Ressourcen zur Hand. Dort liegt in der Nähe des Südpols der von-Kärmän-Krater im Südpol-Aitken-Becken, wo eine chinesische Sonde am 3. Januar 2019 weich aufsetzte und Mondforschung durchführte, um im weiteren hochempfindliche physikalische und astronomisch Messungen vorzunehmen. Das vorliegende Mondfahrzeug verfügt verschiedene Ausrüstung für Bohrungs- Bagger-, Planierungs- und Montagearbeiten. Es hat mächtige Energetik und die Fähigkeit, große Lasten zu heben und mit Anhängewagen zu transportieren sowie dazu noch über dem Mondrelief zu fliegen. Diese Fähigkeiten sind Grundlagen für eine breite Perspektive und internationale Zusammenarbeit.
• Bezugszeichenliste

1

hermetische Kabine

2

TV-Film- und Fotokamera

3

zentrales Steuerungspult

4

Sessel des Kommandeurs

5

Doppelscheibenglas

6

Schlafplatz

7

Stellgetriebe

8

Raumfluganzug

9

Solarbatterie

10

Stellgetriebe

11

Hydrozylinder

12

undichter Raum des Mondfahrzeugs

13

Torsionsübergangshülse

14

torusartiger Sauerstoffbehälter

15

Hydrozylinder

16

torusartiger Wasserstoffbehälter

17

Schlauch

18

Schneckenbohrstange

19

torusartiger Wasserbehälter

20

Sessel

21

vertikale Stütze

22

hermetische Experimentierzelle

23

Ausgangsluke

24

horizontale Stütze

25

hermetischer Handmanipulator

26

Behälter

27

großer Rahmen

28

Schraubdeckel

29

rohrförmiger Druckkörper

30

Probeneinnehmer

31

Feder

32

Federring

33

Stütz-Traglagerung

34

hinterer hydraulischer Wagenheber

35

zweiter Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander

36

„Minusgetriebe" - Planeten-Koppelgetriebe

37

hinteres Raketentriebwerk

38

Getriebekombination

39

Kegelzahnrad

40

Schlauch

41

Drehrohr

42

Kegelzahnrad

43

Kegelstirnradgetriebe

44

Gegenrad

45

Triebrad

46

Antriebswelle

47

Bodenplatte

48

Kegelstirnradgetriebe

49

Regenerationsanlage

50

Triebwelle

51

Dynamomaschine

52

Toilettenkabine

53

erste Luke

54

Kegelstirnradgetriebe

55

Elektromotor

56

Federbein

57

vorderes Wagenradpaar

58

Kegelstirnradgetriebe

59

„Minusgetriebe"-Planeten-Koppelgetriebe

60

erster Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander

61

vorderer hydraulischer Wagenheber

62

vorderes Raketentriebwerk

63

Einlassverbindungsrohr

64

Kryo-Wasserstoff/-Sauerstoff-Leitungen

65

vordere Plattform

66

Schutzdecke

67

Schleusenkammer

68

Luke

69

kleiner Rahmen

70

vorderer Hydrozylinder

71

elektromagnetische Einfach-Kupplung

72

Scheibenbremse

73

Spurstange

74

Doppelschrägverzahnung

75

Vorderachsenanlage

76

Elastomer-Kupplung

77

Doppelschrägverzahnung

78

Doppelschrägverzahnung

79

Bohranlage

80

zweite Achsenanlage

81

zweites Wagenradpaar

82

Doppelschrägverzahnung

83

Magnetkörper

84

Doppelschrägverzahnung

85

drittes Wagenradpaar

86

dritte Achsenanlage

87

hintere Plattform

88

hinteres Wagenradpaar

89

vierte Achsenanlage

90

elektromagnetische Kupplungsbremskombination

91

Doppelschrägverzahnung

92

Schleifring

93

elektromagnetische Kupplungsbremskombination

94

elektromagnetische Kupplungsbremskombination

95

Kegelzahnrad

96

Bullauge

97

Zahnkranz

98

hinterer Hydrozylinder

99

Rippen-Ferse

100

Wendeantenne für einen S-Wellenbereich

101

Radar- Antenne

102

scharf gerichtete Parabolantenne

103

Sessel

104

Wasserstoff-Gasgenerator

105

Kammer

106

Überlassklappe

107

Wärmetauscher

108

Sauerstoffturbine

109

Regler

110

Sauerstoffpumpe

111

Haupt-Anschalt-Ausschalt-Ventil

112

Klappe

113

Anlassbehälter

114

Gas-Helium-Behälter

115

Einbau

116

Sauerstoffklappe

117

Wasserstoffpumpe

118

Wasserstoffturbine

119

Hauptklappe

120

Sauerstofftank

121

Wasserstofftank

122

Heliumtank

123

Tank für gasförmigen Wasserstoff

124

Schaltpult

125

Zylinderschnecken-Antrieb

126

zweiter Schleusen-Dichtungsring

127

Verzahnung

128

Verzahnung

129

Träger

130

Vorspannungsriegel

131

Luken-Dichtungsring

132

Hydrozylinder

133

erstes Druckregelventil

134

erster Schleusen-Dichtungsring

135

Hydrostutzen

136

Hydromotor

137

drehstarre Klauenkupplung

138

Dichtungsring

139

Gleitoberfläche

140

Druckübergabe-Rohr

141

alternative Antriebsanordnung

142

autonomer Hydrospeicher

143

Leitung

144

Verbindungskonsole

145

erste Luke

146

Dichtungsring

148

vordere lenkbare Marschdüse

149

Treibstoffleitungen

150

hintere lenkbare Marschdüse

151

Schaubverschluss

152

Handgriff

153

Antriebswelle

154

vorderes linkes Federbein

155

vorderer rechter hydraulischer Wagenheber

156

Kugelführung

157

Hydrozylinder

158

Druckregelventil

159

Sprengring

160

Wellenmutter

161

Einpasstiefe

162

Ölzuführung

163

NUP-Lager (Zylinderrollenlager)

164

Passstift

165

Axiallager

166

Radiallager

167

Sprengring

168

Wellen

169

Abdichtung durch Dichtpaste

170

Anhängerrahmen

200

Expansionsvorstufe

201

Expansionsendstufe

202

feststehendes Brennrohr

203

zuführendes Rohr

204

Verbindungsrohr

205

Magistrale

206

Vorderdeckel

207

Rückdeckel

208.

