Способ отклонения опасных комет с траектории столкновения с землей

Изобретение относится к области космической техники. Предложенный способ заключается в воздействии источником тепловой энергии, в частности ядерным, на очищенную поверхность кометы. Очистка поверхности ядра опасной кометы может осуществляться с помощью одновременного подрыва на этой поверхности нескольких ядерных зарядов, которые сбрасываются на один из полюсов оси вращения ядра кометы. Разрушение поверхностной твердой корки вблизи одного из полюсов обеспечивает стабилизацию в пространстве направления струй истечения газа и пыли с поверхности ядра кометы за счет ее вращения. Далее специализированный космический аппарат совершает посадку на расчищенный участок полюса и осуществляет его разогрев, включая ядерную энергетическую установку. Тем самым увеличивается интенсивность испарения вещества ядра и величина отклоняющей реактивной тяги на любом расстоянии кометы от Солнца. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности отклонения опасных для Земли комет. 3 ил.

 

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для защиты Земли от столкновения с опасными кометами.

В работе [1] описывается способ отклонения опасной кометы путем размещения ракетного двигателя на одном из ее полюсов, чтобы стабилизировать направление вектора тяги в одном направлении. Недостатком такого способа является необходимость доставки на опасную комету большого количества топлива для ракетного двигателя и необходимость обеспечения его ресурса в течение большого промежутка времени.

Наиболее близким по технической сути является способ отклонения опасных комет с траектории столкновения с Землей, приведенный в [2], когда отклонение опасных комет с траектории столкновения с Землей производят путем разрушения твердой корки на поверхности ядра кометы, что приводит к увеличению интенсивности испарения с поверхности ядра кометы летучих компонентов и, как следствие, создание реактивной тяги, обеспечивающей дополнительное возмущающее воздействие на ядро кометы, что приводит к отклонению его с траектории столкновения с Землей.

Недостатком такого способа отклонения опасных комет с траектории столкновения с Землей является то, что очистка всей поверхности ядра представляет очень трудоемкий процесс при сравнительно низкой эффективности, так как отклоняющая реактивная сила будет создаваться только подсолнечной частью поверхности. Кроме этого, к недостаткам данного способа можно отнести появление в результате тепловой инерции и рельефности поверхности ядра опасной кометы различных тангенциальных составляющих сил, которые приведут к созданию дополнительных вращающих моментов, что резко изменит величину и направление вектора тяги и сделает ее направление непрерывно меняющимся. Все это уменьшает эффективность данного способа по отклонению ядра кометы с траектории столкновения с Землей.

Задачей изобретения является повышение эффективности отклонения опасных комет с траектории столкновения с Землей.

Задача решается тем, что в способе отклонения опасных комет с траектории столкновения с Землей путем воздействия источником энергии на очищенную поверхность кометы очистку поверхности кометы производят на одном из полюсов кометы, а источник энергии располагают в месте очистки.

Разрушение поверхностной твердой корки вблизи одного из полюсов вращения ядра кометы обеспечит стабилизацию в пространстве направления струй истечения газа и пыли с поверхности ядра кометы за счет вращения. Таким образом, вектор отклоняющей реактивной тяги будет стабилизирован в пространстве, что позволит повысить эффективность и точность отклонения опасной кометы с траектории столкновения с Землей. Кроме этого, отпадает необходимость в очистке всей поверхности ядра опасной кометы, что значительно снижает затраты на отклонение кометы. Размещение в местах разрушения поверхностной корки на полюсе ядра опасной кометы устройства, обеспечивающего принудительный разогрев вещества поверхности ядра кометы, позволит значительно увеличить интенсивность испарения вещества ядра опасной кометы в независимости от освещенности полюса Солнцем и, следовательно, увеличить реактивную отклоняющую тягу, что увеличит эффективность отклонения опасной кометы с траектории столкновения с Землей. Кроме этого, принудительный нагрев обеспечит создание отклоняющей реактивной тяги на большом гелиоцентрическом расстоянии от Солнца, например, при прохождении кометы "Афелия" своей орбиты. В этом случае приложение отклоняющей реактивной тяги будет наиболее эффективным, однако без принудительного нагрева ее величина будет незначительной, так как плотность солнечного излучения минимальна.

На фиг.1 приведена схема перелета специализированного КА к опасной комете, на фиг.2 представлена схема очистки поверхности ядра опасной кометы от поверхностной твердой корки в районе его полюса, а на фиг.3 - схема функционирования специализированного КА на очищенной поверхности ядра опасной кометы.

На фиг.1 обозначены: опасная комета 1, орбита опасной кометы 2, Солнце 3, специализированный КА 4, траектория перелета 5 специализированного КА 4 от Земли 6 к опасной комете 1.

