Способ забора атмосферных газов для использования в космической технике


 


Владельцы патента RU 2482035:

Общество с ограниченной ответственностью "Научный центр прикладной электродинамики" (RU)

Изобретение относится к космической технике. Способ забора атмосферных газов для использования в космической технике включает забор газов при движении космического аппарата на низкой околоземной орбите накопления и их переработку на борту космического аппарата. Космический аппарат содержит систему забора атмосферных газов, которая для повышения эффективности работы разворачивает раструб для забора атмосферных газов при выходе на орбиту накопления. Из собираемых атмосферных газов получают нужные вещества в бортовом химическом реакторе и хранят полученные вещества в баках космического аппарата. При заполнении баков система забора атмосферных газов сворачивает раструб. Космический аппарат может содержать, по меньшей мере, один или более баков для хранения продуктов окисления азота. Забор атмосферных газов происходит без спуска аппарата на Землю. Достигается возможность возобновления запасов рабочего вещества в космическом аппарате без спуска на Землю и без дополнительных запусков космических аппаратов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к космической технике и касается технологии забора атмосферных газов для переработки и использования в качестве рабочего вещества для очистки космического пространства от объектов космического мусора. Способ также может быть использован для доставки на МКС, другие космические станции и космические аппараты кислорода, воды и других смесей веществ, получаемых при переработке атмосферных газов.

Из существующего уровня техники известен способ и устройство для вывода спутников на низкую околоземную орбиту, который включает способ получения жидких компонентов из окружающего воздуха, основанный на использовании летательного аппарата, содержащего турбовентиляторный двигатель RU 2001105618A, B64G 1/00, опубл. 10.04.2003 г. При этом летательный аппарат осуществляет полет на предварительно определенной высоте с дозвуковой скоростью. А упомянутые жидкие компоненты представляют собой один или более компонентов из группы, состоящей из жидкого кислорода и жидкого азота, которые разделяют и хранят отдельно в баке в упомянутом летательном аппарате. Недостатками данного технического решения являются дороговизна, низкий коэффициент полезного действия и невозможность автономной работы, без спуска аппарата на Землю, что значительно удорожает весь процесс получения жидких компонентов.

В настоящее время из анализа уровня ракетно-космической техники известно, что существующие способы борьбы с космическим мусором не предусматривают длительную автономность работы космических аппаратов. А общим недостатком существующих способов является невосполнимость рабочего вещества, используемого для осуществления торможения фрагментов космического мусора. Это приводит к необходимости многократных запусков специальных аппаратов с Земли, что значительно удорожает весь процесс очистки околоземного космического пространства.

Перед авторами стояла задача разработки способа очистки космоса от объектов космического мусора наиболее дешевым, простым, надежным и экологически чистым способом.

Достижение поставленной цели очистки космоса от объектов космического мусора является задачей комплексной, так как требует решения ряда взаимосвязанных проблем, к которым относятся:

1) разработка способа очистки космоса от объектов космического мусора с применением дешевого, надежного и экологически чистого рабочего вещества;

2) разработка способа пополнения запасов рабочего вещества без посадки на Землю или дополнительных запусков космических аппаратов.

Решению первого вопроса из комплекса проблем посвящена заявка на выдачу патента на изобретение под названием "Способ очистки космоса от объектов космического мусора", которая подается совместно и одновременно с настоящей заявкой.

Рассмотрение второго вопроса показало, что для достижения поставленной цели необходимо использовать космический аппарат, который содержит систему забора атмосферных газов с помощью специального раструба, причем указанный космический аппарат также содержит бортовой химический реактор для осуществления превращения газов из системы забора атмосферных газов в смеси веществ путем физико-химического превращения в бортовом химическом реакторе.

Данная задача решается за счет того, что забор атмосферных газов осуществляется космическим аппаратом при движении космического аппарата на низкой околоземной орбите накопления, причем космический аппарат содержит специальную систему забора атмосферных газов, которая для повышения эффективности забора атмосферных газов разворачивает специальный раструб при выходе космического аппарата на высоту орбиты накопления, при этом из собираемых атмосферных газов производится получение нужной смеси веществ путем физико-химического превращения в бортовом химическом реакторе, осуществляется хранение полученных смесей веществ в баках в упомянутом космическом аппарате, а по окончании заполнения баков система забора атмосферных газов сворачивает раструб. Высота орбиты накопления атмосферных газов может составлять от 170 км до 250 км над поверхностью Земли. Сам космический аппарат может содержать, по меньшей мере, один или более баков для хранения продуктов окисления азота, предпочтительно оксидов азота I, III, IV, V - N2O, N2O3, NO2, N2O4, N2O5. При этом забор атмосферных газов может происходить без спуска аппарата на Землю.