Hauptläufer

209

längliche äußere Verzahnung

210

Nebenläufer

211

Verdrängungskamm

212.

Arbeitskammer

213

längliche Vertiefung

214

Brennkammer

215

Brennkopf

216

Brenndüsen

217

Flammengitter

218

Zündelektrode

219

lonisationselektrode

220

Öffnung

221

Schirmtaschen

222

längliche Einlassöffnung

223

Längsauslassöffnung

224

äußere Mediumleitung

225

Ritzel

226

Großrad

227

Leistungswelle

228

Auslasskanal

229

Auspuffflansch

230

Längsdichtleiste

231

Stirndichtleiste

232

Feder

233

Gegengewicht

234

Verbindungsstock

235

Ausgleichklappe

236

Ausgleichklappe, mittlere Teil

237

hitzebeständige Abdeckung

238

Sperrventil

239.

Zufuhrkanal

240

separates Getriebe

241

beweglicher Teil des Brennrohrs

242

Auslassöffnung

243

Zahnradsegment

244

METAX-Gleitringdichtungen Typ B

245

Speicherraum

246

METAX-Metallfaltenbalg-Gleitringdichtung Typ MU

247

Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen vom Typ 103

248

Druckmediumleitung

249

Federn

250.

Ansatz zur Stirnwand

251

O-Ringe

253

Druckschutzklappe

254

Überdruckgasableitung

255

Nadellager mit Borden und Innenringen

256

Rillenkugellager

257

Stirnwand

258

Einlassstutzen

259

Auslassstutzen

260

Hülse

261

länglicher Zufuhrkanal

262

länglicher Auslasskanal

263

lenkbare Buchse

264

Regulator

265

Hochleistungs-GFT-Radialdichtung

266

Paket aus Rillenkugellager und GFT-Radialdichtungen Typ 103

267

Rillenkugellager

268

Zahnradgetriebe

269

Auflage-Teil mit Labyrinth-Kanälen

270

Lufteinlassstutzen

271

Luftauslassstutzen

272

Wasserleitung

273

Wasserdüse

Claims (12)

