JP2019156341A - Lunar surface matrix supply method and landing auxiliary device - Google Patents

Lunar surface matrix supply method and landing auxiliary device Download PDF

Info

Publication number
JP2019156341A
JP2019156341A JP2018049543A JP2018049543A JP2019156341A JP 2019156341 A JP2019156341 A JP 2019156341A JP 2018049543 A JP2018049543 A JP 2018049543A JP 2018049543 A JP2018049543 A JP 2018049543A JP 2019156341 A JP2019156341 A JP 2019156341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moon
landing
earth
orbit
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018049543A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7130226B2 (en
Inventor
綾太 今城
Ryota Imashiro
綾太 今城
鳳太 今城
Futa Imashiro
鳳太 今城
啓隆 今城
Hirotaka Imashiro
啓隆 今城
康隆 今城
Yasutaka Imashiro
康隆 今城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EME KK
Original Assignee
EME KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EME KK filed Critical EME KK
Priority to JP2018049543A priority Critical patent/JP7130226B2/en
Priority to US16/354,409 priority patent/US20190283906A1/en
Publication of JP2019156341A publication Critical patent/JP2019156341A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7130226B2 publication Critical patent/JP7130226B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a lunar surface matrix supply method capable of easily supplying a matrix to a lunar surface, relative to transporting a material to the moon from the earth and assembling the matrix on the lunar surface.SOLUTION: The lunar surface matrix supply method comprises: a step S11 for transporting the materials used for assembling a structure to the sky in the earth, and making the materials go around along a going around locus of the earth; a step S12 for, in the going around locus of the earth, assembling the structure using the materials; and a step S13 for moving the assembled structure to the moon from the going around locus of the earth, causing the assembled structure to soft land on the lunar surface for use of the structure as a matrix.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、月面に基地を供給する月面基地供給方法、及び、それに用いられる着陸補助装置に関する。   The present invention relates to a lunar base supply method for supplying a base to the lunar surface, and a landing assist device used therefor.

宇宙船が地球以外の惑星（例えば、火星）に航行するためには、引力が地球の引力の１／６程度である月に基地を設けて、宇宙船が月の基地と火星との間で航行することが考えられる。また、月には大気が存在しないので、大量の宇宙線（放射線）を被曝するおそれがあるが、月の基地を利用することにより、宇宙線から身を守ることができる。   In order for a spacecraft to navigate to a planet other than the Earth (for example, Mars), a base is set up on the moon whose gravitational force is about 1/6 of the gravitational force of the earth. It is possible to sail. Also, since there is no atmosphere in the moon, there is a risk of exposure to a large amount of cosmic rays (radiation), but by using the lunar base, you can protect yourself from cosmic rays.

一般に、宇宙船等の飛行物体における燃料の消費は、飛行物体の速度が大きく変化する際に著しい。即ち、飛行物体が離陸するために加速する際や、飛行物体が着陸するために減速するに、大量の燃料が消費される。また、飛行物体の全体質量が大きいほど、大量の燃料が消費される。従って、飛行物体が着陸のために大量の燃料を搭載すると、それによって飛行物体の全体質量が大きくなり、離陸のためにさらに大量の燃料を搭載しなければならなくなるという雪だるま現象を生じている。   In general, fuel consumption in a flying object such as a spacecraft is significant when the speed of the flying object changes greatly. That is, a large amount of fuel is consumed when the flying object accelerates to take off or decelerates because the flying object lands. Further, the larger the total mass of the flying object, the more fuel is consumed. Therefore, when a flying object carries a large amount of fuel for landing, the overall mass of the flying object increases, resulting in a snowball phenomenon that a larger amount of fuel must be loaded for takeoff.

関連する技術として、特許文献１には、火星を探査するような惑星間ミッションのために、搭載燃料の質量を節約することを可能にする方法が開示されている。この方法は、探査する目標の惑星に向かう第１の惑星間軌道上に第１の軌道宇宙船を地球から打ち上げることと、集合スポットに向かう第２の惑星間軌道上に第２の軌道宇宙船を地球から打ち上げることと、運搬される積荷を回収し、それを第１の軌道宇宙船に積み込むことと、第１の軌道宇宙船及び積荷を目標の惑星から集合スポットに帰還させることと、２つの軌道宇宙船のドッキングを行うことと、少なくとも第２の軌道宇宙船及び積荷を集合スポットから地球軌道に帰還させることとからなる。   As a related technique, Patent Document 1 discloses a method that makes it possible to save the mass of onboard fuel for an interplanetary mission such as exploring Mars. The method includes launching a first orbiting spacecraft from the earth on a first interplanetary orbit toward a target planet to be explored and a second orbiting spacecraft on a second interplanetary orbit toward an assembly spot. Launching the aircraft from the earth, collecting the cargo to be transported and loading it into the first orbiting spacecraft, returning the first orbiting spacecraft and cargo from the target planet to the gathering spot; Docking one orbiting spacecraft and returning at least the second orbiting spacecraft and cargo from the collective spot to earth orbit.

特許文献１によれば、第１の軌道宇宙船が地球に向けて帰還する途中で、第１の軌道宇宙船が集合スポットにおいて第２の軌道宇宙船と合流し、２つの軌道宇宙船が一緒につながれ、次に、２つの宇宙船が一緒に地球に帰還する際に、第２の軌道宇宙船が、２つのつながれた宇宙船の帰還、制動、及び、地球周りの軌道への進入に必要な燃料を提供する。従って、第１の軌道宇宙船は、着陸のために大量の燃料を搭載しなくても済む。   According to Patent Document 1, the first orbiting spacecraft merges with the second orbiting spacecraft at the gathering spot while the first orbiting spacecraft returns to the earth. Next, when two spacecraft return to the earth together, the second orbiting spacecraft is required for the return of the two connected spacecrafts, braking, and entering orbits around the earth The right fuel. Therefore, the first orbiting spacecraft does not need to mount a large amount of fuel for landing.

