JP2016026125A - 宇宙打ち上げ機の海上着陸及び関連のシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】再使用型宇宙打ち上げ機100を打ち上げ地点140から海上の軌道で打ち上げる。ブースターエンジン停止及び上段の分離後、ブースター段110は、船尾からの向きで地球の大気圏に再突入する。次に、ブースターエンジンを再始動し、ブースター段は、予め位置決めされた海上航行プラットフォーム150のデッキ上への垂直動力式着陸を実行する。ブースター段が海上航行プラットフォームの方向に地球の大気圏を通って滑空する時に、双方向空力制御面118a,bがブースター段の軌道を制御する。海上航行プラットフォームは、自己のリアルタイムの位置をブースター段に送信するので、ブースター段は、漂流及び/又は他のファクタによる海上航行プラットフォームの位置の誤差を補正できる。
【選択図】図1
Description
本出願は、「途中の打ち上げ機修復を含む宇宙打ち上げ機の海上着陸及び関連のシステム及び方法(SEA LANDING OF SPACE LAUNCH VEHICLES AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS, INCLUDING EN ROUTE VEHICLE REFURBISHMENT)」という名称の2009年6月17日出願の米国特許仮出願第61/218,029号明細書、及び「宇宙打ち上げ機の海上着陸及び関連のシステム及び方法(SEA LANDING OF SPACE LAUNCH VEHICLES AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS)」という名称の2009年6月15日出願の米国特許仮出願第61/187,243号明細書に対する優先権を請求するものであり、これらの両方は、引用によりその内容全体が本明細書に組み込まれている。
110 ブースター段
112 船尾端部
114 前方端部
118a、118b 移動可能制御面
120 展開可能な空力面
Claims (69)
- 1つ又はそれ以上のロケットエンジンを含む宇宙打ち上げ機を備えた、宇宙空間へのアクセスを提供するシステムであって、
前記宇宙打ち上げ機は、
1つ又はそれ以上のロケットエンジンの少なくとも1つに点火して前記宇宙打ち上げ機を機首からの方向で宇宙空間に打ち上げて、
大気圏に再突入するために前記宇宙打ち上げ機を船尾からの方向に指向させて、
前記1つ又はそれ以上のロケットエンジンの少なくとも1つからの推力を用いて実質的に船尾からの方向で水域の着陸構造体上に前記宇宙打ち上げ機を着陸させる、
ことを含むルーチンを実行するように構成されるシステム。 - 前記宇宙打ち上げ機は、多段式宇宙打ち上げ機であり、少なくとも1つのブースター段及び第2段を含み、前記宇宙打ち上げ機は、少なくとも1つのブースター段を点火、指向、及び着陸させるように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、制御面を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記制御面は、宇宙打ち上げ機の前方及び後方に向かって位置決めされた双方向制御面であり、前記宇宙打ち上げ機を上昇中及び降下中に制御する、請求項3に記載のシステム。
- 前記制御面は、前記宇宙打ち上げ機の外面に対して移動可能である、請求項3に記載のシステム。
- 前記制御面は、展開可能な制御面であり、前記宇宙打ち上げ機は、該宇宙打ち上げ機が打ち上げられた後で該宇宙打ち上げ機が着陸する前に前記制御面を展開するように構成される、請求項3に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、前端及び後端を含み、前記少なくとも1つのエンジンの噴出口は、前記後端に向かって位置決めされ、前記制御面は、前記前端に向かって位置決めされる、請求項3に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、後端及び前端を有し、前記宇宙打ち上げ機は、前記前端に向かって位置決めされた制御面をさらに含み、前記移動可能制御面は、前記宇宙打ち上げ機が実質的に船尾からの向きの状態で、前記宇宙打ち上げ機の重心の下流で前記宇宙打ち上げ機上に空気力を発生するように位置決めされる、請求項1に記載のシステム。
- 前記着陸構造体をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、半潜水型プラットフォームを含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、前記宇宙打ち上げ機の位置に対応する情報を受信し、前記情報の少なくとも一部に基づいて前記着陸構造体の位置を調整するように構成される、請求項9に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、少なくとも一部において現在の状况に基づいて前記着陸構造体の将来の位置を予測するように構成された位置予測器を含む、請求項9に記載のシステム。
- 前記状况は、前記水域の海流の強さ、海流の向き、前記水域上の風の強さ、風の向き、前記着陸構造体の漂流方向、又は前記着陸構造体の漂流速度のうちの少なくとも1つを含む、請求項12に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、複数の着陸構造体のうちの1つである、請求項9に記載のシステム。
