Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)



Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)
Способ изменения траектории движения опасного космического тела (варианты)

 


Владельцы патента RU 2491210:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) (RU)

Изобретения относятся к области обеспечения безопасности Земли от столкновения с опасным космическим телом (ОКТ). Способ заключается в том, что после обнаружения и определения характеристик ОКТ выводят на траекторию встречи с ним космический аппарат (КА)-носитель. КА-носитель содержит блок доставки с командным отсеком и набор ударных блоков с системой самонаведения на цель. В первом варианте, на околоземную орбиту выводят КА, оснащенный гамма-лазером. При подходе к ОКТ ударные блоки выпускают и позиционируют в пространстве через необходимые интервалы. Перед встречей с ОКТ первого ударного блока наводят высокоэнергетический луч гамма-лазера на ОКТ, создавая в ОКТ высокотемпературный канал. В этот канал поочередно наводятся ударные блоки. При попадании в канал инициируют детонацию взрывчатого вещества ударного блока. Корректируют траектории и управление движением этих блоков но результатам предыдущих воздействий на ОКТ и с учетом изменения текущей ситуации. Во втором варианте, КА с гамма-лазером включают в состав КА-носителя и доставляют к ОКТ для воздействия на него с минимального расстояния. Технический результат изобретений направлен на повышение эффективности воздействия на ОКТ и надежности реализации этого процесса, с обеспечением гибкой реакции на изменение ситуации при одновременном расширении возможностей энергетического воздействия на ОКТ. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

 

Данное изобретение относится к области прикладного применения космической техники для обеспечения безопасности Земли от столкновения с опасным космическим телом (ОКТ) (астероидом, кометой) или прохождения этого тела в недопустимой близости.

Устранение опасности столкновения с ОКТ признано задачей мировой важности и обсуждается в рамках Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях.

Для устранения этой опасности создается система наблюдения и воздействия на опасные космические объекты. Известен проект создания системы планетарной защиты «Цитадель». Предполагается, что после обнаружения опасного космического тела наземными средствами в космос будут запущены малые космические аппараты разведчики для уточнения траектории астероида. По их целеуказаниям будут работать космические перехватчики оснащенные ядерными взрывными устройствами. Выполняется задача изменения траектории опасного космического тела или в крайнем случае его разрушения.

Известны различные способы воздействия на эти объекты с целью изменения их траектории или разрушения.

Известен патент RU №2243621 МПК 7 H01S 4/00, автор Моторин Виктор Николаевич, «Способ получения направленного и когерентного гамма-излучения и устройство для его реализации». Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для получения направленного импульсного пучка когерентного гамма излучения. Способ включает накачку активной среды в виде лазерного стержня, выполненного из монокристалла в виде удлиненного цилиндра, в объеме которого однородно размещены ядра изотопов гидрида урановой группы и атомы водорода, кристаллическая решетка монокристалла содержит кристаллические плоскости, параллельные между собой и оси лазерного стержня, который является одновременно замедлителем для быстрых нейтронов, формирователем нейтронной волны, источником накачки и активной средой, при этом лазерный стержень последовательно заключен в металлическую оболочку из материала, поглощающего тепловые нейтроны, несущий стальной корпус с соединительными фланцами по его торцам, на один из торцов корпуса герметично и жестко установлена конической формы металлическая заглушка, а на противоположном торце жестко установлен закрытый с одного торца стальной стакан с осевой камерой и затвором, состоящим из смежных симметричных радиальных камер, в одну из которых жестко установлен первый тротиловый заряд с детонатором, в осевой камере стакана и последовательно установлены выполненная с возможностью радиального перемещения во вторую радиальную камеру затвора металлическая пробка из материала, поглощающего нейтроны, выполненные с возможностью осевого перемещения по стакану внешний источник быстрых нейтронов в виде монолитного цилиндра и поршень, жестко закрепленный второй тротиловый заряд с детонатором, который размещен у закрытой стенки стакана, создание критического режима в монокристалле путем инициирования цепной реакции деления тяжелых ядер урана тепловыми нейтронами в момент контакта торцевой поверхности внешнего источника быстрых нейтронов с торцевой поверхностью монокристалла, последовательно подрывая первый и второй тротиловые заряды, в результате чего газовым давлением выбивают пробку в свободную радиальную камеру затвора, на место которой перемещают внешний источник быстрых нейтронов и поршень, который с усиленным контактом по всей поверхности равномерно прижимает торец источника нейтронов к монокристаллу, формируют нейтронную волну вдоль продольной оси монокристалла с последующим выходом из конической заглушки когерентного и направленного гамма-излучения. Обеспечено значительное повышение плотности потока и мощности излучения.

