Способ межпланетных пилотируемых полетов

(51) 64 99/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ орбитальный модуль с топливом и отсеком для возврата пилотов к Земле и посадочный модуль,проведение посадки пилотов на поверхность планеты, старт с поверхности планеты с выходом на орбиту планеты и старт к Земле,Отличием является то, что 1. топливо для обратного полета к Земле и посадочный модуль доставляются на орбиту планеты дополнительным беспилотным кораблем с большим допустимым временем полета от Земли к планете, старт беспилотного корабля совершается ранее пилотируемого корабля, но с одинаковым временем прибытия к планете обоих кораблей. 2. доставка топлива на обратный полет и посадочного модуля проводится несколькими беспилотными кораблями. Техническим результатом является сокращение времени пилотируемого полета и сокращение затрат на его осуществление.(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт атомной энергии Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный ядерный центр Республики Казахстан Министерства энергетики и минеральных ресурсов Республики Казахстан(54) СПОСОБ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ПИЛОТИРУЕМЫХ ПОЛЕТОВ(57) Способ межпланетных пилотируемых полетов,включающий полет пилотируемого корабля к планете солнечной системы, разделение корабля на две части перед посадкой на поверхность планеты, 22757 Изобретение относится к области космонавтики,а именно, к способам проведения пилотируемых полетов к планетам солнечной системы и их спутникам. Известен способ межпланетного полета,включающий полет пилотируемого корабля к планете солнечной системы, облет этой планеты и возвращение к Земле 1. Такой способ не требует затрат энергии (и топлива) на посадку на поверхность планеты и взлет с не. Корабль может максимально использовать топливо, полученное на орбите Земли для целей полета, проведения требуемых маневров. Недостатком способа является ограниченность выполняемых задач. Известен способ межпланетного полета,включающий полет корабля к планете солнечной системы,проведение посадки корабля на поверхность планеты, старт с поверхности планеты с выходом на орбиту планеты и старт к Земле 2. Такой способ позволяет решить задачу пребывания пилотов на поверхности планеты. Недостатком способа являются большие затраты энергии (топлива) на проведение полета. Известен способ межпланетного полета,включающий полет пилотируемого корабля к планете солнечной системы, проведение посадки пилотов на поверхность планеты, старт с поверхности планеты с выходом на орбиту планеты и старт к Земле, отличающийся от предыдущего аналога тем, что перед посадкой на поверхность планеты корабль разделяется на две части, одна из которых остается на орбите планеты 3. Орбитальная часть корабля содержит топливо и отсек космонавтов для полета к Земле. Для посадки и старта с поверхности планеты на данное топливо и отсек космонавтов не тратится дополнительная энергия. Недостатком способа является большие потери энергии (затраты топлива) и большая величина требуемого времени пилотируемого полета к планете. Задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат энергии на пилотируемый полет к планете и затрат времени на его осуществление. Технический результат изобретения достигается тем, что способ межпланетных пилотируемых полетов, включающий полет пилотируемого корабля к планете солнечной системы, разделение корабля на две части перед посадкой на поверхность планеты орбитальный модуль с топливом и отсеком для возврата пилотов к Земле и посадочный модуль,проведение посадки пилотов на поверхность планеты, старт с поверхности планеты с выходом на орбиту планеты и старт к Земле, отличается тем, что топливо для обратного полета к Земле и посадочный модуль доставляются на орбиту планеты дополнительным беспилотным кораблем с большим допустимым временем полета от Земли к планете,старт беспилотного корабля совершается ранее пилотируемого корабля, но с одинаковым временем прибытия к планете обоих кораблей. 