- 前記複数の着陸構造体のうちの1つは、予備着陸構造体を含み、前記宇宙打ち上げ機は、前記予備着陸構造体上に着陸するように構成される、請求項14に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、中断されたミッション中に前記予備着陸構造体上に着陸するように構成される、請求項15に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、前記着陸構造体の位置に対応する情報を受信し、前記情報の少なくとも一部に基づいて前記宇宙打ち上げ機の飛行経路を調整するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 前記情報は、前記着陸構造体の予測位置に対応する、請求項17に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機が運ぶ1つ又はそれ以上のスラスタをさらに備え、前記宇宙打ち上げ機は、前記1つ又はそれ以上のスラスタを作動させて、大気圏の再突入の前に前記宇宙打ち上げ機を船尾からの方向に指向させる、請求項1に記載のシステム。
- 前記ルーチンは、前記宇宙打ち上げ機が大気圏に突入する際に前記宇宙打ち上げ機を船尾からの方向に指向させる、請求項1に記載のシステム。
- 宇宙打ち上げ機を備える宇宙空間へのアクセスを提供するシステムにおいて、
前記宇宙打ち上げ機は、
前記宇宙打ち上げ機を機首からの方向で大気圏外に打ち上げるように構成された1つ又はそれ以上の点火可能なロケットエンジンと、
大気圏に再突入するために前記宇宙打ち上げ機を船尾からの方向に指向させるように構成された、1つ又はそれ以上のスラスタと、
前記宇宙打ち上げ機が打ち上げられた後で、前記宇宙打ち上げ機が前記1つ又はそれ以上のロケットエンジンの少なくとも1つからの推力を用いて実質的に船尾からの方向で水域の着陸構造体上に着陸する前に展開するように構成された制御面と、
を含むシステム。 - 前記宇宙打ち上げ機は、第1のブースター段及び第2段を含み、前記第2段は、打ち上げ後かつ前記第1段が船尾からの方向に指向して着陸する前に、前記第1段から分離するように構成される、請求項21に記載のシステム。
- 前記制御面は、移動可能制御面である、請求項21に記載のシステム。
- 前記制御面は、双方向制御面である、請求項21に記載のシステム。
- 前記制御面は、前記宇宙打ち上げ機の降下中かつ着陸前に前記宇宙打ち上げ機を制御する、請求項21に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、重心を有し、前記制御面は、前記宇宙打ち上げ機が実質的に船尾からの向きの状態で、前記重心の下流で前記宇宙打ち上げ機上に空気力を発生するように位置決めされる、請求項25に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、前端及び後端を含み、前記制御面は、前記前端に向かって位置決めされる、請求項21に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、段間構造体を含み、前記制御面は、前記段間構造体で運ばれる、請求項21に記載のシステム。
- 前記着陸構造体をさらに備える、請求項21に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、バージを含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、半潜水型プラットフォームを含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、自己推進型である、請求項29に記載のシステム。
- 前記着陸構造体は、少なくとも一部において現在の状况に基づいて前記着陸構造体の将来の位置を予測するように構成された位置予測器を含む、請求項29に記載のシステム。
- 前記宇宙打ち上げ機は、前記着陸構造体の位置に対応する情報を受信し、前記情報の少なくとも一部に基づいて、前記制御面は、前記宇宙打ち上げ機の飛行経路を調整する、請求項29に記載のシステム。
- 前記情報は、前記着陸構造体の予測位置に対応する、請求項34に記載のシステム。
- 前記制御面は、前記宇宙打ち上げ機が弾道軌道上にある間に前記宇宙打ち上げ機を船尾からの方向に指向させる、請求項34に記載のシステム。
- 前記1つ又はそれ以上のスラスタは、船尾からの向きでの着陸中に前記宇宙打ち上げ機の姿勢を制御する、請求項21に記載のシステム。
- 宇宙打ち上げ機を運用する方法であって、
前記宇宙打ち上げ機を地球から機首からの方向で宇宙空間に打ち上げる段階、
を含み
(a)前記宇宙打ち上げ機を打ち上げる段階は、前記宇宙打ち上げ機の1つ又はそれ以上のロケットエンジンを点火する段階を含み、
(b)前記宇宙打ち上げ機は、大気圏に再突入するために船尾からの方向に指向して、前記1つ又はそれ以上のロケットエンジンの少なくとも1つからの推力を用いて実質的に船尾からの方向で水域の着陸構造体上に着陸するように構成されており、
前記方法はさらに、
実質的に船尾からの方向で前記着陸構造体上に着陸した後で、前記宇宙打ち上げ機を陸上に戻す段階、