Простейшие расчеты показывают, что при вращении космического аппарата на околоземной орбите накопления на высоте, например, 200 км над поверхностью Земли, со скоростью, например, 8 км/сек, при диаметре раструба 30 м производится формирование и накопление примерно 70 кг оксида азота (IV) NO2 за 24 часа полета.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность возобновления запасов рабочего вещества в космическом аппарате для очистки космоса от объектов космического мусора и/или доставка на МКС, другие космические станции и аппараты кислорода, воды и других смесей веществ, получаемых при переработке атмосферных газов, без спуска космического аппарата на Землю и без дополнительного запуска с Земли специального аппарата.

Сущность изобретения поясняется схемой, которая не охватывает и, тем более, не ограничивает весь объем притязаний данного способа, а лишь является иллюстрирующим материалом частного случая применения способа для забора атмосферных газов, для использования в космической технике, на которой изображено: фиг.1 - схема забора космическим аппаратом атмосферных газов.

Схема забора космическим аппаратом атмосферных газов представлена на фиг.1, где космический аппарат 1, находясь на орбите накопления 3, с помощью раскрытого раструба 2 осуществляет забор атмосферных газов 5, которые обрабатываются для получение нужной смеси веществ путем физико-химического превращения в бортовом химическом реакторе, после чего осуществляется хранение полученных смесей веществ в баках 4 в упомянутом космическом аппарате 1. Стрелкой показано направление скорости 6 космического аппарата 1.

Примером осуществления способа может служить случай, когда космический аппарат после израсходования рабочего вещества переводится на орбиту накопления на высоте от 170 км до 250 км над поверхностью Земли. Система забора атмосферных газов, разворачивает специальный раструб, осуществляет забор атмосферных газов и производит получение и накопление в баках требуемого рабочего вещества путем физико-химического превращения в бортовом химическом реакторе поступающих атмосферных газов. После заполнения баков рабочим веществом система забора атмосферных газов закрывает раструб, а космический аппарат продолжает выполнять поставленную перед ним задачу. Таким образом, осуществлено пополнение запасов рабочего вещества без спуска космического аппарата на Землю и без дополнительного запуска с Земли специального аппарата.

1. Способ забора атмосферных газов для использования в космической технике, характеризующийся тем, что забор атмосферных газов осуществляется космическим аппаратом при движении космического аппарата на низкой околоземной орбите накопления, причем космический аппарат содержит систему забора атмосферных газов, которая для повышения эффективности забора атмосферных газов разворачивает раструб при выходе космического аппарата на высоту орбиты накопления, при этом из собираемых атмосферных газов производится получение нужной смеси веществ путем физико-химического превращения в бортовом химическом реакторе, осуществляется хранение полученных смесей веществ в баках в упомянутом космическом аппарате, а по окончании заполнения баков система забора атмосферных газов сворачивает раструб.

2. Способ забора атмосферных газов для использования в космической технике по п.1, отличающийся тем, что космический аппарат содержит, по меньшей мере, один или более баков для хранения продуктов окисления азота.

3. Способ забора атмосферных газов для использования в космической технике по п.1, отличающийся тем, что забор атмосферных газов происходит без спуска аппарата на Землю и без запуска с Земли дополнительных аппаратов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космической технике. .

Изобретение относится к космической технике, в частности, предназначенной для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей в космических условиях. .

Изобретение относится к устройствам для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей в условиях невесомости и может использоваться в космической технике. .

Изобретение относится к области информационного обеспечения своевременного предупреждения о грозящих чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера и может быть использовано в сфере прикладного освоения космического пространства на основе использования передовых информационных и космических технологий в многофункциональных космических системах (МФКС).

Изобретение относится к космическим средствам защиты от космического мусора, например метеоритов, ядер комет и астероидов, и может быть использовано для предотвращения столкновения крупных фрагментов космического мусора с Землей.

Изобретение относится к космонавтике и касается проживания астронавтов. .

Изобретение относится к космонавтике и служит для передвижения планетохода на других планетах. .

Изобретение относится к космонавтике и служит для передвижения планетохода. .

Изобретение относится к космонавтике и служит для передвижения планетохода. .

Изобретение относится к космонавтике и служит для передвижения планетохода. .
Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для защиты Земли от астероидов

Изобретение относится к строительству сооружений на небесных телах

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам очистки околоземного пространства от мусора

Изобретение относится к области испытаний ракетно-космической техники, может быть использовано для контроля герметичности корпуса космического аппарата и поиска места течи из отсеков космического аппарата в условиях орбитального полета или в процессе вакуумных испытаний и направлено на упрощение диагностики негерметичности корпуса космического аппарата, повышение ее точности и сокращение времени поиска места течи, что обеспечивается за счет того, что создают давление воздуха внутри корпуса космического аппарата и вывод о наличии локальной негерметичности делают с использованием чувствительной среды, в качестве чувствительной среды применяют индикаторные дискретные частицы, запускаемые с заданным шагом вдоль поверхности его корпуса и меняющие свои траектории под воздействием газового потока из течи, производят измерение отклонения положения мест ударов этих частиц о чувствительный экран-мишень, устанавливаемый под заданным углом для отражения их в ловушку, и регулируют чувствительность измерений изменением начальных скоростей индикаторных дискретных частиц и расстояния между источником, запускающим индикаторные дискретные частицы, и экраном-мишенью. 2 ил.