2 2. Способ межпланетного пилотируемого полета по п. 1, отличается тем, что доставка топлива на обратный полет и посадочного модуля проводится несколькими беспилотными кораблями. Описание характеристик полета по прототипу и предложению. Основными составляющими затрат при проведении полета к планетам солнечной системы являются затраты,связанные с выводом межпланетного корабля на стартовую орбиту Земли и затраты на осуществление перелетов от Земли к планете и обратно. Примем массы ракеты на стартовой орбите Земли для прототипного и предлагаемого варианта равными. В этом случае определяющим будет время пилотируемого полета. Проведем оценочный расчет этого времени для следующих условий- Полет проводится на Марс с расстоянием в одну сторону 100 млн. км.- Ракеты для межпланетного полета оснащены двигателями с солнечным нагревом рабочего тела- Масса межпланетного модуля без топлива 10200 кг.- Масса посадочного модуля с топливом двигателей ЖРД для посадки и взлета 13100 кг.- Масса топлива (водорода) на околоземной орбите для прототипа 36700 кг, для предлагаемого варианта 49800 кг. Перед обратным полетом посадочный модуль отделяется от межпланетного модуля, а время полетов в обе стороны устанавливается равным. В этом случае для прототипного варианта время полета в одну сторону 387 суток, при этом расход водорода на разгоне к Марсу составит 16100 кг, при торможении 11900 кг. На обратный полет затраты топлива составят 8700 кг. Для предлагаемого варианта время полета к Марсу составит 150 суток. Топливо, доставляемое на марсианскую орбиту для предлагаемого варианта, должно иметь массу,равную массе топлива на орбите Земли (49800 кг) при равенстве длительностей полета к Марсу и обратно. Затраты на его доставку беспилотным кораблем снижаются как за счет увеличения времени доставки (в сравнении с пилотным вариантом), так и за счет меньшей массы беспилотного корабля. Практически, этот корабль содержит двигатели и топливо. Становится возможным дублирование поставки топлива на орбиту планеты несколькими кораблями, что увеличивает надежность выполнения программы пилотируемого полета и снижает требование к массе беспилотного корабля на земной орбите. Вполне естественным будет рассчитать запасы для космонавтов таким образом, чтобы обеспечить их жизнедеятельность при увеличении длительности обратного полета за счет потери одной части топлива из двух. Такой подход оправдан, тем более,что уменьшение массы топлива вдвое ведет к увеличению длительности обратного полета со 150 суток всего на 180 суток. 22757 Все это в целом обеспечивает как многократное снижение стоимости работ на осуществление программы пилотируемого полета, так и снижение времени пилотируемого полета. Таким образом,поставленная перед изобретением техническая задача выполнена. Время пилотируемого полета к Марсу при одинаковой массе пилотируемого корабля на стартовой орбите Земли 60 тонн и удельной тяге двигателей 1000 с может быть сокращено, для рассмотренных условий, с 387 суток до 150 суток. Доставка грузов к орбите планеты несколькими кораблями увеличивает надежность выполнения программы. Увеличение времени обратного полета при получении половины требуемого топлива приводит лишь к незначительному увеличению длительности обратного (и, тем более, общего) полета. Литература 1. Аполлон. Космонавтика. Маленькая энциклопедия. // Советская энциклопедия. 2-е издание. М., 1970 г. с. 26-31. (Аполлон-8, с. 27). 2. Луна. Политехнический словарь. М. Советская энциклопедия с. 1989 г. 656, (Луна-16,20, 24 с 276). 3. Кондратюк Ю.В. Космонавтика. Маленькая энциклопедия. // Советская энциклопедия. 2-е издание. М., 1970 г. с. 196. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ межпланетных пилотируемых полетов, включающий полет пилотируемого корабля к планете солнечной системы, разделение корабля на две части перед посадкой на поверхность планеты, орбитальный модуль с топливом и отсеком для возврата пилотов к Земле и посадочный модуль,проведение посадки пилотов на поверхность планеты, старт с поверхности планеты с выходом на орбиту планеты и старт к Земле, отличающийся тем, что топливо для обратного полета к Земле и посадочный модуль доставляются на орбиту планеты дополнительным беспилотным кораблем с большим допустимым временем полета от Земли к планете, старт беспилотного корабля совершается ранее пилотируемого корабля, но с одинаковым временем прибытия к планете обоих кораблей. 2. Способ межпланетного пилотируемого полета по п. 1, отличающийся тем, что доставка топлива на обратный полет и посадочного модуля проводится несколькими беспилотными кораблями.