特開２０１０−１８２７１号公報（段落０００６−０００７、００２５、図２）JP 2010-18271 (paragraphs 0006-0007, 0025, FIG. 2)

特許文献１に開示されているように、火星を探査する場合に、集合スポットにおいて２つの宇宙船が合流することにより、火星に到達する宇宙船に搭載される燃料を削減することができる。月への着陸や月からの離陸は、地球への着陸や地球からの離陸よりも燃料を消費しないので、月の基地を集合スポットとして利用することも考えられる。   As disclosed in Patent Document 1, when exploring Mars, the two spacecrafts join together at the gathering spot, so that the fuel mounted on the spacecraft that reaches Mars can be reduced. Landing on the moon and taking off from the moon consume less fuel than landing on the earth or taking off from the earth, so it is possible to use the lunar base as a gathering spot.

しかしながら、月と地球とは約３８万ｋｍも離れているので、月に基地を設ける場合に、基地を建設するために用いられる資材を地球から月に搬送して月面で基地を組み立てると、基地を組み立てる人員も地球と月との間を往復しなければならないので負担が大きい。また、基地を組み立てる人員を宇宙船で搬送するために、大量の燃料も必要になる。   However, since the moon and the earth are about 380,000 km apart, when a base is set up on the moon, if materials used to construct the base are transported from the earth to the moon and the base is assembled on the moon, The personnel who assemble the base are also burdensome because they must travel back and forth between the earth and the moon. Also, a large amount of fuel is required to transport the personnel who assemble the base on the spacecraft.

そこで、上記の点に鑑み、本発明の第１の目的は、資材を地球から月に搬送して月面で基地を組み立てるよりも容易に月面に基地を供給することが可能な月面基地供給方法を提供することである。また、本発明の第２の目的は、着陸時における燃料の消費を抑えながら月面に基地を供給することが可能な月面基地供給方法を提供することである。さらに、本発明の第３の目的は、そのような月面基地供給方法において用いられる着陸補助装置を提供することである。   Therefore, in view of the above points, the first object of the present invention is to provide a lunar base capable of supplying a base to the moon more easily than transporting materials from the earth to the moon and assembling the base on the moon. It is to provide a supply method. The second object of the present invention is to provide a lunar base supply method capable of supplying a base to the moon while suppressing fuel consumption during landing. Furthermore, the third object of the present invention is to provide a landing assist device used in such a lunar base supply method.

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る月面基地供給方法は、構造物を組み立てるために用いられる資材を地球の上空に搬送して、地球の周回軌道に沿って周回させるステップ（ａ）と、地球の周回軌道において、前記資材を用いて構造物を組み立てるステップ（ｂ）と、組み立てられた構造物を地球の周回軌道から月に向けて移動させ、月面に軟着陸させて基地として利用可能とするステップ（ｃ）とを備える。   In order to solve the above problems, a lunar base supply method according to a first aspect of the present invention transports materials used for assembling a structure over the earth and circulates along the orbit of the earth. Step (a), step (b) of assembling a structure using the material in the orbit of the earth, and moving the assembled structure from the orbit of the earth toward the moon, and soft landing on the moon (C) making it usable as a base.

本発明の第１の観点によれば、資材を地球の周回軌道に沿って周回させながら構造物を組み立てるので、資材に作用する地球の重力と周回運動による遠心力とが釣り合うことによって無重力状態が作り出され、資材の移動や組み立てに要する力を低減することができる。また、地球の周回軌道は月よりも遥かに地球に近いので、資材を地球から月に搬送して月面で基地を組み立てるよりも容易に月面に基地を供給して、宇宙開発費の大幅な削減及び作業時間の大幅な短縮が可能となる。   According to the first aspect of the present invention, since the structure is assembled while the material circulates along the earth's orbit, the gravity of the earth acting on the material and the centrifugal force due to the orbital motion balance each other so that the weightless state is obtained. Created and can reduce the force required to move and assemble materials. Also, since the Earth's orbit is much closer to the Earth than the Moon, it is easier to supply a base to the Moon than to transport materials from the Earth to the Moon and assemble the base on the Moon, greatly increasing space development costs. Reduction and work time can be greatly shortened.