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано в будущем для перемещения населения Земли в более удаленное от Солнца место. Увеличение среднего радиуса орбиты Земли производят путем организации последовательности гравитационных маневров у Луны крупных объектов из пояса астероидов или пояса Койпера. В результате к Луне, а значит и ко всей системе Земля - Луна прикладываются гравитационные импульсы, изменяющие орбиту Земли вокруг Солнца. Эпоху гравитационного взаимодействия выбирают так, чтобы в это время центр масс Луны находился вблизи направления скорости центра масс системы Земля - Луна. Прочие параметры маневра, в частности прицельное расстояние и скорость входа объекта в сферу действия Луны, выбирают так, чтобы вектор гравитационного импульса, приложенный к Луне, был коллинеарен вектору скорости движения центра масс системы Земля - Луна вокруг Солнца. Проведение гравитационных облетов Луны поочередно спереди и сзади от Земли (по ходу ее движения) позволит сохранить в среднем орбиту Луны вокруг Земли. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности для Земли операций по увеличению ее орбиты вокруг Солнца. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для защиты Земли от астероидов. В переднюю или боковую сторону каменного, или железобетонного, или металлического астероида запускают несколько ядерных или нейтронных зарядов мощностью, не нарушающей монолитность астероида, последним направляют ядерный, или нейтронный, или термоядерный заряд мощностью, достаточной для разрушения астероида. Изобретение позволяет исключить столкновение астероида с Землей. 4 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к области маскировочных устройств для защиты космических объектов от обнаружения и распознавания. Техническое решение основано на формировании остаточным газом складной эластичной оболочки, снабженной цилиндрическими выступами различной длины, кратной половине длины волны в диапазоне волн зондирующей радиолокационной станции. При этом выступы одним концом сообщены с внутренним объемом оболочки, а их другой конец (торец) заглушен и выполнен в виде полусферы. Оболочка в сложенном состоянии выбрасывается из пускового устройства, установленного на космическом аппарате. Технический результат заключается в обеспечении оптимального значения отражённого сигнала для эффективной идентификации объекта. 2 ил.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для контроля герметичности корпуса космического аппарата (КА) и поиска места течи из его отсеков в условиях орбитального полета или в процессе вакуумных испытаний. Сущность: создают давление воздуха внутри корпуса КА. Обдувают части корпуса КА пробным мелкодисперсным веществом с малым временем полной сублимации в условиях испытаний (например, углекислым газом в твердой форме). Обнаруживают локальную негерметичность корпуса КА посредством регистрации изменения линий тока полностью испаряющегося после испытаний пробного мелкодисперсного вещества под воздействием выходящего из корпуса газа. Технический результат: повышение точности и оперативности поиска места течи. 1 ил.

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для защиты Земли от опасных космических объектов (КО). Устройство космического аппарата (КА) с зарядом взрывчатого вещества для газодинамического воздействия на опасный КО содержит основной заряд взрывчатого вещества (ВВ), отсек с выпускаемыми блоками с дополнительным зарядом ВВ, систему управления, систему самонаведения, блоки движения и ориентации, систему детонации основного заряда ВВ, блок синхронизации времени, приемо-передающую аппаратуру связи с блоками с дополнительным зарядом ВВ и программой выпуска и построения блоков с дополнительными зарядами ВВ в формацию вокруг КА. Блоки с дополнительным зарядом ВВ содержат систему управления с программой с относительными координатами блока с дополнительным зарядом ВВ в формации и временем детонации дополнительного заряда ВВ относительно момента детонации основного заряда ВВ. Доставляют к КО КА с выпускаемыми и позиционируемыми в космическом пространстве блоками с зарядами ВВ, с КА с основным зарядом ВВ перед подходом к опасному КО выпускают блоки с дополнительным зарядом ВВ, позиционируют блоки в космическом пространстве в виде заданной пространственной формации, производят согласованную детонацию основного заряда ВВ КА и дополнительных зарядов ВВ блоков, формируют в облаке взрыва основного заряда ВВ высокотемпературную кумулятивную струю, направленную на опасный КО. Изобретение позволяет повысить безопасность Земли от опасных КО. 2 н.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к области модификации параметров космической среды и, в частности, атмосферы Марса. Оно может быть использовано для экспериментальной наземной отработки данной технологии в искусственно созданной среде. Способ заключается в том, что обеспечивают нагрев смеси глинистых минералов и поваренной соли при прохождении над этой смесью ветрового потока, содержащего минеральные частицы карбонатной пыли. За счет химических реакций между указанными веществами происходит выделение углекислого газа и благодаря его накоплению в атмосфере Марса увеличиваются масса и объем атмосферы. Температура атмосферы повышается также за счет "парникового эффекта". Техническим результатом изобретения является указанная модификация марсианской среды при использовании ресурсов и явлений, свойственных атмосфере планеты, в частности пылевых бурь.
Наверх