1. Bemanntes fahrendes und fliegendes Mondfahrzeug, das bei kosmischen Bedingungen ohne Atmosphäre und großen Temperaturschwankungen zwischen -150 und +100 °C auf dem Mondgelände fahren und über Mondrelief fliegen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Mondfahrzeug für langfristigen Aufenthalt und Durchführung verschiedener Forschungen und Bauarbeiten auf dem Mond zwei hermetische Kabinen (1, 22) mit einer Torsionsübergangshülse (13) und verschiedener Ausstattung, drei Raumfluganzüge (8), Vorräte flüssiger Stoffe, Einrichtungen für Flug und Fahren, Solarbatterien (9), eine Bohranlage (79) mit Probeneinnehmer (30) sowie verschiedene Licht-, Radio- und andere elektronische Ausrüstung und Anhängeausrüstung auf seinem Äußeren hat.
2. Mondfahrzeug nach Anspruch 1, welches ferner torusartige Treibstoffbehälter (14, 16) in undichten Räumen (12) als Bestandteile hat, wobei als vereinigende Trägerelemente des Mondfahrzeugs ein großer Rahmen (27) und ein kleiner Rahmen (69) zusammen mit einer Bodenplatte (47) dienen, wobei die Bodenplatte (47) zum großen Rahmen (27) angeordnet ist und durch zwei Paare hydraulischer Wagenheber (61, 34) auf ca. 0,6 m aufgehoben werden kann, wodurch ein Zutritt zu Reparatur und Prophylaxe gewährleistet ist.
3. Mondfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine vordere hermetische Kabine (1), die Torsionsübergangshülse (13) und eine hintere hermetische Experimentierzelle (22) als Arbeits- und Aufenthaltsräume für Kosmonauten dienen, wobei die Torsionsübergangshülse (13) bei teilweiser Verzerrung der Geometrie der Torsionsübergangshülse (13) es der Experimentierzelle (22) in vertikalen (21) und horizontalen (24) Stützen mit Kugelführung (156) mittels Hydrozylinder (15) gestattet, abzuweichen und damit thermische Verzerrungen zu kompensieren sowie etliche Vergrößerung eines Beobachtungsfeldes durch ein Bullauge (96) für einen Pilot-Operateur zu ermöglichen.
4. Mondfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der vorderen hermetischen Kabine (1) eine Schleusenkammer (67) und in der Experimentierzelle (22) eine Ausgangsluke (23) für Ausgang und Zurückkehren des Pilot-Operateurs im Raumfluganzug und mit Geräten in den offenen Kosmos eingerichtet sind, wobei die Steuerung der Ausgangsluke (23) und der Schleusenkammer (67) sowohl von dem Pilot-Operateur als auch von Piloten in den Kabinen (1, 22) und sogar von einer Fernsteuerung durch fremde Operateure über alle Systeme der Schleusenkammer (67) zur Verfügung stehen.
5. Mondfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleusenkammer (67) aus einem Rohr mit Flanschen mit Verzahnungen (127) mit speziellen Profilen der Schleusenkammer (67), zwei Luken (53, 68) mit Luken-Dichtungsringen (131) und Vorspannungsriegeln (130), zwei drehbaren Schleusen-Dichtungsringen (126, 134), zwei Zylinderschnecken-Antrieben (125) für einen Antrieb der drehbaren Schleusen-Dichtungsringe (126, 134), die jeweils auf einem Träger (129) angeordnet sind, sowie zwei Hydrozylindern (132, 157) einer Steuerung der Luken (53, 68) auf beiden Enden besteht, wobei die beiden drehbaren Schleusen-Dichtungsringe (126, 134) je mit einer Verzahnung (128) mit speziellen Profilen ausgestattet sind und jeweils in einer eigenen Kugelführung (156) sich bewegen können, wobei die Luken-Dichtungsringe (131), die zwischen den Flanschen der Schleusenkammer (67) und der Luken (53, 68) der Schleusenkammer in Nuten auf den Luken (53, 68) eingesetzt sind, durch Drehung der drehbaren Schleusen-Dichtungsringe (126, 134) mit der Verzahnung (128) mit speziellen Profilen ohne horizontale Verschiebung auf den Luken-Dichtungsringen (131) zwischen die Flansche gepresst werden und damit sichere Dichtung gewährleisten, wobei die Drehung der drehbaren Schleusen-Dichtungsringe mit der Verzahnung (128) mit den speziellen Profilen mittels eines Zylinderschnecken-Antriebs (125) stattfindet, wobei der Zylinderschnecken-Antrieb (125) durch einen Hydromotor (136) mit einer Außenverzahnung und einer drehstarren Klauenkupplung (137), die auf dem Träger (129) befestigt sind, angetrieben wird, wobei der hydraulische Druck möglich ist sowohl von einem gesamten hydraulischen Netz durch ein Schaltpult (124) und eine Leitung (143) zu einem Hydrosystem des Mondfahrzeugs als auch von dem Schaltpult (124), einem autonomen Hydrospeicher (142), und einem Abfluss von Flüssigkeit durch die Leitung (143) zum Hydrosystem des Mondfahrzeugs, wobei mit ähnlichen Verzahnungen (127) mit speziellen Profilen, Vorspannungsriegeln (130) sowie Druckregelventilen (158) die beiden Enden der Schleusenkammer (67) ausgestattet sind, wobei eine Luke (68) der Schleusenkammer (67) mit Verbindungskonsolen (144) der Luke (68) und einem Hydrozylinder (157) der Steuerung der Luke (68) versorgt ist.
6. Mondfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Antriebe wie zwei Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (35, 60), ein Elektromotor (55), eine Dynamomaschine (51), Solarbatterien (9) und Akkubatterien als auch eine Transmission zu vier Wagenradpaaren (57, 81, 85, 88) mit einem Hydrozylinder (70) zur Steuerung der Wendung der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) und Spurstangen (73) zur Steuerung der Fahrtrichtung der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) vorgesehen sind, wobei die Räder der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) mit Federbeinen (56) mit Torsion und Scheibenbremsen (72) mit elektromagnetischer Einfach-Kupplung (71) bestückt sind.
7. Mondfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstruktives Schema eines Triebwerks mit Kryo-Wasserstoff/-Sauerstoff entsteht aus einer Drehkolbenkraftmaschine mit kontinuierlichem Brennverfahren, wenn nur ein Drehkolbenexpander und zwei wärmeisolierte zuführende Magistralen und ein Brennkopf (215) für Kryo-Wasserstoff/-Sauerstoff vorgesehen sind, wobei die Kryotreibstoffe mittels eines Steuerautomaten zugeführt werden, und zwar mit einem Druck, welcher den Druck von Arbeitsregimen in einer Brennkammer (214) in einer Proportion übertrifft, die für gestattete Verbrennung geeignet ist, wobei es notwendig ist, ein neutrales Gas aus Gruppe H (Helium, Neon usf.) als Arbeitskörper den Kryotreibstoffen beizumischen, um Überhitzung konstruktiver Teile abzuwenden, wobei der Steuerautomat das neutrale Gas als Steuerungsmittel verwendet, um die Temperatur eines Brennprozesses zu regulieren.
8. Mondfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkolbenexpander (35, 60) funktionell je aus zwei Stufen - einer Expansionsvorstufe (200) und einer Expansionsendstufe (201) - sowie einem feststehenden Brennrohr (202), das durch ein Verbindungsrohr (204) unbeweglich auf einem Gehäuse befestigt ist und sich durch beide Stufen erstreckt, bestehen, wobei durch ein zuführendes Rohr (203), das Verbindungsrohr (204) und das feststehende Brennrohr (202) die zwei wärmeisolierten zuführenden Magistralen (205) mit Kryotreibstoffen verlegt sind, wobei ein Vorderdeckel (206) und ein Rückdeckel (207) mit eingebauten Steuerorganen, Lagern, Getrieben und einer Leistungswelle die Gestalt der Drehkolbenexpander ergänzen, wobei diese vier Einheiten Hauptgliederungsteile der Drehkolbenexpander bilden, wobei ein verzweigtes Flüssigkeitskühlsystem ein Wärmeregime der Drehkolbenexpander reguliert, wobei durch beide Stufen sich ein Hauptläufer (208) und mit ihm durch äußere Längsverzahnung (209) gebundene drei Nebenläufer (210) erstrecken, wobei alle Nebenläufer (210) längliche Vorsprünge - Verdrängungskämme (211), die als rotierende Kolben dienen und in jeder Stufe bei Drehung eine von Stirn- und Seitenwänden der Stufen gebildete Arbeitskammer (212) überstreichen - haben, wobei ein Durchmesser jeder Arbeitskammer (212) doppelt so groß wie der Durchmesser eines zylindrischen Körpers des Nebenläufers (210) ist, wobei der Hauptläufer (208) in jeder Stufe drei Längsvertiefungen (213) aufweist, die einen Eingriff der Verdrängungskämme (211) in den Hauptläufer (208) und eine gemeinsame Drehung des Hauptläufers (208) mit den Nebenläufern (210) ermöglichen, wobei der Hauptläufer (208) auch als Verbindungs- und Synchronisationsstück für die Nebenläufer (210) dient, wobei die gemeinsame Drehung und der optimale Dichtkontakt zwischen dem Hauptläufer (208) und den Nebenläufern (210) durch ein Durchmesserverhältnis von 3:1 und eine Übersetzung der Längsverzahnung (209) des Hauptläufers (208) mit den Nebenläufern (210) von 3:1 erreicht ist, wodurch jeder Nebenläufer (210) mit der dreifachen Drehzahl gegenüber dem Hauptläufer (208) rotiert, wobei die Längsverzahnung (209) der Läufer klebenbleibende Verbrennungsreste eines Mediums sowie Körner an den Kontaktlinien der Läufer verhindert und dadurch spezielle gemeinsame Synchronisierungsgetriebe für alle Läufer (208, 210) erübrigt, wobei Wellen aller Läufer (208, 210) mit Schlitzkupplungen verbunden sind, wobei die Längsvertiefungen (213) im Hauptläufer (210) sowie die Verdrängungskämme (211) der beiden Stufen spezifische Profile aufweisen, die durch die gemeinsame Bewegung der Läufer (208, 210) und der Verdrängungskämme (211) definiert sind, wobei die spezifischen Profile der Längsvertiefungen (213) des Hauptläufers (208) und der Verdrängungskämme (211) der Nebenläufer (210) durch eine grafische Studie gezeigt werden, die Bildungslinien der Profile als Spuren von Vektorenspitzen darstellt, die beide Läufer (208, 210) bei ihrer gemeinsamen Bewegung imitieren, wobei eine Lage (2r) des Verdrängungskamms (211) bei seiner Drehung mit 6° und eine Lage (3r) des Hauptläufers (208) bei seiner Drehung mit 2° dem Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten der Läufer (208, 210) entsprechen und die Profile der Längsvertiefung (213) und des Verdrängungskamms (211) mit fließender Linie durch dargestellte Punkte mit einer Annäherung gezeigt sind, wobei die Grafik als Anschauungsmaterial sowie als praktisch angewendete Methode dient, denn theoretische Profile mit beliebiger Annäherung definiert man mit Computer unter Anwendung der mathematischen Methode der Vektoralgebra, wobei ein Förderstrom in der Brennkammer (214) entsteht, wo aus dem Brennkopf (215) die Kryotreibstoffe mit Neutralstoff unter Zufuhrdruck aus Brenndüsen (216) spritzen, von einem Flammengitter (217) vermischt und gewirbelt werden, von einer Zündelektrode (218) gezündet und durch eine lonisationselektrode (219) kontrolliert ist und durch Öffnungen (220) mit Schirmtaschen (221) aus der Brennkammer (214) in ein Inneres des Hauptläufers (208) und weiter durch eine längliche Einlassöffnung (222) in den Längsvertiefungen (213) in die Arbeitskammer (212) der Expansionsvorstufe (200) strömt und hier die Verdrängungskämme (211) und damit die Nebenläufer (210) der Expansionsvorstufe (200) bewegt, wobei nach der Expansion in der Expansionsvorstufe (200) das Medium durch Längsauslassöffnungen (223) und äußere Mediumleitungen (224) in die Expansionsendstufe (201) fließt und hier endgültig abgearbeitet wird, wodurch die Verdrängungskämme (211) Expansionsarbeit des Mediums erfüllen und unmittelbar die eigenen Nebenläufer (210) sowie durch ein gemeinsames Getriebe mit Ritzel (225) und Großrad (226) eine Leistungswelle (227) antreiben, wobei die Expansionsendstufe (201) drei Auslassöffnungen mit Auslasskanälen (228) und Auspuffflanschen (229) hat, durch die das abgearbeitete Medium von den rotierenden Verdrängungskämmen (211) bei ihrer Drehung ständig in ein Abgas- bzw. Abdampfsystem ausgestoßen