Das komplexe Logistiksystem Erde-Mond und die hohen Kosten erfordern die Entwicklung eines innovativen Zuverlässigkeitsparadigmas zur Unterstützung der Errichtung und des Betriebs einer Mondbasis. Zu diesem Zweck schlägt dieser Artikel eine kollaborative Optimierungsmethode vor, die dieses neue Paradigma durch Integration von Zuverlässigkeits-Redundanz-Design, Ersatzteillager und Umlaufbahnplanung von Raumfahrzeugen begründet. Wir haben ein zweistufiges Planungsmodell entwickelt, um den Aufbau einer langfristigen bemannten Mondbasis zu steuern: In der ersten Phase werden Zuverlässigkeits- und Verfügbarkeitsziele bei minimalen Massekosten durch Redundanzkonfiguration der Subsysteme und Festlegung eines Referenzlagers erreicht; In der zweiten Phase werden der Treibstofftyp, die Treibstoffmasse und die Transferbahn des Raumfahrzeugs optimiert, um die gesamte Startmasse zu minimieren, die die Wohnkabine der ersten Phase und Ersatzteile umfasst. Das Modell berücksichtigt innovativ zufällige Ersatzteilnachfrage, lange Nachschubintervalle und begrenzte Transferbahnen und ist die erste Studie, die eine gemeinsame Optimierung von Redundanzdesign, Ersatzteilstrategie, Raketenstufung und Flugrouten realisiert. Das „Redundanz-Ersatzteil-Orbit“ Zuweisungsmodell, validiert im Erde-Mond-Knotennetzwerk (9 Knoten und 23 Geschwindigkeitsänderungen), zeigt eine signifikante Kopplung zwischen Startmasse, Nachschubzyklus, Transferbahn, Geschwindigkeitsinkrement und spezifischem Impuls. Diese Studie integriert erstmals die Raumfahrtlogistiktheorie in die Zuverlässigkeitswartungsplanung und eröffnet neue Forschungsrichtungen für die wirtschaftliche und zuverlässige Bereitstellung tiefen Weltraum bemannter Basen.

Zuverlässigkeits-Redundanz-Verteilung;Ersatzteile;Weltraumlogistik;Raketenstufung;Lebensunterstützungssysteme