基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法技术

本发明专利技术提供了一种基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法和系统。该方法包括：获取月球物质；将所述月球物质进行等离子体化处理，获得目标等离子体物质；将所述目标等离子体物质从月球发射至第一航天器集群，所述第一航天器集群运行于DRO轨道族上；所述第一航天器集群接收所述目标等离子体物质，并将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群，所述第二航天器集群运行于地月巡游轨道上；以及所述第二航天器集群接收所述目标等离子体物质。采用该地月物质传输方法和系统可以形成地月物质运输通道，大幅度降低地月空间物资传输成本并提升运输效率。输成本并提升运输效率。输成本并提升运输效率。

【技术实现步骤摘要】
基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法


[0001]本专利技术主要涉及航天领域，尤其涉及一种基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法和系统。

技术介绍

[0002]月球上蕴含丰富的钛、钍、铀、氦等矿产资源以及地球上未发现的新矿物。对月球矿产资源进行开发和利用可有效解决地球资源枯竭及环境破坏等全球性问题，因此，地月空间已成为新一轮全球范围太空开发竞争的焦点。要实现月球与地球的资源运输，建设地月空间的货运通道是必不可少的，传统方法是采用货运飞船进行地月空间的物资转移，然而采用运载火箭发射飞船的方式在发射成本、运输周期、运输效率、运载量都存在很大局限。
[0003]地月空间远距离逆向轨道(Distant retrograde orbit，DRO)族是一类稳定存在的月球远距离逆行轨道，航天器在轨运行期间不需要轨道保持，可以长期在轨稳定运行。随着大规模星座技术的成熟发展，运载回收技术及卫星批产技术使卫星发射成本降低，为在不同共振比的DRO轨道上建设大规模传输星座提供可能。
[0004]科学研究发现，等离子态的物质在气体稀薄的宇宙空间中不易淬灭。本申请结合地月空间远距离逆向轨道族和等离子态物质特性，提出一种基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法和系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种低成本实现地月物质传输的地月物质传输方法和系统。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法，包括：获取月球物质；将所述月球物质进行等离子体化处理，获得目标等离子体物质；将所述目标等离子体物质从月球发射至第一航天器集群，所述第一航天器集群运行于DRO轨道族上；所述第一航天器集群接收所述目标等离子体物质，并将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群，所述第二航天器集群运行于地月巡游轨道上；以及所述第二航天器集群接收所述目标等离子体物质。
[0007]在本申请的一实施例中，所述第一航天器集群包括多个第一航天器，所述DRO轨道族包括环绕月球的多个不同高度的DRO轨道，每个所述DRO轨道上具有至少一个第一航天器；所述第一航天器集群接收所述目标等离子体物质的步骤包括：位于距离月球最近的DRO轨道上的至少一个第一航天器接收到所述目标等离子体物质，并将所述目标等离子体物质传输至下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器，所述目标等离子体物质被逐层传输直到距离月球最远的DRO轨道上的至少一个第一航天器。
[0008]在本申请的一实施例中，所述至少一个第一航天器接收到所述目标等离子体物质之后，还包括：存储所述目标等离子体物质；在当前DRO轨道上的所述至少一个第一航天器
与下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器具备交会传输条件时，将所述目标等离子体物质通过空间传输至所述下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器。
[0009]在本申请的一实施例中，所述第二航天器集群包括至少一个第二航天器，将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群的步骤包括：所述目标等离子体物质存储在距离月球最远的DRO轨道上的至少一个第一航天器上；在距离月球最远的DRO轨道上的至少一个第一航天器与所述第二航天器集群具备交会传输条件时，将所述目标等离子体物质通过空间传输至所述第二航天器集群中的至少一个第二航天器。
[0010]在本申请的一实施例中，所述第二航天器集群包括至少一个第二航天器，将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群的步骤包括：所述目标等离子体物质存储在当前DRO轨道上的至少一个第一航天器上；在当前DRO轨道上的所述至少一个第一航天器与所述第二航天器集群具备交会传输条件时，将所述目标等离子体物质通过空间传输至所述第二航天器集群中的至少一个第二航天器。
[0011]在本申请的一实施例中，将所述目标等离子体物质从月球发射至第一航天器集群的步骤包括：持续不断地向距离月球最近的DRO轨道上的至少一个第一航天器发射所述目标等离子体物质。
[0012]在本申请的一实施例中，还包括：通过所述第二航天器集群将接收到的所述目标等离子体物质运输至地球。
[0013]在本申请的一实施例中，所述月球物质包括月球上的矿产物质。