本発明の第２の観点に係る月面基地供給方法は、地球の周回軌道に沿って周回している構造物に一端が接続されたワイヤーロープを、着陸補助装置に設けられた巻き上げ機を用いて巻き上げて、前記構造物と前記着陸補助装置とを連結するステップ（ａ）と、前記構造物に設けられた少なくとも１つのブースターを動作させて、前記構造物及び前記着陸補助装置を地球の周回軌道から月に向けて移動させ、月の周回軌道に沿って周回させるステップ（ｂ）と、前記少なくとも１つのブースターを動作させると共に、前記巻き上げ機から前記ワイヤーロープを送り出すことにより、前記構造物が前記着陸補助装置よりも月面に近くなるように前記構造物と前記着陸補助装置との距離を所定の距離に広げるステップ（ｃ）と、前記少なくとも１つのブースターを動作させて、前記構造物及び前記着陸補助装置の周回速度を低下させることにより、前記構造物及び前記着陸補助装置を月面に向けて落下させるステップ（ｄ）と、前記構造物が月面に第１の距離まで近付いたときに、前記巻き上げ機を用いて前記ワイヤーロープの巻き上げを開始することにより、前記構造物と前記着陸補助装置との距離を縮めて前記構造物の落下速度を低下させるステップ（ｅ）と、前記構造物が月面に第２の距離まで近付いたときに、前記構造物から前記着陸補助装置を切り離すステップ（ｆ）と、前記構造物を月面に軟着陸させて基地として利用可能とするステップ（ｇ）とを備える。   The lunar base supply method according to the second aspect of the present invention uses a wire rope having one end connected to a structure orbiting along a circular orbit of the earth, using a hoist provided in the landing assist device. And (a) connecting the structure and the landing assistance device, and operating at least one booster provided in the structure to move the structure and the landing assistance device around the earth. (B) moving from the orbit toward the moon and orbiting along the orbit of the moon, and operating the at least one booster and feeding the wire rope out of the hoist, Expanding the distance between the structure and the landing assist device to a predetermined distance so as to be closer to the moon surface than the landing assist device; and the at least one (D) dropping the structure and the landing assist device toward the moon surface by operating a booster to reduce the circulation speed of the structure and the landing assist device; and When approaching a surface to a first distance, the winding rope is used to start winding the wire rope, thereby reducing the distance between the structure and the landing assist device to reduce the falling speed of the structure. A step (e) of lowering, a step (f) of separating the landing assist device from the structure when the structure approaches the moon surface to a second distance, and a soft landing of the structure on the moon surface. And (g) making it usable as a base.

また、本発明の第２の観点に係る着陸補助装置は、構造物を月面に軟着陸させて基地として利用可能とするために用いられる着陸補助装置であって、所定の長さを有するワイヤーロープと、地球の周回軌道において、前記構造物に一端が接続された前記ワイヤーロープを巻き上げて前記構造物と前記着陸補助装置とを連結し、月の周回軌道において、前記ワイヤーロープを送り出して前記構造物と前記着陸補助装置との距離を所定の距離に調節し、前記構造物が月面に向けて落下する際に、前記ワイヤーロープを巻き上げることにより、前記構造物と前記着陸補助装置との距離を縮めて前記構造物の落下速度を低下させるための巻き上げ機とを備える。   The landing assist device according to the second aspect of the present invention is a landing assist device used for softly landing a structure on the moon surface and making it usable as a base, and has a predetermined length. And in the orbit of the earth, the wire rope having one end connected to the structure is wound up to connect the structure and the landing assist device, and the wire rope is sent out in the orbit of the moon and the structure The distance between the structure and the landing assistance device is adjusted by adjusting the distance between the object and the landing assistance device to a predetermined distance and winding up the wire rope when the structure falls toward the moon surface. And a hoisting machine for reducing the falling speed of the structure.

本発明の第２の観点によれば、構造物が月面に近付いたときに、着陸補助装置の巻き上げ機を用いてワイヤーロープを巻き上げることにより、構造物の落下速度を低下させることができる。従って、着陸時における燃料の消費を抑えながら月面に基地を供給して、宇宙開発費の大幅な削減が可能となる。   According to the 2nd viewpoint of this invention, when a structure approaches the moon surface, the fall speed of a structure can be reduced by winding up a wire rope using the winding machine of a landing assistance apparatus. Therefore, it is possible to significantly reduce the space development cost by supplying a base to the moon while suppressing fuel consumption during landing.

本発明の第１の実施形態に係る月面基地供給方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the lunar base supply method which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る月面基地供給方法に用いられる宇宙ステーション及び着陸補助装置を模式的に示す概略図。Schematic which shows typically the space station and landing assistance apparatus which are used for the lunar base supply method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る月面基地供給方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the lunar base supply method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
＜月面基地供給方法１＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る月面基地供給方法を示すフローチャートである。図１のステップＳ１１において、構造物を組み立てるために用いられる資材を地球の上空に搬送して、地球の周回軌道に沿って周回させる。本願において、「構造物」は、月面に設置される基地施設又はその一部であっても良いし、新たに建設される宇宙ステーションであっても良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Moon Base Supply Method 1>
FIG. 1 is a flowchart showing a lunar base supply method according to the first embodiment of the present invention. In step S11 of FIG. 1, the material used for assembling the structure is transported over the earth and circulated along the orbit of the earth. In the present application, the “structure” may be a base facility installed on the moon surface or a part thereof, or may be a newly constructed space station.

例えば、構造物を組み立てるために用いられる資材が宇宙船に搭載され、飛行経路に沿った沿岸の打ち上げ地点から宇宙船が打ち上げられる。その後、宇宙船は、地球の周回軌道に乗るように制御され、地球の周回軌道に乗ったら、宇宙船のロケットエンジンが停止される。この周回軌道としては、地球の平均海洋面から計測して高度約１６０ｋｍ〜約２０,０００ｋｍの範囲内の軌道が適しており、例えば、高度約４００ｋｍの円軌道が設定されても良い。宇宙船は、地球の重力と周回運動による遠心力とが釣り合うような周回速度で地球の周りを周回する。   For example, materials used for assembling a structure are mounted on the spacecraft, and the spacecraft is launched from a coastal launch point along the flight path. After that, the spacecraft is controlled to get into the orbit of the earth, and when it gets into the orbit of the earth, the rocket engine of the spacecraft is stopped. As this orbit, an orbit within an altitude range of about 160 km to about 20,000 km as measured from the average ocean surface of the earth is suitable. For example, a circular orbit having an altitude of about 400 km may be set. The spacecraft orbits around the earth at an orbital speed that balances the gravity of the earth with the centrifugal force of the orbiting motion.