В публикации «Система защиты Земли от астероидно-кометной опасности на основе сверхмощного космического гамма-лазера. Описание проекта комплексного исследования возможностей реализации концепции перспективного устройства генерации направленного и когерентного гамма-излучения большой мощности как элемента системы защиты Земли от астероидно-кометной опасности» (Адрес информации о проекте в сети Internet: http://www.rufund.ru/?PROJECT=laser&LANG=RUS) определено назначение данного изобретение - воздействие на опасное космическое тело. По расчетным данным воздействие предполагается осуществлять с расстояния до 100 тысяч километров. («Техника-молодежи» №9/2008, статья «Космический лазер - добро или зло Земли?»).

Данное изобретение по патенту RU №2243621 является аналогом предлагаемого изобретения.

Этот способ является перспективным по высокой энергетике воздействия, по массогабаритным характеристикам и обеспечивает высокую эффективность при необходимости разрушения ОКТ сравнительно небольшой массы. Однако изменение траектории ОКТ с помощью излучения гамма-лазера по данному патенту аналогу имеет следующие недостатки.

Исследования показали, что разрушение ОКТ не всегда целесообразно, так как обломки ОКТ обладают свойством при дальнейшем движении собираться вместе в единую формацию, которая может представлять такую же опасность для Земли, как и ОКТ до разрушения.

В том случае, если не требуется достичь разрушения ОКТ, а целью воздействия является изменение траектории ОКТ, большая часть энергии полученная ОКТ от лазерного излучения расходуется не целевым образом.

Технически сложно обеспечить наведение лазерного луча не просто на цель - ОКТ, а в точку на прямой, проходящую через центр масс ОКТ.

При внецентренном воздействии на ОКТ, возникающая реактивная сила будет направлена на закрутку и вращение ОКТ, что бесполезно для изменения траектории ОКТ. С другой стороны, распространяющиеся при этом ударные волны в теле объекта, разрушающие его изнутри, вызывающие сброс поверхностного слоя опасного космического объекта образуются также при нецелевом использовании энергии лазерного воздействия.

Таким образом, при лазерном воздействии, несмотря на высокую энергетику излучения, на полезное воздействие на ОКТ, заключающееся в создании высокотемпературного канала в ОКТ и образовании реактивной силы, которая имеет составляющую, действующую в нужном направлении изменения траектории ОКТ, будет расходоваться небольшая часть энергии полученной от гамма-лазерного излучения.

Известен «Способ изменения траектории движения опасного космического тела и устройство для его реализации» патент RU №2369533 B64G 1/00, b64g 1/66 2009 г.

Способ изменения траектории движения естественного космического тела и устройство для его реализации заключается в том, что после обнаружения и определения характеристик ОКТ производят запуск космического аппарата носителя, состоящего из блока доставки с командным отсеком и набора ударных блоков с системой самонаведения на цель и отсеком взрывчатого вещества. Первый блок оснащают устройством пенетрации. При подходе к ОКТ ударные блоки поочередно выпускают из космического аппарата и позиционируют в пространстве через необходимые интервалы. Первый блок системой самонаведения отсека наводят в точку прицеливания на поверхности ОКТ, в которое он входит на расчетную глубину, где осуществляют детонацию взрывчатого вещества. Траекторию следующего ударного блока корректируют по результатам первого соударения и наводят его после разлета обломков с помощью процессора командного отсека и системы самонаведения на тепловое пятно кратера сделанного первым блоком. Последующие ударные блоки осуществляют коррекции по результатам предыдущего соударения с помощью процессора командного отсека и наводят системой самонаведения на тепловое пятно кратера. Командный отсек осуществляет управление движением ударных блоков на стадии наведения на ОКТ, контроль за результатами попаданий ударных блоков и изменением движения ОКТ, реализует программу воздействия на цель, учитывающую возможные факторы изменения ситуации (сбои, промахи, потери блоков и др.). После сообщения на Землю о результатах операции космический аппарат используют как ударный блок, направляя в кратер на цели.