を含む方法。 - 前記宇宙打ち上げ機を次の打ち上げで再使用する段階をさらに含む、請求項38に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記宇宙打ち上げ機を海上で修復した後に戻す段階を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機は、陸上に到着した際に洗浄、再充電、試験の少なくとも1つが行われる、請求項40に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記宇宙打ち上げ機が前記着陸構造体から別の船舶に移動された後に、前記宇宙打ち上げ機を前記別の船舶によって戻す段階を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記別の船舶を前記着陸構造体に配備して前記宇宙打ち上げ機を回収する段階をさらに含む、請求項42に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を打ち上げる段階は、ブースター段及び第2段を打ち上げる段階を含み、前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記ブースター段を戻す段階を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記第2段の無い前記ブースター段を戻す段階を含む、請求項44に記載の方法。
- 前記着陸構造体を配備する段階をさらに含む、請求項38に記載の方法。
- 前記着陸構造体を配備する段階は、前記着陸構造体を自己の動力の下で配備する段階を含む、請求項46に記載の方法。
- 前記着陸構造体を配備する段階は、前記着陸構造体を曳航する段階を含む、請求項46に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機の位置に基づいて前記着陸構造体を指向させる段階をさらに含む、請求項46に記載の方法。
- 前記着陸構造体は、半潜水型である、請求項46に記載の方法。
- 前記着陸構造体は、複数の着陸構造体のうちの1つであり、前記複数の着陸構造体を配備する段階をさらに含む、請求項46に記載の方法。
- 宇宙打ち上げ機を運用する方法であって、
前記宇宙打ち上げ機を、前記宇宙打ち上げ機の1つ又はそれ以上のロケットエンジンによって、地球から機首からの方向で宇宙空間に打ち上げる段階と、
前記宇宙打ち上げ機を大気圏に再突入するために船尾からの方向に指向させる段階と、
前記1つ又はそれ以上のロケットエンジンの少なくとも1つからの推力を用いて実質的に船尾からの方向で水域の着陸構造体上に着陸させる段階と、
を含む方法。 - 実質的に船尾からの方向で前記着陸構造体上に着陸した後で、前記宇宙打ち上げ機を陸上に戻す段階をさらに含む、請求項52に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記宇宙打ち上げ機を海上で修復した後に戻す段階を含む、請求項53に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機は、陸上に到着した際に洗浄、再充電、試験の少なくとも1つが行われる、請求項54に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記宇宙打ち上げ機が前記着陸構造体から別の船舶に移動された後に、前記宇宙打ち上げ機を前記別の船舶によって戻す段階を含む、請求項53に記載の方法。
- 前記別の船舶を前記着陸構造体に配備して前記宇宙打ち上げ機を回収する段階をさらに含む、請求項56に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を打ち上げる段階は、ブースター段及び第2段を打ち上げる段階を含み、前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記ブースター段を戻す段階を含む、請求項53に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を次回の打ち上げで再使用する段階をさらに含む、請求項52に記載の方法。
- 前記宇宙打ち上げ機を戻す段階は、前記第2段の無い前記ブースター段を戻す段階を含む、請求項58に記載の方法。
- 前記着陸構造体を配備する段階をさらに含む、請求項52に記載の方法。
- 前記着陸構造体を配備する段階は、前記着陸構造体を自己の動力の下で配備する段階を含む、請求項61に記載の方法。
- 前記着陸構造体を配備する段階は、前記着陸構造体を曳航する段階を含む、請求項61に記載の方法。
- 前記着陸構造体は、半潜水型である、請求項61に記載の方法。
- 前記着陸構造体は、複数の着陸構造体のうちの1つであり、前記複数の着陸構造体を配備する段階をさらに含む、請求項61に記載の方法。
- 前記複数の着陸構造体のうちの少なくとも1つは、予備着陸構造体である、請求項65に記載の方法。
- 中断されたミッション中に前記宇宙打ち上げ機を前記予備着陸構造体へ方向転換させる段階をさらに含む、請求項66に記載の方法。
- 前記着陸構造体を所定の位置に保持する段階をさらに含む、請求項52に記載の方法。
- 前記着陸構造体を所定の位置に保持する段階は、1つ又はそれ以上のボートを用いて前記着陸構造体を所定の位置に保持する段階を含む、請求項68に記載の方法。
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