ステップＳ１２において、地球の周回軌道において、資材を用いて構造物を組み立てる。例えば、構造物を組み立てるために用いられる資材が、宇宙船から宇宙空間に運び出され、宇宙空間において構造物が組み立てられる。地球の周回軌道においては、資材に作用する地球の重力と周回運動による遠心力とが釣り合うことによって無重力状態が作り出されるので、資材の移動や組み立てに要する力を低減することができる。   In step S12, a structure is assembled using materials in the orbit of the earth. For example, materials used for assembling the structure are carried out from the spacecraft to outer space, and the structure is assembled in outer space. In the orbit of the earth, a gravity-free state is created by the balance between the gravity of the earth acting on the material and the centrifugal force due to the orbiting motion, so that the force required for the movement and assembly of the material can be reduced.

ステップＳ１３において、組み立てられた構造物を地球の周回軌道から月に向けて移動させ、破壊することなく月面に軟着陸させて基地として利用可能とする。そのためには、推進力又はブレーキ力を与える少なくとも１つのブースター（使用後に切り離し可能なロケットエンジン）を構造物自体に取り付けても良い。   In step S13, the assembled structure is moved from the orbit of the earth toward the moon, and is softly landed on the moon without being destroyed so that it can be used as a base. For this purpose, at least one booster (a rocket engine that can be detached after use) that provides propulsive force or braking force may be attached to the structure itself.

本発明の第１の実施形態によれば、資材を地球の周回軌道に沿って周回させながら構造物を組み立てるので、資材に作用する地球の重力と周回運動による遠心力とが釣り合うことによって無重力状態が作り出され、資材の移動や組み立てに要する力を低減することができる。また、地球の周回軌道は月よりも遥かに地球に近いので、資材を地球から月に搬送して月面で基地を組み立てるよりも容易に月面に基地を供給して、宇宙開発費の大幅な削減及び作業時間の大幅な短縮が可能となる。   According to the first embodiment of the present invention, the structure is assembled while the material circulates along the orbit of the earth, so that the gravity of the earth acting on the material and the centrifugal force due to the orbital movement balance, thereby the weightless state. Can be created to reduce the force required to move and assemble materials. Also, since the Earth's orbit is much closer to the Earth than the Moon, it is easier to supply a base to the Moon than to transport materials from the Earth to the Moon and assemble the base on the Moon, greatly increasing space development costs. Reduction and work time can be greatly shortened.

＜月面基地供給方法２＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る月面基地供給方法について説明する。第２の実施形態に係る月面基地供給方法は、地球の周回軌道に沿って周回している構造物を月面に移動させて軟着陸させる具体的な方法である。構造物としては、第１の実施形態に係る月面基地供給方法によって組み立てられた構造物（宇宙ステーションを含む）が用いられても良いし、既存の宇宙ステーションが用いられても良い。 <Moon base supply method 2>
Next, a lunar base supply method according to the second embodiment of the present invention will be described. The lunar base supply method according to the second embodiment is a specific method for soft landing by moving a structure orbiting along the orbit of the earth to the moon surface. As the structure, a structure (including a space station) assembled by the lunar base supply method according to the first embodiment may be used, or an existing space station may be used.

現在稼働中の宇宙ステーションは、多額の費用をかけて複数の国によって運営されているが、稼働を開始してから５年程度で退役する。退役した宇宙ステーションを月面に移動させて再利用すれば、資源を無駄にすることなく、月に基地を設けるためのコストや作業時間を大幅に低減することができる。以下においては、一例として、地球の周回軌道に沿って周回している既存の宇宙ステーションを月面に移動させて月の基地とする場合について説明する。   The currently operating space station is operated by multiple countries at a high cost, but will retire in about five years after starting operation. If the retired space station is moved to the lunar surface and reused, the cost and work time for providing a base on the moon can be greatly reduced without wasting resources. In the following, as an example, a case will be described in which an existing space station orbiting along the orbit of the earth is moved to the lunar surface to serve as the base of the moon.

図２は、本発明の第２の実施形態に係る月面基地供給方法に用いられる宇宙ステーション及び着陸補助装置を模式的に示す概略図である。本実施形態において用いられる宇宙ステーション１０は、地球の周回軌道（図中の一点鎖線）に沿って周回している。地球の平均海洋面から計測した周回軌道の高度Ｈ１は、約１６０ｋｍ〜約２０,０００ｋｍの範囲内が適しており、例えば、高度約４００ｋｍの円軌道が設定されても良い。宇宙ステーション１０は、高度約４００ｋｍの円軌道に沿って飛行する場合に、約９０分で地球を一周する。   FIG. 2 is a schematic view schematically showing a space station and a landing assistance device used in the lunar base supply method according to the second embodiment of the present invention. The space station 10 used in the present embodiment orbits around the earth's orbit (the one-dot chain line in the figure). The orbital altitude H1 measured from the average ocean surface of the earth is suitably in the range of about 160 km to about 20,000 km. For example, a circular orbit with an altitude of about 400 km may be set. The space station 10 goes around the earth in about 90 minutes when flying along a circular orbit at an altitude of about 400 km.

宇宙ステーション１０は、宇宙空間において宇宙ステーション１０に推進力又はブレーキ力を与える少なくとも１つのブースター（図２には、一例として、２つのブースター１１及び１２を示す）と、宇宙ステーション１０が月面に軟着陸する際に用いられる複数のエアーバッグ１３とを備えている。   The space station 10 has at least one booster (in FIG. 2, two boosters 11 and 12 are shown as an example) for providing propulsion or braking force to the space station 10 in outer space, and the space station 10 is on the moon surface. A plurality of airbags 13 used for soft landing are provided.