Способ изменения траектории движения опасного космического тела по патенту RU №2369533 выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что при кинетическом воздействии на ОКТ трудно создать углубление необходимой глубины. Для это предложено первый ударный блок для этой цели оснастить пенетратором. Это требует применения специальных материалов, увеличения толщины стенок ударного блока, накладывает строгие требования на его форму при изготовлении, требует соблюдения расчетного режима при входе в поверхность ОКТ, состав вещества которого тоже значительно влияет на эффективность создания кратера.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности воздействия на опасное космическое тело и надежности реализации этого процесса с контролем полученных результатов и гибкой реакцией на изменение ситуации при одновременном увеличении энергетических возможностей воздействия на опасное космическое тело.

Это достигается совместным применением перспективной технологии высокоэнергетического лазерного воздействия и использованием космической техники кинетического воздействия, оснащенной высокоточными средствами наведения, необходимой вычислительной техникой и системами связи.

Сущность изобретения заключается в совместном скоординированном использовании технологий лазерного и последовательного ударного контролируемого воздействия на ОКТ, обеспечивающего необходимое силовое воздействия дли изменения траектории ОКТ, обеспечивающие устранение опасности столкновения с Землей.

Это достигается тем, что в состав космических средств воздействия на ОКТ включают космический аппарат, оснащенный гамма-лазером и в момент времени, согласованный с подходом и разворачиванием ударных блоков кинетического воздействия ориентируют его, наводят его на ОКТ, включают процесс ядерной реакции и лазерным излучением создают в опасном космическом теле высокотемпературный канал в который с помощью системы самонаведения направляют кинетические ударные блок через интервалы времени, необходимые для поддержания эффективного процесса газообразования в высокотемпературном канале.

При этом достигается максимальное использование вещества ОКТ для обеспечения этого силового воздействия за счет создания и поддержания реактивной силы от газовой струи, истекающей из высокотемпературного канала.

По предлагаемому способу, после определения траектории и характеристик ОКТ с помощью наземной инфраструктуры, известными наземными способами и с помощью малых космических аппаратов разведчиков, запускают ракету-носитель и выводят на траекторию встречи с ОКТ космический аппарат с ударными блоками кинетического воздействия на ОКТ скоординированного по единой программе.

В соответствии с этой программой воздействия на ОКТ на околоземную космическую орбиту запускают космический аппарат, оснащенный системой оптического наведения на ОКТ и высокоэнергетическим лазером с ядерной накачкой. Этот космический аппарат выводят на околоземную орбиту достаточно удаленную по условиям обеспечения безопасности для Земли и космического сегмента от факторов ядерной реакции.

При приближении космического аппарата с ударными блоками к ОКТ космический аппарат с гамма-лазером на околоземной орбите приводят в рабочее состояние, захватывают ОКТ системой оптического наведения и по команде согласованной с движением ударных блоков запускают гамма-лазер и высокоэнергетическим лазерным лучом воздействуют на ОКТ. В результате в веществе ОКТ образуют высокотемпературный канал с выбросом испаряемого газа. Полученная реактивная сила от истечения струи этого газа обеспечивает получение вектора составляющей ее силы, направленной на требуемое расчетное изменение траектории ОКТ.

При ориентации космического аппарата с наведением лазерного излучения на ОКТ выполняют условие безопасности для Земли и космического сегмента - необходимость безопасного направления излучения от задней боковой поверхности гамма-лазера в обратную сторону.

Вариантом применения предлагаемого способа является включение космического аппарата с гамма-лазером в виде блока в состав экспедиции к ОКТ совместно с ударными блоками, причем блок с гамма-лазером подводят к ОКТ первым, корректируют его движение (например, выводят его в плоскость орбиты ОКТ) наводят в точку проекции на поверхность центра массы ОКТ и включают его ядерную накачку. Этот вариант реализации способа отклонения траектории ОКТ требует дополнительных затрат на доставку космического аппарата с гамма-лазером к ОКТ, но имеет повышенную эффективность воздействия на ОКТ по точности и энергетике.

Контроль за результатом полученного воздействия на ОКТ осуществляют с космического аппарата приближающегося к ОКТ с командным отсеком и комплектом ударных блоков, которые при подходе к ОКТ выпускают из космического аппарата, позиционируют в пространстве на заданном интервале и наводят в полученный канал от лазерного воздействия на ОКТ с помощью системы самонаведения ударного блока и командами управления командного блока. Воздействие на ОКТ осуществляют комплектом ударных блоков, которые направляют в высокотемпературный канал поочередно с заданным интервалом времени.

