Способ осуществления межпланетной экспедиции и многоразовый экспедиционный космический комплекс

1. Способ осуществления межпланетной экспедиции, заключающийся в том, что выводят отлетный комплекс на околоземную орбиту, и в дальнейшем на орбиту искусственного спутника исследуемой планеты назначения,
отличающийся тем, что
- изготавливают эскадрилью в составе основных комплектов комплексов экспедиции и комплексов спасателей, выполняющих на этапе вылета функцию дозаправщиков, для чего их снабжают средствами перелива и длительного хранения криогенного топлива,
- с космодрома выводят на околоземную орбиту основные комплекты отлетных комплексов, где их дозаправляют комплексами дозаправщиками до необходимого количества криогенного топлива, загружают расходными материалами и снаряжением,
- выводят основную эскадрилью дозаправленных комплексов на электроракетных двигателях на орбиту искусственного спутника исследуемой планеты назначения,
- осуществляют, находясь на орбите исследуемой планеты стереографическое картографирование поверхности исследуемой планеты, выбирают место посадки,
- первым осуществляют посадку комплекса со строительными роботами и грейдером на борту в автоматическом режиме по карте местности,
- после предварительного выравнивания посадочной полосы осуществляют посадку следующие комплексы, при выполнении первым комплексом функции напланетного командно-измерительного пункта,
- всю первую беспилотную эскадрилью оставляют на исследуемой планете, приступают к строительству напланетной базы строительными роботами по программе из местных материалов, спекая из местного грунта под давлением строительные блоки, выстраивают защитные сооружения, строят укрытия и тоннели в грунте, остекловывая или оплавляя стены,
- заглубляют емкости - баки, развертывают оранжерею-трансформер,
- с помощью грейдера-марсохода исследуют грунты планеты, осуществляет вертикальную планировку космодрома, «утюжат» в рыхлом и шлифуют в твердом реголите взлетно-посадочную полосу,
- запускают в работу бортовую научную и исследовательскую аппаратуру в автоматическом режиме, исследуют грунт и атмосферу, экспериментируют с технологиями получения воды из окружающей среды, для обеспечения водоснабжения оранжереи и производства топлива, накапливаемых в заглубленных баках комплекса,
- к моменту завершения развертывания напланетной базы, обустройства территории жилой зоны и космодрома, завершения первой серии экспериментов, на Земле готовят вторую, пилотируемую экспедицию на аналогичном многоразовом экспедиционном космическом комплексе по соответствующему календарному графику,
- снабжают комплексы эскадрильи средствами, включающими турбокомпрессоры и турбодетандеры, системами накопления топлива из атмосферы и грунта исследуемой планеты, для обеспечения возможности возвращения комплекса на Землю, по схеме полета аналогичной первой беспилотной экспедиции, с посадкой на подготовленный роботами космодром,
- во второй экспедиции продолжают скорректированные исследования грунта и атмосферы на предмет получения сырья, топлива и строительных материалов, продолжают строительство защитных сооружений, добывают воду для обеспечения питания и хозяйственных нужд экспедиции, для получения водорода и кислорода для топливных элементов и энергосистем базы, заправляют баки возвращаемого комплекса метаном, углекислым газом, водой и водородом из атмосферы и реголитов,
- космонавты исследуют возможности постоянного поселения на исследуемой планете, обживают космодром и первичные сооружения из элементов комплекса первой экспедиции, запускают системы энергоснабжения, напланетную оранжерею и другие служебные системы как бортовые, так и напланетные,
- роботы первой и второй экспедиции продолжают расширенные строительные работы,
- в случае повреждения комплексов при посадке, их разбирают и емкости используют в заглубленном виде как герметичные сооружения необходимых типов, для хранения запасов и жилья,
- при необходимости возвращения экипажа, отлет исправных комплексов осуществляют с построенной роботами взлетной полосы, используя на возвращаемых кораблях полученные на исследуемой планете рабочие тела,
- в ядерной энергодвигательной установке используют оптимальное сочетание рабочих тел: метана, углекислого газа, водорода и воды, обеспечивающее предотвращение сажеобразования, водород и кислород частично запасают на борт в безопасной форме воды и преобразуют перед стартом и в полете в водород и кислород по мере необходимости с использованием бортовой ядерной электростанции,
- в случае возвращения с применением на межорбитальном участке электроракетных двигателей используют однопусковую схему старта с исследуемой планеты,
- при старте с малых планет, используют безрасходную по бортовому топливу схему взлета, с использованием встроенного роботами во взлетную полосу линейного электромагнитного двигателя, запитываемого электроэнергией от бортовой электростанции первой эскадрильи,
- в случае краткосрочного возвращения комплекса с большой планеты на ядерном ракетном двигателе, используют двухпусковую схему, где первый комплекс стартует с исследуемой планеты и его дозаправляют вторым комплексом, оставленным на орбите,