この宇宙ステーション１０を親機として、親機を月面に軟着陸させて基地として利用可能とするために、親機の着陸時に落下速度を低下させる着陸補助装置２０が、子機（付属機）として用いられる。着陸補助装置２０の質量は、宇宙ステーション１０の質量の１／１０以上かつ宇宙ステーション１０の質量以下であることが望ましく、例えば、宇宙ステーション１０の質量とほぼ等しくても良い。着陸補助装置２０は、所定の長さ（例えば、５ｋｍ〜１０ｋｍ）を有するワイヤーロープ２１と、ワイヤーロープ２１を巻き上げたり送り出したりする巻き上げ機２２とを備えている。   In order to use the space station 10 as a base and soft landing on the moon, the landing assistance device 20 that reduces the falling speed when the base is landing is used as a slave (accessory). Used. The mass of the landing assist device 20 is desirably 1/10 or more of the mass of the space station 10 and less than or equal to the mass of the space station 10, and may be substantially equal to the mass of the space station 10, for example. The landing assist device 20 includes a wire rope 21 having a predetermined length (for example, 5 km to 10 km) and a hoisting machine 22 that winds and sends the wire rope 21.

巻き上げ機２２は、着陸補助装置２０に搭載された蓄電池から供給される直流電圧を交流電圧に変換するインバーター回路と、インバーター回路から供給される交流電圧に従って巻き上げリールを回転させるモーターとを含み、宇宙ステーション１０から無線によって遠隔制御できるように構成されている。   The hoisting machine 22 includes an inverter circuit that converts a DC voltage supplied from a storage battery mounted on the landing assist device 20 into an AC voltage, and a motor that rotates a hoisting reel according to the AC voltage supplied from the inverter circuit. The station 10 can be remotely controlled by radio.

地球の周回軌道において、巻き上げ機２２は、宇宙ステーション１０に一端が接続されたワイヤーロープ２１を巻き上げて宇宙ステーション１０と着陸補助装置２０とを連結する。例えば、ワイヤーロープ２１の一端に固定された端子が、磁気的又は機械的に宇宙ステーション１０に接続されている。   In the orbit of the earth, the hoisting machine 22 winds up the wire rope 21 having one end connected to the space station 10 to connect the space station 10 and the landing assistance device 20. For example, a terminal fixed to one end of the wire rope 21 is magnetically or mechanically connected to the space station 10.

一方、月の周回軌道において、巻き上げ機２２は、ワイヤーロープ２１を送り出して宇宙ステーション１０と着陸補助装置２０との距離を所定の距離（例えば、５ｋｍ〜１０ｋｍ）に調節し、宇宙ステーション１０が月面に向けて落下する際に、ワイヤーロープ２１を巻き上げることにより、宇宙ステーション１０と着陸補助装置２０との距離を縮めて宇宙ステーション１０の落下速度を低下させる。   On the other hand, in the moon orbit, the hoisting machine 22 sends out the wire rope 21 and adjusts the distance between the space station 10 and the landing assist device 20 to a predetermined distance (for example, 5 km to 10 km). When falling toward the surface, the wire rope 21 is wound up to reduce the distance between the space station 10 and the landing assist device 20 and reduce the falling speed of the space station 10.

図３は、本発明の第２の実施形態に係る月面基地供給方法を示すフローチャートである。図３のステップＳ２１において、地球の周回軌道に沿って周回している宇宙ステーション１０に一端が接続されたワイヤーロープ２１を、着陸補助装置２０に設けられた巻き上げ機２２を用いて巻き上げて、宇宙ステーション１０と着陸補助装置２０とを連結する。それにより、着陸補助装置２０を宇宙ステーション１０に密着させることができる。   FIG. 3 is a flowchart showing a lunar base supply method according to the second embodiment of the present invention. In step S21 of FIG. 3, the wire rope 21 having one end connected to the space station 10 orbiting along the orbit of the earth is wound up by using the hoisting machine 22 provided in the landing assist device 20, and the space The station 10 and the landing assist device 20 are connected. Thereby, the landing assist device 20 can be brought into close contact with the space station 10.

ステップＳ２２において、宇宙ステーション１０に設けられた少なくとも１つのブースター１１及び／又は１２を動作させて宇宙ステーション１０を加速させ、宇宙ステーション１０及び着陸補助装置２０を地球の周回軌道から月に向けて移動させる。月に向けての移動は、数週間かけてゆっくり行われても良い。宇宙ステーション１０及び着陸補助装置２０が月に接近したら、少なくとも１つのブースター１１及び／又は１２を動作させて宇宙ステーション１０を減速させ、宇宙ステーション１０及び着陸補助装置２０を月の周回軌道（図中の一点鎖線）に沿って周回させる。   In step S22, at least one booster 11 and / or 12 provided in the space station 10 is operated to accelerate the space station 10, and the space station 10 and the landing assistance device 20 are moved from the orbit of the earth toward the moon. Let Movement toward the moon may take place slowly over several weeks. When the space station 10 and the landing assistance device 20 approach the moon, the space station 10 is decelerated by operating at least one booster 11 and / or 12, and the space station 10 and the landing assistance device 20 are moved around the moon orbit (in the figure). Circle along the alternate long and short dash line).