wird, wobei der Eingriff der Verdrängungskämme (211) in die Längsvertiefungen (213) des Hauptläufers (208) in der Expansionsendstufe (201) eine lückenlose Verdichtungslinie ergibt, denn eine Dichtung von Arbeitsräumen in dieser Stufe und in den Längsvertiefungen (213) des Hauptläufers (208) ist durch Längsdichtleisten (230) sowie Stirndichtleisten (231) der Verdrängungskämme (211) gesichert, wobei die Dichtleisten (230, 231) an Spitzen und Stirnseiten der Verdrängungskämme (211) angebracht und durch eine Feder (232) an die Seitenwände der Arbeitskammern bei Drehung angepresst sind und, weil Öl aus Öl-Kanälen in den Verdrängungskämmen (211) zu Spielen der Dichtleisten (230, 231) fließt, von der Öl-Einspritzung geschmiert sind, wobei bei erhöhten Drehzahlen Gegengewichte (233), die in den Körpern der Nebenläufer (210) eingerichtet und mit den Längsdichtleisten (230) durch Verbindungsstöcke (234) verbunden sind, die Anpresskraft der Feder (232) reduzieren, wodurch bei großen Drehzahlen die Längsdichtleisten (230) trotz Wirkung der Feder (232) durch Gegengewichte zurück in die Verdrängungskämme (211) eingezogen werden, um einen starken Bremseffekt durch Reibung abzuwenden, weil Mediumverluste, die bei großen Drehzahlen relativ geringer als bei kleinen Drehzahlen sind, es erlauben, wobei, um einem Bremseffekt durch Druckgefälle bei der Arbeit des Triebwerks mit kleinen Leistungen vorzubeugen, denn in diesem Fall übersteigt der verfügbare Ausdehnungsraum den notwendigen, in den Verdrängungskämmen (211) der Expansionsendstufe (201) Ausgleichklappen (235) zu einem Auspuffraum eingerichtet sind, wobei in den Verdrängungskämmen (211) der Expansionsendstufe (201) die Ausgleichklappen (235) konstruktiv anders ausgeführt sind, um bei einem eingeschalteten Gas-Dampf-Zyklus Wasserdampf in die Arbeitskammer (212) durchzulassen, wobei die Expansionsvorstufe (200) und die Expansionsendstufe (201) Teile eines gemeinsamen Expansionsraums sind und die Expansionsvorstufe (200) eine hitzebeständige Abdeckung (237) aller mit heißem Medium in Berührung stehenden Flächen und keine Dichtungen an den laufenden Verdrängungskämmen (211) hat, wodurch durch Laufspiel entweichendes Medium in der folgenden Stufe (201) abgearbeitet wird, wobei die Expansionsendstufe (201) die Dichtungen hat, die einen Mediumdruckverlust verhindern, und mit Medium arbeitet, dessen Temperatur nach der Expansion in der Expansionsvorstufe (200) gesunken ist, wodurch das Triebwerk durch diese Arbeitsverteilung hohen Temperaturbelastungen standhält, wobei ein zweiter Vorteil darin besteht, dass mit dieser Teilung von einem Mediumarbeitsdruck ausgehende Belastungen auf Körper und Lager von Läuferhälften halbiert werden, wobei ein dritter Vorteil sich daraus ergibt, dass diese Teilung einem gleichmäßigen Verlauf des Drehmoments auf der Leistungswelle (227) dient, denn die Drehmomente beider Stufen folgen nacheinander und überdecken einander, deshalb fällt das gemeinsame Drehmoment niemals bedeutend, erst recht nicht bis auf null, wobei in den Seitenwänden und einer hinteren Stirnwand der Expansionsendstufe (201) Sperrventile (238) mit lenkbaren Buchsen (263) bei Zufuhrkanälen (239) eingerichtet sind sowie separate Getriebe (240) in einem Rückdeckelraum zur synchronen Drehung der lenkbaren Buchsen (263) mit den Nebenläufern (210) dienen, wobei die Sperrventile (238) Verlust des Mediums aus der Arbeitskammer (212) der Expansionsvorstufe (200) und der äußeren Mediumleitungen (224) für eine Zeit unterbinden, in der die Arbeitskammer (212) der Expansionsendstufe (201) mit dem Auspuffraum verbunden ist, bis zu einem Moment, wenn die Verdrängungskämme (211) nach Vorbeigehen an den Auslasskanälen (228) erneut in Stellung bei den Zufuhrkanälen (239) kommen, wobei in den Verdrängungskämmen (211) der Expansionsendstufe (201) die Ausgleichklappen (235) als biegeweiche längliche Lamellen in Schächten, die zwecks Abdichtung der Ausgleichsklappen (235) in gesperrtem Zustand Angüsse mit Konturensesseln für die Lamellen haben, untergebracht sind, wonach die Ausgleichsklappen (235) bei den Verdrängungskämmen (211) in beiden Stufen ähnlich gebildet sind, wobei das feststehende Brennrohr (202) zweiteilig aus dem feststehenden Brennrohr (202) und einem beweglichen Brennrohrteil (241) aufgebaut ist, welche zusammen steuerbare Auslassöffnungen (242) bilden, bei denen ein Stellgetriebe mit einem Zahnradsegment (243) und einem Zahnradgetriebe (268) durch Verstellung des beweglichen Brennrohrteils (241) bezüglich des feststehenden Brennrohrs (202) die Auslassöffnungen (242) reguliert und damit die Ausgabe des Mediums in die Expansionsendstufe (201) steuert, wobei das Verbindungsrohr (204) und der Hauptläufer (208) mit zwei METAX-Gleitringdichtungen Typ B (244) von einem Raum des Vorderdeckels (206) isoliert und mit flüssigem Kühlmittel zwischen beiden Gleitringdichtungen (244) gekühlt sind, wodurch der Raum des Vordeckels (206) mit Lagern und Dichtungen vor Wärme und Druck aus einem Druckraum des Hauptläufers (208) geschützt ist, wobei Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen vom Typ 103 (247) einen Raum zwischen dem feststehenden Brennrohr (202) und dem beweglichen Brennrohrteil (241) und einer Druckmediumleitung (248) abdichten sowie bei den Sperrventilen (238) Rillenkugellager und Hochleistungs-GFT-Radialdichtungen des Typs 103 (247) zur Anwendung kommen, wobei in der Expansionsendstufe (201) eine Vorrichtung im Rückdeckel (207) eingerichtet ist, bei der Federn (249), die in einem Ansatz (250) zu einer Stirnwand angebracht sind eine Kompensation von Wärmeausdehnungen und Anpressen des feststehenden Brennrohrs (202) an das Verbindungsrohr (204) gewährleisten, so dass O-Ringe (251) aus Sintermetall