Наружное устройство космической станции для приема и закрепления обслуживаемой и инспектируемой платформы

Изобретение относится к устройствам, которые могут использоваться в системах обеспечения и инспектирования малых платформ, находящихся в свободном полете в космическом пространстве. Устройство содержит установленный снаружи космической станции контейнер (1). Контейнер имеет отверстие (2) и дверцу (8) для его закрытия, снабженную закрывающим механизмом (3). Механизм обеспечивает закрепление выполненной в форме шара платформы (7) внутри контейнера (1) и приводится в действие двигателем, от одного или более фотоэлектрических барьеров (5, 6), реагирующих на присутствие платформы. Изнутри контейнер (1) может быть снабжен воронкообразными стенками (9, 10), в одной из которых установлен фотоэлектрический выключатель (11) для индикации позиционирования платформы (7). Технический результат изобретения заключается в создании устройства, с помощью которого можно сократить расходы по эксплуатации космических станций, а также уменьшить риск для работающих на этих станциях астронавтов при обслуживании малых свободно летающих платформ. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к системе обеспечения и инспектирования малых платформ, находящихся в свободном полете в космическом пространстве.

Для поддержки и инспектирования работы малых автоматических платформ, находящихся в свободном полете на орбите, необходимы соответствующие производственные установки и устройства обслуживания, которые обеспечивают постоянную возможность использования этих платформ и оптимизируют проводимые на них операционные процессы. Это относится, в частности, к задачам по поддержанию возможных наружных работ астронавтов, так называемым EVA, и запланированных, например, в рамках Space Shuttle на космических станциях при будущих межпланетных полетах с людьми на борту.

Задача изобретения заключается в создании системы для приема и закрепления для обслуживания и инспекции малых свободно летающих платформ в космическом пространстве, с помощью которой можно как значительно уменьшить эксплуатационные расходы на космические станции, так и сократить риск для работающих на этих космических станциях астронавтов.

Изобретение решает данную задачу с помощью наружного устройства космической станции для приема и закрепления обслуживаемой и инспектируемой платформы, содержащего установленный снаружи космической станции контейнер, снабженный закрывающимся отверстием, при этом предусмотрена дверца для закрывания отверстия, имеющая закрывающий механизм, который обеспечивает закрепление выполненной в форме шара платформы внутри контейнера.

Предпочтительные усовершенствованные варианты выполнения изобретения указаны в последующих пунктах формулы изобретения.

Благодаря разработке наружного устройства обслуживания, которое устанавливается предпочтительно вблизи шлюза экипажа и которое легко доступно астронавтам, наружные работы астронавтов можно сократить до минимума или они могут полностью отсутствовать. Это возможно благодаря тому, что находящаяся в свободном полете платформа может управляться автоматически или с помощью станции наблюдения и контроля астронавтами в космической станции, то есть астронавт может оставаться внутри космической станции. При этом система устройства в соответствии с изобретением обеспечивает условия функционирования платформы до ее следующего задания, которое также запускается устройством обслуживания в соответствии с изобретением.

При этом устройство в соответствии с изобретением выполняет такие поддерживающие функции для автоматизированной работы платформы, как:

- транспортировка в космическое пространство,

- промежуточное расположение на орбите,

- получение системы,

- защита от ударов метеоритов и космического излучения,

- тепловое кондиционирование,

- обеспечение встроенного оборудования для автоматического обнаружения ошибок,

- обеспечение энергоснабжения, повторной зарядки батарей,

- высвобождение платформы из устройства обслуживания для задания,

- связь с платформой,

- сближение с устройством обслуживания,

- захват и крепление платформы в устройстве обслуживания,

- управление точками пересечения для астронавтов (поручни).

Кроме того, в оптимальном варианте возможна заправка топливом малой платформы в устройстве обслуживания.

Существенные преимущества устройства в соответствии с изобретением заключаются, кроме того, в немедленно предоставляемой извне возможности пользования эксплуатационной готовности, а также в возможности оценки данных задания об инспектируемой платформе. Кроме того, отпадает необходимость в занимающей много времени подготовке астронавтов к наружным работам в критических ситуациях, например, при несчастном случае или столкновении. В критических ситуациях команде не требуется покидать космический корабль.

Выполненное в виде автоматической инспекционной платформы устройство в соответствии с изобретением является, кроме того, чрезвычайно гибким и обеспечивает широкий спектр применения. Кроме того, предоставляется возможность надежного подлета к недоступным местам и их инспектирования. Это достигается тем, что предусмотренная в предпочтительном варианте выполнения изобретения платформа оборудована шаровидной и мягкой наружной обшивкой без выступов и острых кромок. Кроме того, во избежание повреждений во время маневров в полете уменьшаются тяга и скорость полета с возможностью избежания повреждений.

Тем самым значительно сокращаются или полностью устраняются риск и расходы на наружные работы. Наконец, благодаря изобретению возможна оптимизация операционных процессов.