月の平均地表面から計測した周回軌道の高度Ｈ２は、約４０ｋｍ〜約５,０００ｋｍの範囲内が適しており、例えば、高度約１００ｋｍの円軌道が設定されても良い。宇宙ステーション１０及び着陸補助装置２０は、月の重力と周回運動による遠心力とが釣り合うような周回速度で月の周りを周回する。   The orbital altitude H2 measured from the average surface of the moon is suitably in the range of about 40 km to about 5,000 km. For example, a circular orbit having an altitude of about 100 km may be set. The space station 10 and the landing assist device 20 circulate around the moon at an orbital speed that balances the gravity of the moon and the centrifugal force due to the orbiting motion.

ステップＳ２３において、少なくとも１つのブースター１１及び／又は１２を動作させると共に、巻き上げ機２２からワイヤーロープ２１を送り出すことにより、宇宙ステーション１０が着陸補助装置２０よりも月面に近くなるように宇宙ステーション１０と着陸補助装置２０との距離を所定の距離（例えば、５ｋｍ〜１０ｋｍ）に広げる。ここで、宇宙ステーション１０及び着陸補助装置２０は、ほぼ鉛直線上に並ぶことが望ましい。   In step S23, at least one booster 11 and / or 12 is operated, and the wire rope 21 is sent out from the hoisting machine 22 so that the space station 10 is closer to the moon surface than the landing assistance device 20. And the landing assist device 20 are increased to a predetermined distance (for example, 5 km to 10 km). Here, it is desirable that the space station 10 and the landing assist device 20 are arranged substantially on a vertical line.

ステップＳ２４において、少なくとも１つのブースター１１及び／又は１２を動作させて、宇宙ステーション１０及び着陸補助装置２０の周回速度を低下させることにより、宇宙ステーション１０及び着陸補助装置２０を月面に向けて落下させる。宇宙ステーション１０の落下速度と着陸補助装置２０の落下速度とは、ほぼ等しくなる。   In step S24, the at least one booster 11 and / or 12 is operated to decrease the orbital speed of the space station 10 and the landing assistance device 20, so that the space station 10 and the landing assistance device 20 fall toward the moon surface. Let The falling speed of the space station 10 and the falling speed of the landing assist device 20 are substantially equal.

ステップＳ２５において、宇宙ステーション１０が月面に第１の距離（例えば、数ｋｍ〜数十ｋｍ）まで近付いたときに、巻き上げ機２２を用いてワイヤーロープ２１の巻き上げを開始することにより、宇宙ステーション１０と着陸補助装置２０との距離を縮めて宇宙ステーション１０の落下速度を低下させる。   In step S25, when the space station 10 approaches the moon surface to a first distance (for example, several km to several tens km), the winding of the wire rope 21 is started using the hoisting machine 22, thereby the space station 10 and the landing assist device 20 are shortened to reduce the falling speed of the space station 10.

ステップＳ２６において、宇宙ステーション１０が月面に第２の距離（例えば、５００ｍ程度）まで近付いたときに、宇宙ステーション１０から着陸補助装置２０を切り離す。例えば、ワイヤーロープ２１の端子が磁気的又は機械的に宇宙ステーション１０に接続されている場合に、宇宙ステーション１０は、磁気的又は機械的な接続を解除することにより、着陸補助装置２０をスムーズに切り離すことができる。   In step S26, when the space station 10 approaches the moon surface to a second distance (for example, about 500 m), the landing assistance device 20 is disconnected from the space station 10. For example, when the terminal of the wire rope 21 is magnetically or mechanically connected to the space station 10, the space station 10 smoothly releases the landing assist device 20 by releasing the magnetic or mechanical connection. Can be separated.

磁気的な接続の場合には、ワイヤーロープ２１の一端に固定された端子に含まれている磁石のＮ極（又はＳ極）側が宇宙ステーション１０の電磁石に接続されているものとする。その場合に、宇宙ステーション１０は、ワイヤーロープ２１の端子側の電磁石の極性をＳ極（又はＮ極）からＮ極（又はＳ極）に反転させることにより、磁気的な接続を解除するようにしても良い。   In the case of magnetic connection, it is assumed that the N pole (or S pole) side of the magnet included in the terminal fixed to one end of the wire rope 21 is connected to the electromagnet of the space station 10. In that case, the space station 10 cancels the magnetic connection by inverting the polarity of the electromagnet on the terminal side of the wire rope 21 from the S pole (or N pole) to the N pole (or S pole). May be.

着陸補助装置２０を切り離す際に、宇宙ステーション１０は、少なくとも１つのブースター１１及び／又は１２を動作させることにより、宇宙ステーション１０の位置と着陸補助装置２０の位置とを水平方向にずらして、宇宙ステーション１０と着陸補助装置２０とが衝突しないようにすることが望ましい。   When disconnecting the landing assist device 20, the space station 10 operates the at least one booster 11 and / or 12 to shift the position of the space station 10 and the position of the landing assist device 20 in the horizontal direction, It is desirable to prevent the station 10 and the landing assist device 20 from colliding.

着陸補助装置２０は、宇宙ステーション１０から切り離されると、月面に勢い良く衝突する。着陸補助装置２０が、アルミニウム若しくはその合金又はステンレス等の金属の板材をボルト及びナット等で連結して組み立てることによって構成されていれば、着陸補助装置２０が大破しても、着陸補助装置２０の構成部品を建築物等の材料として再利用することができる。一方、宇宙ステーション１０は、落下速度が低下されているので、比較的ゆっくり落下する。   When the landing assist device 20 is disconnected from the space station 10, it collides with the lunar surface vigorously. If the landing assistance device 20 is configured by connecting and assembling metal plates such as aluminum, an alloy thereof, or stainless steel with bolts and nuts, even if the landing assistance device 20 is severely damaged, the landing assistance device 20 Components can be reused as materials for buildings and the like. On the other hand, the space station 10 falls relatively slowly because the drop speed is reduced.