zwischen dem Verbindungsrohr (204), den Gleitringdichtungen (244) und dem feststehenden Brennrohr (202) mit Arbeitsdruck aneinandergepresst werden, wobei eine in der Leistungswelle (227) platzierte Druckschutzklappe (253) der Gefahr eines Überdrucks in den Arbeitskammern vorbeugt, indem bei Ansprechen der Druckschutzklappe (253) Überdruckgas durch die Druckmediumleitung (248) und Bohrungen in der Leistungswelle (227) in eine Überdruckgasableitung (254) gelangt und mit dann geringem Druck in ein Auspuffsystem abgeführt wird, wobei ein Ansprechdruck mittels eines Regulators (264) der Druckschutzklappe (253) festgelegt und daher eine Korrektur möglich ist, wobei alle Läufer (208, 210) sich in Nadellagern (255) mit Borden und Innenringen drehen, die in Zwischenwänden der Stufen eingerichtet und durch die Öl-Kanäle mit Schmieröl gekühlt und mit Hochleistungs-GFT-Dichtungen (247) vom Typ 103 abgedichtet sind, weil hier extreme Arbeitsbedingungen wie Drücke bis 70 bar, Temperaturen bei Kühlung mit flüssigem Mittel bis 300 °C, Drehzahlen an einem Nebenläufer (210) bis 15 000 1/min und am Hauptläufer (208) bis 5555 1/min sowie dynamische Tragwerte bei Schmierung bis 35 000 N möglich sind, womit diese extremen Arbeitsbedingungen und hohe Anforderungen standfest durchgehalten werden können, wobei eine Standfestigkeit der Nadellager (255) mit Borden und Innenringen durch die Kombination mit Dichtungen aus federelastischem PTFE-Stoff mit Edelstahl gewährleistet ist sowie in dem Vorderdeckel (206) und dem Rückdeckel (207) die Läufer (208, 210) mit Rillenkugellagern (256) versehen sind, die die Nadellager von Axialkräften entlasten, wobei ein Schmierölsystem einen erforderlichen Ölbedarf sowohl für Schmierung und Kühlung der Nadellager (255) mit Borden und Innenringen in beiden Stufen, für Kühlung des Hauptläufers (208) und des Verbindungsrohrs (204) mit flüssigem Kühlmittel zwischen beiden Gleitringdichtungen (244) und zu den Längsdichtleisten (230) der Expansionsendstufe (201), als auch von Vorrichtungen für Steuerung und Regelung deckt, wobei Hochdruck-Kraftöl auch für gegebenenfalls ferngesteuerte hydraulische Stellorgane, Niederdruck-Schmieröl für alle in dem Vorderdeckel (206) und dem Rückdeckel (207) angewendeten Rillenkugellager (256) geliefert, wobei für alle Nadellager mit Dichtungen, das Verbindungsrohr (204) und Teile des Hauptläufers (208) sowie die inneren Wände der Arbeitskammern der Stufen (200, 201) ein gemeinsames Kühlsystem mit flüssigem Kühlmittel existiert, wofür Stirnwände (257) beider Stufen (200, 201) zweiteilig aufgebaut sind: als die Stirnwände (257) selbst und Auflage-Teile (269) mit Labyrinth-Kanälen (269) für das flüssige Kühlmittel, sowie entsprechend Einlassstutzen (258) und Auslassstutzen (259) für das flüssige Kühlmittel eingerichtet sind, wobei die Seitenwände ebenfalls zweiteilig aufgebaut sind: die Seitenwände der Expansionsvorstufe (200) und der Expansionsendstufe (201) mit länglichen Kanälen selbst und Hülsen (260) mit einer gehärteten Innenfläche, die von den Verdrängungskämmen (211) bei ihrer Drehung überstrichen wird, wobei die Seitenwände mit den Zwischenwänden verstärkt und in dreieckigen Gestellen vereinigt sind, die Stufengehäuse bilden und es ermöglichen, die Zufuhrkanäle (239) und die Auslasskanäle (228) sowie die Sperrventile (238) der Expansionsendstufe (201) für das Medium in den verstärken Seitenwänden einzurichten, sowie nach außen Plattformen für die äußeren Mediumleitungen (224) und die Auspuffflansche (229) zu bilden, wobei ein Arbeitsprozess durch die Entstehung des Förderstroms in der Brennkammer (214) erfolgt, wo aus dem Brennkopf (215) die Kryotreibstoffe mit dem Neutralstoff mit dem Zufuhrdruck aus den Brenndüsen (216) spritzen und durch Verbrennen den Förderstrom bilden und dabei die Beständigkeit des Drucks durch Speicherräume (245) stabilisiert ist, wobei der Förderstrom mit isobarer Expansion durch die Auslassöffnungen (242) des unbeweglichen Teils des feststehenden Brennrohrs (202) in die Expansionsvorstufe (200) strömt und hier mit weiterer Expansion sich fortpflanzt, wodurch mittels der Verdrängungskämme (211) ständig ein Drehmoment auf den Nebenläufern (210) der Expansionsvorstufe (200) produziert wird, wobei ein Teil des Mediums, der durch ein Laufspiel der Verdrängungskämme (211) durchgebrochen ist, ständig durch die Längsauslassöffnungen (223) mit einer polytropischen Ausdehnung in die äußeren Mediumleitungen (224) tritt und sich hier akkumuliert, bis die Sperrventile (238) bei den Zufuhrkanälen (239) einen Zutritt des Mediums in die Expansionsendstufe (201) zulassen, wobei nach teilweiser Ausdehnung des Mediums in der Expansionsendstufe (201), bis die Verdrängungskämme (211) der Expansionsendstufe (201) durch die Auslasskanäle (228) die Auspuffflansche (229) erlangen, das Medium mit Restdruck durch die Auslasskanäle (228) in das Auspuffsystem ausgestoßen, wobei unter Wirkung des expandierten Mediums die Verdrängungskämme (211) der beiden Stufen (200, 201) die eigenen Läufer (210) drehen, wodurch, weil alle Läufer (208, 210) eines Drehkolbenexpanders mittels der äußeren Längsverzahnung (209) verbunden sind, Läuferwellen der Stufen (200, 201) durch ein gemeinsames Getriebe mit Ritzel (225) und Großrad (226) die Leistungswelle (227) antreiben, wobei der Arbeitsdruck des Mediums sich ändert bei von dem Pilot-Operateur angeforderter Leistungsänderung des Drehkolbenexpanders oder bei Änderung eines Gegenmoments auf der Leistungswelle (227), wodurch der Druck wachsen kann, bis das Gegenmoment überwunden wurde, und dabei der Arbeitsdruck durch eine Druckschutzklappe (253) begrenzt ist, die Überdruckmedium bei Ansprechen der Druckschutzklappe (253) in das Auspuffsystem überführt, wobei das Stellgetriebe, welches aus dem Zahnradsegment (243) und dem Zahnradgetriebe (268) besteht, durch Verstellung des beweglichen Teils des Rohrs (241) bezüglich des feststehenden Brennrohrs (202) die Auslassöffnungen (242) reguliert und damit die Ausgabe des Mediums in die Expansionsendstufe (201) steuert, wodurch diese steuerbare Verteilung des Druckmediums zwischen beiden Stufen (200, 201) des Drehkolbenexpanders eine präzise Steuerung auf kleinen Regimen ermöglicht.
9. Mondfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Transmission, die zwei „Minusgetriebe“ - Planeten-Koppelgetriebe (59), vier Achsenanlagen (75), vier Kegelstirnradgetriebe (58), vier Elastomer-Kupplungen (76), sieben Doppelschrägverzahnungen mit Triebrad (45), sowie Antriebswellen (46, 153), die alle diese Einrichtungen und Antriebe miteinander verbinden, umfasst, wobei die Antriebe, die aus einem ersten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (60), einem zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (35) sowie einem Elektromotor (55) bestehen, an ein vorderes (57), zweites (81), drittes (85) und hinteres (88) Wagenradpaar sowie an ein Bohrgetriebe Drehmomente mit hohen Drehzahlen durch eine Antriebswelle (46) und mit niedrigen Drehzahlen durch eine Triebwelle (50) der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) übergeben, wobei die Transmission aus den zwei „Minusgetrieben“ - Planeten-Koppelgetrieben (59, 36) der Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (60, 35), sieben Doppelschrägverzahnungen mit Triebrädern (45) und Gegenrädern (44) zu den vier Wagenradpaaren (57, 81, 85, 88), zum Elektromotor (55) und zu der Dynamomaschine (51) sowie zwei Kegelzahnrädern (39, 42) mit sich schneidenden Achsen für eine Schneckenbohrstange (18) des Bohrgetriebes bestehen, wobei zur dieser Reihe von Getrieben auch Getriebe einer zweiten Art eines „Minusgetriebes“ - vier Kegelstirnradgetriebe (58, 54, 48, 43) für direktes Drehen der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) präsent sind, wobei in einer oberen Reihe von Wellen die Wellen bei Antrieben mit noch relativ großen Drehzahlen wie dem Elektromotor (55) und der Dynamomaschine (51) sowie eine Getriebekombination (38) von Kegelzahnrädern zum Umschalten eines Zahnkranzes (97) einer elektromagnetisch betätigten Zahnkupplung zwischen dem Triebrad (45) einer Doppelschrägverzahnung und einer Antriebswelle (153) vorgesehen sind, wobei zur Umschaltung des zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (35) von einem Antrieb der Bohranlage (79) auf einen Antrieb der Wagenradpaare (57, 81, 85, 88) ein Kegelzahnrad (95), der Getriebekombination (38), zum Anschalten des zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpanders (35) dient.
10. Mondfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohranlage (79) mit Stütz-Traglagerungen (33) auf einem Rahmen eines undichten Raums (12) des Mondfahrzeugs befestigt ist und aus der Schneckenbohrstange (18), einer Feder (31), einem Federring (32), einem Kegelzahnrad (39) der Schneckenbohrstange (18), einem Drehrohr (41) mit einer Schraubennut, einem Kegelzahnrad (42) des Bohrgetriebes, einer Rippen-Ferse (99) in Kontakt mit einem Antwort-Rippen-Nest sowie einem Druckübergabe-Rohr (140) besteht und von dem zweiten Kryotreibstoff-Drehkolbenexpander (35) oder dem Elektromotor (55) durch die Kegelzahnräder (39, 42) angetrieben ist, wobei das Drehrohr (41) mit der Schraubennut mit einem Innendurchmesser, der dem Federring (32) in freiem Zustand gleich ist, sowie mit der Rippen-Ferse (99) ausgefertigt und auf das Kegelzahnrad (39) der Schneckenbohrstange (18), der mit Antwort-Rippen-Nest mit Durchgleit-Möglichkeit für das Drehrohr (41) gestützt ist, wobei der Federring (32) in die Schraubennut hineinfallen und sich mit einem Pressrohr drehen kann, wodurch der Federring (32) durch Konfiguration der Schraubennut bezwungen ist zur Druckübergabe-Rohr (140) sich verschieben, Druckübergabe-Rohr (140) deformieren und abweichen lassen, um in Kontakt mit der Schneckenbohrstange (18) einzutreten und ein Drehmoment von dem Drehrohr (41) und eine Druckkraft der Feder (31) auf die Schneckenbohrstange (18) für die Bohrung zu übergeben, wobei für automatisches Funktionieren der Anlage der geschnittene federförmige Federring (32) von Bedeutung ist, weil er immer unter Druck der Feder (31) steht, deshalb zu einer Form mit einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Drehrohrs (41) gleich ist, deformiert und zusammengepresst werden kann, so dass in einen bestimmten Moment bei Ausgleich einer Elastizitätskraft des Rings von einer Seite und einer Mitnahmekraft des Drehrohrs (41) von der anderen der Federring (32) aus der Schraubennut hinaustreten und damit die Feder (31) befreien kann, wodurch der Federring (32) unter Druck der Feder (31) nach unten springt und bei Zusammentreffen mit einer Einrichtung des Kegelzahnrads (39) der Schneckenbohrstange (18), die mit der Stütz-Traglagerung (33) unterstützt ist, in die Schraubennut erneut hineinfällt, was einem nächsten Bohrzyklus ermöglicht, fortzuschreiten, und der Schneckenbohrstange (18) ermöglicht, bei der Bohrung sich zu vertiefen und Boden an Bord des Mondfahrzeugs zu liefern.
11. Mondfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Probeneinnehmer (30) und ein Behälter (26) mit einem Räumungsschieber für Bodenproben in der Experimentierzelle (22) eingerichtet sind, wobei der Probeneinnehmer (30) als ein rohrförmiger Druckkörper (29) mit offenen Enden, der in einer Wandung einer Kabine (1, 22) und eines torusartigen Wasserbehälter (19) mit hermetischen Dichtungen befestigt ist, ausgefertigt ist, wobei von einer Seite des Pilot-Operateurs der Druckkörper (29) mit einem Schraubdeckel (28) und einer Mutter mit Schraubverschluss (151) auf einem Stock des Probeneinnehmers (30) hermetisiert ist, wodurch nach Drehung der Mutter mit Schraubverschluss (151) der Probeneinehmer (30) undicht gemacht werden kann, wobei, um großem Verlust an Atmungsgas vorzubeugen, der Pilot-Operateur den Druckkörper (29) mittels eines Handgriffs (152) in in dem Behälter (26) mit dem Räumungsschieber angehäuften Boden einschieben, damit den Probeneinehmer (30) halb hermetisiert machen und dann möglichst schnell aus dem Druckkörper (29) ganz herausziehen, Boden aus dem Probeneinnehmer (30) in einen separaten Behälter ausschütten, den Probeneinehmer (30) zurück in den Druckkörper (29) einschieben und mit dem Schraubdeckel (28) und der Mutter mit Schraubverschluss (151) hermetisieren soll, wobei etliches kleines Ausströmen des Atmungsgases aus der Kabine (1, 22) bei dieser Operation unentbehrlich ist, aber sicher klein, weil der Druckkörper (29) mit einem offenen Ende ständig dabei in den angehäuften Boden gesenkt ist, dabei der Boden durch Druck des ausströmenden Atmungsgases angepresst und halbgedichtet wird, womit der große Verlust des Atmungsgas verhindert ist.
12. Mondfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein System mit Bestandteilen einiger Flüssigkeits-Raketentriebwerke sowie Raketenkammern, die mit Sauerstoff und Wasserstoff als Treibstoffe arbeiten können, für Aufrechtstart und Überflüge über Mondrelief, wobei dieses System aus folgenden Vorrichtungen und anderen Bestandteilen zusammengestellt ist: zwei vordere Raketentriebwerke (62) und zwei hintere Raketentriebwerke (37), jedes mit einer Sauerstoffpumpe (110), einer Wasserstoffpumpe (117), einer Sauerstoffturbine (108), einem Haupt-Anschalt-Ausschalt-Ventil (111) von Sauerstoff und Wasserstoff, einem Regler (109) des Verhältnisses der Treibstoffkomponenten, einer Klappe (112) eines Zündungssystems, einem Heliumtank (122), einer Überlassklappe (106), einem Wärmetauscher (107), einem Gas-Helium-Behälter (114), einem Wasserstoff-Gasgenerator (104), einer Sauerstoffklappe (116), einer Wasserstoffturbine (118), einem Sauerstofftank (120) sowie einem Wasserstofftank (121), wobei das Helium zum Durchblasen des Raketentriebwerks (62, 37), zur Steuerung des Wärmetauschers (107), zur Aufladung des Sauerstofftanks (120), sowie zur Automatiksteuerung des Raketentriebwerks (62, 37) benutzt wird, während der Wasserstoff-Gasgenerator (104) zur Unterstützung eines stabilen Zugs des Raketentriebwerks (62, 37) sowie zur Aufladung des Wasserstofftanks (121) benutzt wird, wobei der Druck in einer Brennkammer (214) des Raketentriebwerks (62, 37) Werte von 5 bis 25 Pa abhängig von einem Prozess der Suche eines Steueroptimums und der Druck eines Generatorgases ungefähr zweimal höher beträgt, wobei der Treibstoff aus zwei Komponenten im Verhältnis Sauerstoff zu Wasserstoff von 4:5 besteht und Wasserstoff zu Speicherung und Transport chemisch in Metallhydrid (LOHC) überarbeitet wird, wobei Begrenzungen wie Länge eines Laderaums 18 m, Rumpfbreite 5,5 m, Nutzlast 30 t gelten, während alle Vorräte der Treibstoffe, Materialien und Versorgungsmittel, Anbaugeräte wie verschiedene Hydraulikbagger-, Schaufel- und Planierpflüge sowie Vorrichtungen für Auf- und Entladearbeiten des Mondfahrzeugs von Bord des Mondfahrzeugs auf den Mond mitberechnet sind, wobei zur Bestimmung eines gesamten Auftriebs der und von Ausmaßen der Raketentriebwerke (62, 37), die zum Flug über die Oberfläche des Monds nötig sind, eine Graphik, die relative Ausmaße eines Raketentriebwerks (62, 37) mit gleichem Wert des Zugs und spezifischen Impulses, aber verschiedenen Werten der Drücke p_k in der Brennkammer (214) zeigt, benutzbar ist, wobei entsprechend der Graphik mit einer Erhöhung der Werte der Drücke p_k in der Brennkammer (214) eine Vergrößerung ihres spezifischen Impulses beobachtbar ist, wodurch sich, um bei Sicherstellung der nötigen Leistung einer Treibstoffpumpe einen Aufwand des Generatorgases zu optimieren, der Aufwand des Generatorgases zur Sicherstellung der nötigen Leistung der Treibstoffpumpen erhöht, weil ab einem gewissen Moment anwachsende Verluste des spezifischen Impulses zum Antrieb der Treibstoffpumpe zuerst die nötige Leistung ausgleichen, danach den Zuwachs des spezifischen Impulses der Brennkammer (214) übersteigen lassen, wodurch die Berechnung passender Parameter des Raketentriebwerks eine Suche nach einem Optimum ist, bei der alle relevanten Umstände, Werte und Parameter berücksichtigt werden, wodurch es eine Aufgabe ist, das Mondfahrzeug mit allen Vorräten der Treibstoffe, der Materialien und Versorgungsmittel, Anbaugeräte inklusive, mit seinen Ausmaßen und Gewichten in dem Laderaum einer Fähre unterzubringen und dabei mit einer Lastbegrenzung von 30 t auszukommen, wobei weil die Beschleunigung des freien Falls bei der Oberfläche des Monds 1,62 m/s² beträgt, der gesamte Auftrieb aller Raketentriebwerke (62, 37), die beim Überfliegen des Mondfahrzeugs über dem Mond gleichzeitig angeschaltet sind, mit einem Vorratskoeffizienten 1,3 einen Wert von ca. 6,5 t beträgt, wobei eine technische Projektierung mit Kalkulation eines Gewichts-Verzeichnisses begleitet ist, bei der Auswahl von Charakteristiken von Raketentriebwerken der Fähre das obengenannte Optimum gesucht werden muss, weil schon bei p_k = 5 Pa und einem Düsendurchmesser D = 0,2 m der gesamte Auftrieb von vier Düsen grob berechnet einen Wert von 6280 kg beträgt, wobei ein breiter Bereich Werte der Drücke p_k in der Brennkammer es gewährleistet, ein Optimum zu finden, welches im Vergleich mit dem bei der vorigen Berechnung bekommenen ein fast ähnliches Ergebnis zeigt.

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