[发明专利]一种基于多火箭联合的高轨道航天器发射方法

说明书

本发明公开了一种基于多火箭联合的高轨道航天器发射方法，属于航天发射技术领域，该方法包括以下步骤：S1、通过火箭分别将目标航天器和补给航天器发射至低轨道；S2、所述目标航天器与所述补给航天器在低轨道对接；S3、对接后，所述补给航天器将自身携带的推进剂补给至所述目标航天器，并在补给结束后解除对接；S4、所述目标航天器获得推进剂补给后，通过自身动力转移至高轨道。本发明方法的应用，使得高轨道大载荷航天发射任务中，不但避免了使用开发和使用成本高的大推力运载火箭，同时也降低了单次发射任务失败的经济损失。

技术领域

本发明涉及航天发射领域，特别涉及一种基于多火箭联合的高轨道航天器发射方法。

背景技术

为了提升火箭的运载能力，几乎所有的运载火箭都使用了多级火箭技术，即每一级都装有发动机与燃料，目的是为了提高火箭的连续飞行能力与最终速度。从尾部最初一级开始，每级火箭燃料用完后自动脱落，同时下一级火箭发动机开始工作，使飞行器继续加速前进。但是多级火箭也有缺点，主要是机构复杂、发动机数量多、结构细长、不容易实现气动稳定以及可靠性差，所以通常多级火箭不会超过四级。

展望航天技术发展，发展重型火箭已经成为各国共识，目前世界上只有美国和苏联研制了重型火箭。美国的阿波罗登月计划使用的就是重型运载火箭土星5号。中国的重型火箭长征九号的前期的关键技术攻关和探索正在进行。但是相比与卫星发射的大中型运载火箭，针对载人航天与深空探测的重型火箭的需求量有限。

但是，无论是重型火箭还是多级火箭，其追求的都是一次性将载荷送入指定轨道，尤其是对于高轨道发送任务，载荷重量每增加一点，火箭的推力要求都成倍增加，这就导致收益和成本失衡，使得有效载荷无法持续增加。并且，传统火箭发射中，如遭遇发射失败，无论是火箭本身，还是有效载荷，都将产生巨大的经济损失，导致难以实现频繁的火箭发射任务。

发明内容

针对现有技术存在的大推力火箭开发及制造成本高以及单次发射失败的经济损失巨大的问题，本发明的目的在于提供一种基于多火箭联合的高轨道航天器发射方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于多火箭联合的高轨道航天器发射方法，包括以下步骤：

S1、通过火箭分别将目标航天器和补给航天器发射至低轨道；

S2、所述目标航天器与所述补给航天器在低轨道对接；

S3、对接后，所述补给航天器将自身携带的推进剂补给至所述目标航天器，并在补给结束后解除对接；

S4、所述目标航天器获得推进剂补给后，通过自身动力转移至高轨道。

优选的，所述目标航天器包括载荷舱、动力舱和推进剂舱，其中，所述推进剂舱包括用于存储氧化剂的氧化剂舱以及用于存储燃料的燃料舱。

优选的，所述补给航天器包括携带有推进剂的补给舱以及用于将所述补给舱内的推进剂转移至所述目标航天器的补给单元，其中，所述补给舱包括用于存储氧化剂的氧化剂箱以及用于存储燃料的燃料箱。

优选的，所述补给单元包括存储有高压气体的高压储罐，所述高压储罐分别通过管道与所述氧化剂箱、所述燃料箱连接，且所述管道上均安装有控制阀；所述氧化剂箱以及所述燃料箱内均设置有隔膜或者活塞，以便于隔绝高压气体。

优选的，所述氧化剂箱和/或所述燃料箱设有两个或两个以上；当所述氧化剂箱有两个或两个以上时，各所述氧化剂箱通过管道互联；当所述燃料箱有两个或两个以上时，各所述燃料箱通过管道互联。

优选的，所述氧化剂箱连接有氧化剂输出管，所述燃料箱连接有燃料输出管，所述氧化剂输出管与所述燃料输出管上均设置有控制阀；所述目标航天器的氧化剂舱上设置有与所述氧化剂输出管相适配的氧化剂对接口，所述目标航天器的燃料舱上设置有与所述燃料输出管相适配的燃料对接口。