ステップＳ２７において、宇宙ステーション１０を月面に軟着陸させる。月の引力は地球の引力の１／６程度であり、宇宙ステーション１０は比較的ゆっくり落下するが、少なくとも１つのブースター１１及び／又は１２を動作させることにより、さらにゆっくりと落下させることが望ましい。宇宙ステーション１０は、着陸寸前に複数のエアーバッグ１３を膨らませて、着陸の衝撃を緩和する。宇宙ステーション１０は、月面に軟着陸すると、月の基地として利用可能となる。   In step S27, the space station 10 is softly landed on the moon surface. The lunar attraction is on the order of 1/6 of the Earth's attraction, and the space station 10 falls relatively slowly, but it is desirable to make it fall more slowly by operating at least one booster 11 and / or 12. The space station 10 inflates a plurality of airbags 13 just before landing to mitigate the impact of landing. When the space station 10 is softly landed on the moon, it can be used as a base for the moon.

本発明の第２の実施形態によれば、宇宙ステーション１０が月面に近付いたときに、着陸補助装置２０の巻き上げ機２２を用いてワイヤーロープ２１を巻き上げることにより、宇宙ステーション１０の落下速度を低下させることができる。従って、着陸時における燃料の消費を抑えながら月面に基地を供給して、宇宙開発費の大幅な削減が可能となる。   According to the second embodiment of the present invention, when the space station 10 approaches the lunar surface, the wire rope 21 is wound up by using the hoisting machine 22 of the landing assist device 20, thereby reducing the falling speed of the space station 10. Can be reduced. Therefore, it is possible to significantly reduce the space development cost by supplying a base to the moon while suppressing fuel consumption during landing.

本発明は、月面に基地を供給する月面基地供給方法、及び、それに用いられる着陸補助装置において利用することが可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a lunar base supply method for supplying a base to the lunar surface and a landing assistance device used therefor.

１０…宇宙ステーション、１１、１２…ブースター、１３…エアーバッグ、２０…着陸補助装置、２１…ワイヤーロープ、２２…巻き上げ機   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Space station, 11, 12 ... Booster, 13 ... Air bag, 20 ... Landing assistance device, 21 ... Wire rope, 22 ... Winding machine

Claims (3)

月面に基地を供給する方法であって、
構造物を組み立てるために用いられる資材を地球の上空に搬送して、地球の周回軌道に沿って周回させるステップ（ａ）と、
地球の周回軌道において、前記資材を用いて構造物を組み立てるステップ（ｂ）と、
組み立てられた構造物を地球の周回軌道から月に向けて移動させ、月面に軟着陸させて基地として利用可能とするステップ（ｃ）と、
を備える月面基地供給方法。 A method for supplying a base to the moon,
Transporting the material used to assemble the structure over the earth and orbiting along the orbit of the earth (a);
(B) assembling a structure using the material in an orbit of the earth;
Moving the assembled structure from the Earth's orbit toward the moon, soft landing on the moon and making it usable as a base; and
A lunar base supply method comprising: 月面に基地を供給する方法であって、
地球の周回軌道に沿って周回している構造物に一端が接続されたワイヤーロープを、着陸補助装置に設けられた巻き上げ機を用いて巻き上げて、前記構造物と前記着陸補助装置とを連結するステップ（ａ）と、
前記構造物に設けられた少なくとも１つのブースターを動作させて、前記構造物及び前記着陸補助装置を地球の周回軌道から月に向けて移動させ、月の周回軌道に沿って周回させるステップ（ｂ）と、
前記少なくとも１つのブースターを動作させると共に、前記巻き上げ機から前記ワイヤーロープを送り出すことにより、前記構造物が前記着陸補助装置よりも月面に近くなるように前記構造物と前記着陸補助装置との距離を所定の距離に広げるステップ（ｃ）と、
前記少なくとも１つのブースターを動作させて、前記構造物及び前記着陸補助装置の周回速度を低下させることにより、前記構造物及び前記着陸補助装置を月面に向けて落下させるステップ（ｄ）と、
前記構造物が月面に第１の距離まで近付いたときに、前記巻き上げ機を用いて前記ワイヤーロープの巻き上げを開始することにより、前記構造物と前記着陸補助装置との距離を縮めて前記構造物の落下速度を低下させるステップ（ｅ）と、
前記構造物が月面に第２の距離まで近付いたときに、前記構造物から前記着陸補助装置を切り離すステップ（ｆ）と、
前記構造物を月面に軟着陸させて基地として利用可能とするステップ（ｇ）と、
を備える月面基地供給方法。 A method for supplying a base to the moon,
A wire rope having one end connected to a structure that circulates along the orbit of the earth is wound up by using a hoist provided in the landing assist device, and the structure and the landing assist device are connected. Step (a);
(B) operating at least one booster provided in the structure to move the structure and the landing assist device from the orbit of the earth toward the moon, and orbiting along the orbit of the moon When,
The distance between the structure and the landing assistance device is such that the structure is closer to the moon surface than the landing assistance device by operating the at least one booster and sending out the wire rope from the hoisting machine. Extending the distance to a predetermined distance (c);
(D) dropping the structure and the landing assistance device toward the moon surface by operating the at least one booster to reduce the circulation speed of the structure and the landing assistance device;
When the structure approaches the first distance to the moon surface, the structure is reduced by reducing the distance between the structure and the landing assist device by starting the winding of the wire rope using the hoisting machine. Reducing the falling speed of the object (e);
Separating the landing assist device from the structure when the structure approaches the moon surface to a second distance;
Making the structure softly land on the moon and making it usable as a base (g);
A lunar base supply method comprising: 構造物を月面に軟着陸させて基地として利用可能とするために用いられる着陸補助装置であって、
所定の長さを有するワイヤーロープと、
地球の周回軌道において、前記構造物に一端が接続された前記ワイヤーロープを巻き上げて前記構造物と前記着陸補助装置とを連結し、月の周回軌道において、前記ワイヤーロープを送り出して前記構造物と前記着陸補助装置との距離を所定の距離に調節し、前記構造物が月面に向けて落下する際に、前記ワイヤーロープを巻き上げることにより、前記構造物と前記着陸補助装置との距離を縮めて前記構造物の落下速度を低下させるための巻き上げ機と、
を備える着陸補助装置。 A landing assistance device used to softly land a structure on the moon and use it as a base,
A wire rope having a predetermined length;
In the orbit of the earth, the wire rope having one end connected to the structure is wound up to connect the structure and the landing assist device, and in the orbit of the moon, the wire rope is sent out and the structure and The distance between the structure and the landing assist device is reduced by adjusting the distance from the landing assist device to a predetermined distance and winding up the wire rope when the structure falls toward the moon surface. A hoisting machine for reducing the falling speed of the structure,
A landing assistance device comprising:
JP2018049543A 2018-03-16 2018-03-16 Lunar base supply method and landing aid Active JP7130226B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018049543A JP7130226B2 (en) 2018-03-16 2018-03-16 Lunar base supply method and landing aid
US16/354,409 US20190283906A1 (en) 2018-03-16 2019-03-15 Lunar base supply method, light indication method, and firework ball