Ниже изобретение поясняется подробнее с помощью изображенного на чертежах примера выполнения. При этом:

Фиг.1 изображает вид сбоку системы для приема и закрепления,

Фиг.2 - вид сверху в разрезе устройства по фиг.1.

Устройство состоит из облегченного контейнера 1 с отверстием 2, которое снабжено приводимым от двигателя закрывающим механизмом 3 для автоматического открывания и закрытия закрывающей отверстие 2 дверцы 8, а также автоматическим механизмом 4 для жесткой блокировки этой дверцы 8 для транспортировки. В случае неисправности закрывающих исполнительных механизмов 3, 4 они могут приводиться в действие также астронавтом при EVA-условиях (функция Override). Закрывающий механизм 3 отверстия 2, приводимый в действие по меньшей мере через одно, в случае описанного в настоящей заявке примера выполнения, через два установленных в контейнере фотоэлектрических устройства 5 и 6 (фотоэлектрические барьеры), с использованием испытуемой и/или инспектируемой малой платформы 7, способствует также захвату платформы 7, ее закреплению и созданию необходимого давления прижима для электрических контактных поверхностей для зарядки батарей платформы в контейнере 1.

После произведенного захвата шаровидной малой платформы 7 закрывающий механизм 3 прижимает ее к днищу контейнера 1 и тем самым создает соединение с непоказанной на чертежах станцией наблюдения и контроля внутри космической станции. Она принимает на себя наблюдение и управление как платформой 7, так и самой системой приема и закрепления, а также дальнейшее управление и наблюдение за соответствующими заданиями малой платформы 7.

В закрытом положении системы инспектирования контролируются жизненно необходимые функции малой платформы 7 и, соответственно, задаются ее функции. Зарядка ее батарей осуществляется через разъединяемое без усилий соединение, предусмотренное между установленным в системе инспектирования и заряжаемым с помощью солнечного генератора источником тока 18 и находящимися на платформе 7 индуктивными элементами 17. Для поддержания подлета создаваемых малых платформ к устройству в соответствии с изобретением и для ориентирования внутри данного устройства с распределением установлены маркировочные элементы и/или отражатели и, соответственно, светодиоды 15, 16 во внутренней части на верхней кромке контейнера 1. Дополнительно контейнер 1 в своей внутренней части оборудован выполненными воронкообразными стенками 9, 10 для центрирования платформы 7 в контейнере 1, причем она прилегает к соответствующим образом выполненным амортизаторам 19 из пенообразного материала. Во время своего подлета за платформой 7 дополнительно ведется контроль находящимися в контейнере камерами для того, чтобы при необходимости корректировать маневр полета. Камеры могут быть выполнены как фото-, кино- или видеокамеры.

Фотоэлектрический выключатель 11, установленный в одной из воронкообразных внутренних стенок 9, 10 контейнера 1, индицирует (определяет) правильное позиционирование платформы 7 во внутренней части контейнера 1 и обеспечивает автоматическое закрытие отверстия 2 через дверцу 8. В случае присутствия людей на борту, например, в международной космической станции ISS или в Space Shuttle, контейнер 1 снабжен также вспомогательными поручениями 12-14 для астронавтов.

Устройство способно принимать в себя малые свободно летящие платформы в течение всей продолжительности их задания и снабжать их. Оно является связующим звеном и обеспечивает автоматическое выполнение задания вблизи космических кораблей с людьми на борту без помощи астронавтов снаружи. При транспортировке контейнер 1 своими фиксаторами принимает также транспортируемые грузы.

1. Наружное устройство космической станции для приема и закрепления обслуживаемой и инспектируемой платформы, содержащее установленный снаружи космической станции контейнер (1), имеющий закрывающееся отверстие (2) и дверцу (8) для закрытия отверстия (2), снабженную закрывающим механизмом (3), который обеспечивает закрепление выполненной в форме шара платформы внутри контейнера (1).

2. Устройство по п.1, в котором закрывающий механизм (3) приводится в действие двигателем.

3. Устройство по п.2, в котором закрывающий механизм (3) приводится в действие посредством обслуживаемой платформы (7) и через по меньшей мере один установленный в контейнере (1) фотоэлектрический барьер (5, 6).

4. Устройство по п.3, в котором на внутренней стороне закрывающей отверстие (2) дверцы (8) установлены взаимодействующие с фотоэлектрическими барьерами (5, 6) маркировочные элементы и/или отражатели (15, 16).

5. Устройство по любому из пп.1-4, в котором контейнер (1) в своей внутренней части снабжен воронкообразными стенками (9, 10).

6. Устройство по любому из пп.1-4, в котором в контейнере (1) установлена камера.

7. Устройство по п.5, в котором в контейнере (1) установлена камера.

8. Устройство по п.5, в котором в одной из внутренних стенок (9, 10) контейнера (1) установлен фотоэлектрический выключатель (11) для индикации позиционирования платформы (7).