При попадании в канал производят детонацию взрывчатого вещества ударного блока. Мощность заряда взрывчатого вещества в ударных блоках комплекта в зависимости от программы последовательного воздействия на ОКТ может различаться. В случае применения ядерных зарядов для этих целей используют заряды с регулируемой мощностью.

Так последний ударный блок может быть оснащен зарядом повышенной мощности, чтобы иметь возможность реализации различных варианта воздействия, например, разрушающего действия на астероид при недостаточной величине увода астероида с орбиты или воздействия на отколовший кусок астероида.

Исследования показали нецелесообразность разрушения ОКТ, так его осколки обладают свойством собираться снова в единую формацию.

Вместе с тем, вариант требуемого изменения траектории ОКТ за счет реактивной силы истечения газов из высокотемпературного канала при поддержания температуры в нем с помощью ударных блоков канала для повышения надежности операции обезвреживания ОКТ целесообразно дополнить возможностью его разрушения в необходимом контролируемом случае.

Положительные качества такого способа воздействия на ОКТ заключаются в том что, физический эффект от серии точных ударов в канал от лазерного воздействия обеспечивает более значительный результат, чем одноразовое воздействия при котором большая часть энергии взрыва рассевается в пространстве, доля энергии взрыва попавшая на ОКТ используется неэффективно, а процесс разрушения ОКТ невозможно контролировать.

Программа воздействия на ОКТ по предлагаемому способу обеспечивает создание в ОКТ необходимой реактивной силы изменяющей его траекторию в направлении наиболее эффективного воздействия.

Баллистический анализ воздействий показывает что наиболее эффективно осуществлять изменение траектории ОКТ при воздействии на него силой в плоскости орбиты ОКТ.

Интервал между попаданием ударных блоков в полученный канал рассчитывают из условия термодинамического состояния вещества ОКТ в канале. Кинетическое воздействие ударных блоков осуществляют после истечения газа из канала с температурой выше допустимого для ударных блоков по условию прохождения в канал.

Периодические кинетические воздействия ударных блоков поддерживают в канале процесс газообразования с высокой температурой эффективно используют вещество ОКТ для создания необходимой реактивной силы, изменяющей траекторию ОКТ в требуемом направлении.

Вторым фактором, влияющим на выбор величины интервала между попаданиями ударных блоков в канал, является условие обеспечения необходимого времени для выполнения ударным блоком маневра около ОКТ для наведения ударного блока в канал.

Командный отсек космического аппарата с бортовой системой управления, процессором обеспечивает управление операцией по ударному воздействию на ОКТ, реализуя заложенную программу, предусматривающую различные варианты развития ситуации, например, возможный разлом ОКТ, его преждевременное разрушение, необходимость учета увеличения скорости вращения ОКТ в результате погрешности ударов блоков при отклонении траектории от точки центра масс ОКТ, потери ударных блоков и другие факторы.

Ударные блоки могут оснащаться зарядами разной величины, в зависимости от расчета оптимизации программы ударного воздействия на астероид.

Таким образом, способ изменения траектории опасного космического тела с использованием космического аппарата, несущего ударные блоки, доставляемого к опасному космическому телу и космического аппарата с гамма-лазером на околоземной орбите с наведением рентгеновского излучения на опасное космическое тело, заключается в том, что ударные блоки перед приближением к опасному космическому телу поочередно выпускают и позиционируют в пространстве для последовательного воздействия на опасное космическое тело при наведении их с помощью системы самонаведения в канал опасного космического тела, который получают в результате воздействия рентгеновского излучения на опасное космическое тело с помощью рентгеновского излучения гамма-лазера с околоземной орбиты в момент времени, согласованный с движением ударных блоков, причем с космического аппарата осуществляют управление наведением ударных блоков в канал и контроль за результатами последовательного воздействия на опасное космическое тело.

Вариант реализации предлагаемого способа изменения траектории опасного космического тела с использованием доставляемого к опасному космическому телу космического аппарата, несущего ударные блоки и блок с гамма-лазером заключается в том, что блок с гамма-лазером и ударные блоки перед приближением к опасному космическому телу поочередно выпускают и позиционируют в пространстве для последовательного воздействия на опасное космическое тело при наведении их с помощью системы самонаведения в канал опасного космического тела, который получают в результате воздействия рентгеновского излучения гамма-лазером с минимального расстояния в момент времени, согласованный с движением ударных блоков, причем с космического аппарата осуществляют управление наведением ударных блоков в канал и контроль за результатами последовательного воздействия на опасное космическое тело.