[0014]本申请为解决上述技术问题还提出一种基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输系统，包括：月球物质等离子体化装置，设置在月球上，用于采集月球物质并将所述月球物质等离子体化获得目标等离子体物质；月球物质传输装置，设置在月球上，用于将所述目标等离子体物质传输至第一航天器集群；第一航天器集群，所述第一航天器集群运行于DRO轨道族上，所述第一航天器集群用于接收所述目标等离子体物质，并将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群；以及第二航天器集群，所述第二航天器集群运行于地月巡游轨道上，所述第二航天器集群用于从所述第一航天器集群接收所述目标等离子体物质。
[0015]在本申请的一实施例中，所述第一航天器集群包括多个第一航天器，所述DRO轨道族包括环绕月球的多个不同高度的DRO轨道，每个所述DRO轨道上具有至少一个第一航天器，当前DRO轨道上的至少一个第一航天器与下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器具有至少一个符合交会传输条件的DRO传输窗口，所述目标等离子体物质适于在所述DRO传输窗口由当前DRO轨道上的所述至少一个第一航天器空间传输至下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器。
[0016]在本申请的一实施例中，所述第二航天器集群包括至少一个第二航天器，当前DRO轨道上的至少一个第一航天器与所述至少一个第二航天器具有至少一个符合交会传输条件的巡游传输窗口，所述目标等离子体物质适于在所述巡游传输窗口由当前DRO轨道上的所述至少一个第一航天器空间传输至所述至少一个第二航天器。
[0017]本申请的地月物质传输方法和系统将DRO轨道上的第一航天器集群作为分布式传输节点，与地月巡游轨道上的第二航天器集群结合，可实现地球与月球在地月空间的长期连通，从而实现目标等离子体物质在各个节点之间的传输，形成地月物质运输通道，不再依
赖货运飞船进行物质转移，大幅度降低地月空间物资传输成本并提升运输效率。
附图说明
[0018]包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：
[0019]图1是本申请一实施例的基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法的示例性流程图；
[0020]图2是本申请一实施例的基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输系统的框图；
[0021]图3是本申请一实施例的地月物质传输方法中的轨道示意图；
[0022]图4是本申请一实施例的地月物质传输方法中目标等离子体物质的传输路径示意图。
具体实施方式
[0023]为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于远距逆向轨道族航天器集群的地月物质传输方法，包括：获取月球物质；将所述月球物质进行等离子体化处理，获得目标等离子体物质；将所述目标等离子体物质从月球发射至第一航天器集群，所述第一航天器集群运行于DRO轨道族上；所述第一航天器集群接收所述目标等离子体物质，并将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群，所述第二航天器集群运行于地月巡游轨道上；以及所述第二航天器集群接收所述目标等离子体物质。2.如权利要求1所述的地月物质传输方法，其特征在于，所述第一航天器集群包括多个第一航天器，所述DRO轨道族包括环绕月球的多个不同高度的DRO轨道，每个所述DRO轨道上具有至少一个第一航天器；所述第一航天器集群接收所述目标等离子体物质的步骤包括：位于距离月球最近的DRO轨道上的至少一个第一航天器接收到所述目标等离子体物质，并将所述目标等离子体物质传输至下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器，所述目标等离子体物质被逐层传输直到距离月球最远的DRO轨道上的至少一个第一航天器。3.如权利要求2所述的地月物质传输方法，其特征在于，所述至少一个第一航天器接收到所述目标等离子体物质之后，还包括：存储所述目标等离子体物质；在当前DRO轨道上的所述至少一个第一航天器与下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器具备交会传输条件时，将所述目标等离子体物质通过空间传输至所述下一层DRO轨道上的至少一个第一航天器。4.如权利要求2所述的地月物质传输方法，其特征在于，所述第二航天器集群包括至少一个第二航天器，将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群的步骤包括：所述目标等离子体物质存储在距离月球最远的DRO轨道上的至少一个第一航天器上；在距离月球最远的DRO轨道上的至少一个第一航天器与所述第二航天器集群具备交会传输条件时，将所述目标等离子体物质通过空间传输至所述第二航天器集群中的至少一个第二航天器。5.如权利要求2所述的地月物质传输方法，其特征在于，所述第二航天器集群包括至少一个第二航天器，将所述目标等离子体物质传输至第二航天器集群的步骤包括：所述目标等离子体物质存储在当前DRO轨道上的至少一个第一航天器上；在当前DRO轨道上的所述至少一个第一航天器与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宝军，解放，刘迎春，王申，武国强，林夏，程泽崧，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：