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018049543A JP7130226B2 (en) 2018-03-16 2018-03-16 Lunar base supply method and landing aid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019156341A true JP2019156341A (en) 2019-09-19
JP7130226B2 JP7130226B2 (en) 2022-09-05

Family

ID=67993066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018049543A Active JP7130226B2 (en) 2018-03-16 2018-03-16 Lunar base supply method and landing aid

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7130226B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113777590A (en) * 2021-08-31 2021-12-10 同济大学 Complex lunar surface simulation field for soft landing obstacle detection and verification method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070200033A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Bigelow Aerospace Method for assemblying and landing a habitable structure on an extraterrestrial body
US7681840B1 (en) * 2005-09-23 2010-03-23 Taylor Thomas C Space transportation node including tether system
CN102730200A (en) * 2011-04-06 2012-10-17 北京空间技术研制试验中心 Manned space and lunar exploration spacecraft system based on lunar cycle revisiting orbit and exploration method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7681840B1 (en) * 2005-09-23 2010-03-23 Taylor Thomas C Space transportation node including tether system
US20070200033A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Bigelow Aerospace Method for assemblying and landing a habitable structure on an extraterrestrial body
CN102730200A (en) * 2011-04-06 2012-10-17 北京空间技术研制试验中心 Manned space and lunar exploration spacecraft system based on lunar cycle revisiting orbit and exploration method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113777590A (en) * 2021-08-31 2021-12-10 同济大学 Complex lunar surface simulation field for soft landing obstacle detection and verification method
CN113777590B (en) * 2021-08-31 2024-01-26 同济大学 Complex lunar surface simulation field for soft landing obstacle detection and verification method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7130226B2 (en) 2022-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6458956B2 (en) Rocket transport devices used in rocket launch systems
JP2022097603A (en) Service satellite for providing on-orbit service using variable thruster control
US20110042521A1 (en) Spacecraft Launch and Exploration System
CN103847982A (en) Methods and apparatus for performing propulsion operations using electric propulsion systems
US11014692B2 (en) Elevated load-bearing platform
JP5597865B2 (en) How to lighten the fuel mass during interplanetary missions
WO2023149132A1 (en) Launch method, launch device, acceleration method, mass driver, and transport system
US20120032029A1 (en) Space launch vehicle using magnetic levitation
US7392964B1 (en) Method and apparatus for utilizing a lifeboat for a space station in earth orbit to serve as a lunar spacecraft
JP7130226B2 (en) Lunar base supply method and landing aid
US6932302B2 (en) Reusable launch system
US20090101757A1 (en) Architecture and method of constructing a Geosynchronous Earth Orbit platform using solar electric propulsion
EP3831723B1 (en) Global transportation system and method for placing a payload into a circular orbit
CN109398758B (en) Space floating island for service space station
US10435184B2 (en) Method of space travel using a high acceleration thrust vehicle in combination with a plurality of low acceleration thrust vehicles
RU121233U1 (en) TRANSPORT SYSTEM &#34;EARTH-MOON&#34;
Brophy et al. 30-kW SEP spacecraft as secondary payloads for low-cost deep space science missions
Barcelo et al. Space Tethers: Applications and Implementations
Griffin Transportation Study of Release from a Space Elevator to Cislunar Space
CN117125268A (en) Low-rail carrying constellation based on rotary electrodynamic force rope and working method thereof
Torgerson et al. Methodologies for Construction of the First Lunar Spaceport
Wilson Space colony transportation
Anderson et al. Tethered elevator design for space station
Van Pelt Disruptive technology
Sharma Chariots in Space: Preliminary Design Concepts for Low Cost Transportation Systems to Mars by the Use of In-Situ Resources

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220331

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220817

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7130226

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150