Сущность изобретения иллюстрируется графическими изображениями:

фиг.1 - оптико-электронные методы определения характеристик движения ОКТ, использование космических аппаратов разведчиков, подготовка к запуску ракеты-носителя с космическим аппаратом с ударными блоками и ракеты-носителя с космическим аппаратом с гамма-лазером на околоземную орбиту;

фиг.2 - переход космического аппарата с ударными блоками на траекторию встречи с ОКТ, вывод космического аппарата с гамма-лазером на околоземную орбиту;

фиг.3 - схема устройства космического аппарата с ударными блоками (вариант с гамма-лазером в составе экспедиции к ОКТ);

фиг.4 - выпуск ударных блоков и позиционирование их в пространстве;

фиг.5 - схема радиационного воздействия на ОКТ гамма-лазера с околоземной орбиты, движения и кинетического воздействия на ОКТ ударных блоков на конечном участке;

фиг.6 - схема радиационного воздействия на ОКТ гамма-лазера и кинетического воздействия на ОКТ ударных блоков на конечном участке (вариант с гамма-лазером в составе экспедиции к ОКТ);

фиг.7 - образование высокотемпературного канала в ОКТ от воздействия рентгеновского излучения гамма-лазера;

фиг.8 - попадание в высокотемпературный канал первого ударного блока;

фиг.9 - попадание в высокотемпературный канал i-го ударного блока;

фиг.10 - попадание в высокотемпературный канал n-го ударного блока;

фиг.11 - схема суммарного силового воздействия на ОКТ.

Способ изменения траектории движения опасного космического тела осуществляют следующим образом.

С помощью астрономических оптических 1 (Фиг.1) и радиотехнических 2 средств определяют параметры движения ОКТ 3 и, характеристики его состава (содержание веществ, их структуру). Возможно использование для этих целей космических аппаратов разведчиков 4. Осуществляют подготовку к запуску ракеты-носителя 5 с космическим аппаратом с ударными блоками и ракеты-носителя 6 с космическим аппаратом с гамма-лазером на околоземную орбиту

С помощью известных средств выведения 5 (Фиг.2) космический аппарат 7 с ударными блоками выводят на орбиту и с помощью разгонной ступени 8 выводят на траекторию встречи с ОКТ, выполняют необходимые промежуточные коррекции, например используя гравитационное поле Луны 9.

На околоземную орбиту с помощью ракеты-носителя 6 выводят космический аппарат 10 с гамма-лазером.

Космический аппарат 7 с командным отсеком 11, необходимой служебной аппаратурой 12, несет в отсеке полезной нагрузки 13 ударные блоки 14 (Фиг.3) (в случае реализации варианта включения гамма-лазера в состав экспедиции к ОКТ в отсеке полезной нагрузки размещают блок с гамма-лазером 15);.

При подходе космического аппарата к цели - ОКТ из отсека полезной нагрузки выпускают поочередно ударные блоки 14 (Фиг.4), которые занимают позицию на траектории движения в пространстве на заданном расстоянии друг от друга через заданный интервал Li. Ударные блоки подходят к ОКТ поочередно.

К моменту подхода первого ударного блока 14 (Фиг.5) космический аппарат с гамма-лазером 10 на околоземной орбите оптическими средствами наводят на ОКТ 3 и в момент времени, согласованный с движением ударных блоков 14, осуществляют ядерную накачку гамма-лазера 10 и обеспечивают воздействие лазерного рентгеновского излучения 16 на ОКТ 3. Это воздействие создает высокотемпературный канал 17 глубиной h с истекающей струей газообразного вещества 18 из ОКТ. В результате действия реактивной силы, возникающей при истечении из канала газообразных и твердых продуктов ОКТ 3, траектория ОКТ изменяется на угол α1 (Фиг.5) и ОКТ 3 получает импульс вращения.

Подходящие поочередно ударные блоки наводят в высокотемпературный канал с помощью управления с космического аппарата 7 и системы самонаведения с инфракрасным датчиком.