- межпланетный перелет к Земле осуществляют на электроядерных двигателях,
- в целях сокращения потребных запасов топлива на возвращение, спуск на Землю осуществляют в планирующем режиме,
- для сброса тепла ядерных реакторов энергодвигательных установок в космическом полете в качестве высокотемпературных радиаторов используют аэродинамические поверхности комплекса изменяемой геометрии виде крыльев.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что конструкции типа баков из под жидкого криогенного водорода, объемом около 3000 куб. метров, приспосабливают и трансформируют под жилые, производственные, складские помещения и хранилища для сбора экспонатов и образцов,
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для производства продуктов питания развертывают оранжерею-трансформер,
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при необходимости возвращения экипажа отлет исправных комплексов осуществляют с построенной роботами взлетной полосы в форме стартовой пирамиды на ядерном двигателе или с помощью линейного электромагнитного двигателя, запитываемого от бортовых энергетических установок кораблей первой экспедиции.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае необходимости срочного возвращения на ядерном ракетном двигателе, используют двухпусковую схему, где первый комплекс, стартовавший с исследуемой планеты, дозаправляют вторым комплексом, стартующим с исследуемой планеты вслед за первым.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае возвращения на электроракетных двигателях осуществляют однопусковую схему.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при схеме возвращения в паре со спасателем, дозаправку осуществляют третьим комплексом при догоняющем запуске.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в беспилотной экспедиции перелет к Земле осуществляют на электроядерных магнитоплазменных двигателях.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в пилотируемой экспедиции краткосрочный межпланетный перелет к Земле осуществляют на ядерных ракетных двигателях,
10. Многоразовый экспедиционный космический комплекс, выполнен в виде комбинированной системы, включающей:
- многоразовый межорбитальный транспортный аппарат,
- двигательную установку малой тяги, на базе стационарного двигателя с рабочим телом ксеноном,
- с размещенными на корпусе транспортного аппарата платформами с электроракетной двигательной установкой и системой электроснабжения,
- с полезной нагрузкой,
- двигатель большой тяги, использующий в качестве горючего водород,
отличающийся тем, что комплекс выполнен:
- в виде эскадрильи моноблочных атмосферно-космических кораблей,
- многофункциональным с возможностью служить космическим кораблем, орбитальной станцией и взлетным кораблем,
- автономным для длительного пребывания в космосе человека и приборов без поддержки с Земли,
- с возможностью посадки на планеты, выполняя функции спускаемого аппарата, посадочного корабля и напланетной базы,
- с возможностью дозаправки из грунта и атмосферы планет запасами рабочих тел для взлета с планет, выполняя функции взлетного корабля и полета к другой планете, выполняя функции межпланетного возвращаемого корабля,
- с возможностью возвращения на Землю, выполняя функции возвращаемого аппарата,
- комплекс выполнен в виде эскадрильи в составе:
- основного комплекта комплексов с выполнением функции отлетных комплексов экспедиции и комплексов спасателей, выполняющих на этапе вылета функцию дозаправщиков, которые
- снабжены средствами перелива и длительного хранения криогенного топлива,
- отлетные комплексы снабжены:
- роботами,
- радиоуправлением строительных работ роботами,
- научным оборудованием и аппаратурой,
- грейд-марсоходом для выполнения транспортных задач на поверхности исследуемой планеты, буксировочных операций,
- средствами подготовки площадки космодрома и взлетно-посадочной полосы,
- электроракетными двигателями,
- турбокомпрессорами и турбодетандерами,
- системами и средствами накопления топлива из атмосферы и грунта исследуемой планеты для обеспечения возможности возвращения комплексов на Землю,
- средствами добычи воды для обеспечения питания и хозяйственных нужд, для получения водорода и кислорода для топливных элементов и энергосистем базы,
- средствами преобразования в полете воды, запасаемой на борту, в водород и кислород по мере необходимости с использованием бортовой ядерной электростанции,
- средствами, обеспечивающими возможность использования в ядерном двигателе и бортовой ядерной электростанции оптимального сочетания метана, углекислого газа, водорода и воды, для предотвращения внутреннего сажеобразования,
- электроядерными двигателями, для операций перелета с орбиты Земли вокруг Солнца на орбиту исследуемой планеты или астероида вокруг Солнца, и обратно.
11. Комплекс по п. 10, отличающийся тем, что и отлетные и дозаправочные комплексы снабжены ядерными двигателями.
12. Комплекс по п. 11, отличающийся тем, что отлетные комплексы снабжены ядерными электроракетными двигателями.