На фиг.2 обозначены: ядро опасной кометы 1, специализированный КА 4, полярная орбита 7 специализированного КА 4, сброс 8 кассеты 9 со взрывными зарядами 10, полюс ядра опасной кометы 11, отделение 12 зарядов 10 от кассеты 9, подрыв 13 зарядов 10.

На фиг.3 обозначены: очищенная поверхность 14 ядра опасной кометы, посадочное устройство 15 с системой фиксации 16, нижний экран 17, радиационная защита 18, ядерная энергетическая установка 19 с холодильником-излучателем 20, верхний экран 21, электроракетная двигательная установка 22, приборный отсек 23, двигательная установка большой тяги 24, система связи 25, кассета 9 с зарядами 10, тепловое излучение от ядерной энергетической установки 26, струи испаряющегося вещества 27 очищенной поверхности 14 ядра опасной кометы.

Способ отклонения опасных комет с траектории столкновения с землей осуществляется следующим образом.

После обнаружения опасного ядра кометы 1 (см. фиг.1), двигающегося по гелиоцентрической орбите 2 вокруг Солнца 3, к нему запускается специализированный КА 4 с источником тепловой энергии, например ядерным, по траектории 5, обеспечивающей перелет между Землей 6 и опасной кометой 1.

Специализированный КА 4 (см. фиг.2) выходит на полярную орбиту 7 вокруг ядра опасной кометы 1. Очистка поверхности ядра опасной кометы 1 может осуществляться, например, с помощью одновременного подрыва на поверхности расположенных на определенном расстоянии друг от друга нескольких взрывных зарядов. Для этого осуществляется сброс 8 кассеты 9 с зарядами 10 на один из полюсов 11 ядра опасной кометы 1. Положение полюса 11 ядра опасной кометы 1 может определяться, например, путем проведения ее навигационной съемки. На высоте, определяемой исходя из физических параметров поверхности ядра опасной кометы 1, мощности зарядов 10 и устройства кассеты 9, при падении кассеты 9 на полюс 11 ядра опасной кометы 1 осуществляется отделение зарядов 10 от кассеты 9. Так как отделение зарядов 10 от кассеты 9 происходит с некоторой относительной скоростью, то в процессе падения зарядов 10 они расходятся и при их подрыве 13 на поверхности ядра опасной кометы 1 разрушают поверхностную твердую корку на значительной площади. Затем специализированный КА 4 осуществляет посадку на расчищенный участок полюса 14 (см. фиг.3) с помощью посадочной ступени 15 с радиационной защитой 18, обеспечивающей ее защиту от ионизирующего излучения ядерной энергетической установки 19, и закрепляется на поверхности с помощью системы фиксации 16, разворачивает защитный экран 17 в рабочее положение, включает ядерную энергетическую установку 19 и осуществляет с помощью идущего от холодильника-излучателя 20 и других ее частей теплового излучения 26 испарение вещества 28 очищенной поверхности 14, обеспечивая тем самым создание отклоняющей реактивной тяги F на любом расстоянии от Солнца и независимо от условий освещенности этой области Солнцем, и направленной вдоль оси вращения ядра опасной кометы, что обеспечивает стабильность ее направления в пространстве. Верхний защитный экран 21 осуществляет защиту электроракетной двигательной установки 22, обеспечивающей перелет Земля 6 - опасная комета 1, приборного отсека 23 с кассетами 9 со взрывными зарядами 10, двигательной установки большой тяги 24 и системы связи 25 от испаряющегося вещества 27 очищенной поверхности 14 ядра опасной кометы 1.

Все это повышает эффективность отклонения ядра опасной кометы с траектории столкновения с Землей. После испарения окружающего вещества на определенной части очищенной поверхности ядра опасной кометы специализированный КА осуществляет перелет на новую площадку этой поверхности с помощью двигательной установки большой тяги 24 и вся операция по созданию отклоняющей реактивной тяги повторяется.

ЛИТЕРАТУРА

1. О.Аткинсон. "Столкновение с Землей: Астероиды, кометы и метеороиды. Растущая угроза", СПб.: Амфора, 2001 г., с.207.

2. B.C.Сазонов, Е.В.Дмитриев. "Сублимационный способ уменьшения кометной опасности и сравнение его с некоторыми другими способами", Космическая защита Земли, Известия Челябинского научного центра, специальный выпуск. 1997, РФЯЦ-ВНИИТФ Снеженск, с.55-77.

Способ отклонения опасных комет с траектории столкновения с Землей путем воздействия источником энергии на очищенную поверхность кометы, отличающийся тем, что очистку поверхности кометы производят на одном из полюсов кометы, а источник энергии располагают в месте очистки.