Каждое воздействие ударного блока 14 №i на ОКТ 3 обеспечивает возникновение силы, изменяющую его траектории на угол α1. Кроме того, поддерживаемый этими воздействиями температурный режим в высокотемпературном канале обеспечивает при постоянном газообразовании истечении струи из высокотемпературного канала постоянно действующую реактивную силу переменной величины.

Контроль за процессом осуществляют с космического аппарата 7 определяя изменение параметров движения ОКТ, например по вектору-годографу реактивной силы от истекающей из высокотемпературного канала струи, контролируют термодинамическое состояние процесса в высокотемпературном канале и выдают управляющие команды на ударные блоки для оптимизации их траектории, интервала воздействия.

На фиг.6 показан вариант реализации способа отклонения ОКТ с использованием гамма-лазера в составе экспедиции к ОКТ. Блок с гамма-лазером 10 подводят первым к ОКТ 3 осуществляют маневрирование, чтобы занять нужное положение относительно ОКТ, наводят в нужную точку на поверхности ОКТ включают ядерную накачку гамма-лазера и рентгеновским излучением создают высокотемпературный канал в ОКТ. В этот высокотемпературный канал поочередно наводят ударные блоки 14 №i из комплекта N штук.

Суммарное отклонение траектории ОКТ в заданном направлении определяют по фактическому сложению отклонений от всех воздействий, как α12+…+α1+…+aN.

На фиг.7 показан момент воздействия рентгеновского излучения на ОКТ 3 и образование высокотемпературного канала 17 глубиной h, где L - погрешность воздействия лазерного луча, как отклонение прямой лазерного луча от центра масс ОКТ Цм. В результате на ОКТ воздействует реактивная сила - F и создает момент вращения ОКТ, где J - импульс вращения ОКТ, получаемый от воздействия реактивной силы F на плече h. Сопутствующие эффекты температурного воздействия приводят к сбросу поверхностных слоев 19.

Первый ударный блок 14 №1 с помощью управления с космического аппарата 7 и системы самонаведения наводят в полученный высокотемпературный канал 17 (Фиг.8) через промежуток времени, необходимый для создания приемлемых условий в высокотемпературном канале с учетом изменяющихся параметров движения ОКТ 3, включая угловую скорость вращения ОКТ - ω.

После входа первого ударного блока в ОКТ на расчетную глубину g1 осуществляют детонацию взрывчатого вещества (ВВ). Это обеспечивает создание силы воздействия на ОКТ для изменения его траектории.

ωi - изменение угловой скорости вращения ОКТ от воздействия i-го ударного блока.

Мощность зарядов ВВ выбирают в диапазоне из условия обеспечения силы необходимого ударного воздействия, зависящей от массы опасного космического тела и обеспечения сохранения целостности опасного космического тела до момента, когда будет обеспечен угол отклонения траектории ОКТ α, устраняющий опасность столкновения с Землей.

Фазы попадания последующих ударных блоков0 14 №i-№N в ОКТ показаны на фигурах 9, 10, где А - фаза подхода и коррекции траектории ударного блока, Б - попадание и подрыв заряда ВВ на соответствующей глубине gi-gN.

Недопущение преждевременного раскалывания опасного космического тела является условием обеспечения безопасности Земли от столкновения с крупными обломками опасного небесного тела. Импульс движения от попадания ударного блока и реактивная сила от выброса струи и обломков ОКТ изменяют траекторию его движения. Ударные блоки подводят к ОКТ через промежуток времени, необходимый для разлета из высокотемпературного канала обломков ОКТ и выхода первичной газовой струи.

Результаты воздействия на ОКТ отслеживают аппаратурой космического аппарата, включающей оптические датчики, процессор, который обрабатывает данные и через систему связи обеспечивают корректировку траектории движения ударного блока и расчет траектории движения следующего ударного блока, согласуя управление с системой самонаведения ударных блоков.

После попадания в высокотемпературный канал производят подрыв заряда ВВ ударного блока. Это обеспечивает создание силы Fi - воздействия на ОКТ.

Операция корректировки траектории движения ударного блока на конечном этапе по измерениям уточненных параметров движения ОКТ после предыдущего ударного воздействия и расчетам аппаратуры командного блока космического аппарата и самонаведения ударного блока на тепловое пятно в высокотемпературном канале на ОКТ повторяется для каждого ударного блока из комплекта.

Количество ударных блоков в комплекте N определяют исходя из расчета вероятности выполнения операции, учитывая возможные промахи, разрушения их в облаке обломков и отказы систем блоков.

Командный блок передает результаты воздействия на ОКТ на Землю и может быть использован как дополнительный ударный блок, для чего его также оснащают системой самонаведения на тепловое пятно для попадания в кратер.

Воздействие всех ударных блоков F1-Fn создает суммарную силу F, которая определяется как векторная сумма этих сил.

Реактивные силы от воздействия лазерного излучения и каждого ударного аппарата Fi векторно суммируются и создают суммарный вектор F воздействия на ОКТ по изменению его траектории движения (Фиг.11).

Космический аппарат используют как резерв воздействия на ОКТ и в случае необходимости направляют его в кратер, используя также, как ударный блок.

Предлагаемый способ может быть реализованы с использованием нескольких космических аппаратов носителей ударных блоков. Очередность их воздействия на ОКТ определяют единой программой под централизованным управлением.

При высокоскоростном воздействии ударных блоков на ОКТ при котором энергия столкновения с ОКТ превышает внутреннюю энергию взрывчатого вещества и воздействие ударных блоков на ОКТ определяется их пассивной массой возможен вариант реализации конструкции ударных блоков без зарядов взрывчатого вещества.

Положительный эффект от применения предлагаемого способа заключается в увеличении эффективности воздействия на ОКТ, за счет увеличения глубины канала в нем с помощью рентгеновского излучения гамма-лазера, создания высокой температуры в этом канале и поддержания высокотемпературных процессов в канале с помощью воздействия ударных блоков.

Способ с созданием высокотемпературного канала в ОКТ обеспечивает уменьшение массы и стоимости проекта защиты Земли от ОКТ за счет использование систем высокоточного наведения и быстродействующих вычислительных средств. При таком способе для создания реактивной силы максимально используется вещество ОКТ: импульс от истечения струи вещества с ОКТ суммируется с прямым ударным импульсом ударного блока. Необходимое воздействие формируется и корректируется в реальном масштабе времени.

Данный способ обеспечивает повышение надежности изменения траектории опасного космического воздействия, расширяет возможности по массе отклоняемых опасных тел или их успешного разрушения.

Реализация предлагаемого способа обеспечивает снижение опасности попадания на Землю как ОКТ, так и его обломков, что является социально-экономическим эффектом.

1. Способ изменения траектории движения опасного космического тела с использованием космического аппарата, несущего ударные блоки, доставляемого к опасному космическому телу и космического аппарата с гамма-лазером на околоземной орбите с наведением рентгеновского излучения на опасное космическое тело, отличающийся тем, что ударные блоки перед приближением к опасному космическому телу поочередно выпускают и позиционируют в пространстве для последовательного воздействия на опасное космическое тело при наведении их с помощью системы самонаведения в высокотемпературный канал опасного космического тела, который получают в результате воздействия рентгеновского излучения на опасное космическое тело с помощью рентгеновского излучения гамма-лазера с околоземной орбиты в момент времени, согласованный с движением ударных блоков, причем с космического аппарата осуществляют управление наведением ударных блоков в высокотемпературный канал и контроль результатов последовательного воздействия на опасное космическое тело.

2. Способ изменения траектории движения опасного космического тела с использованием доставляемого к опасному космическому телу космического аппарата, несущего ударные блоки и блок с гамма-лазером, отличающийся тем, что блок с гамма-лазером и ударные блоки перед приближением к опасному космическому телу поочередно выпускают и позиционируют в пространстве для последовательного воздействия на опасное космическое тело при наведении их с помощью системы самонаведения в высокотемпературный канал опасного космического тела, который получают в результате воздействия рентгеновского излучения гамма-лазером с минимального расстояния в момент времени, согласованный с движением ударных блоков, причем с космического аппарата осуществляют управление наведением ударных блоков в канал и контроль результатов последовательного воздействия на опасное космическое тело.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в бортовых приемно-передающих терминалах лазерных систем передачи информации космических и летательных аппаратов.

Изобретение относится к ядерной и экспериментальной физике и может быть использовано в физике и технике прямого зажигания мишеней инерциального термоядерного синтеза.

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для получения направленного импульсного пучка когерентного гамма излучения. .

Изобретение относится к лазерам гамма-излучения и технике формирования мощных когерентных электронных пучков. .

Изобретение относится к лазерной технике. .

Изобретение относится к области технологии и техники обработки материалов микролептонным излучением. .

Изобретение относится к лазерной технике. .

Изобретение относится к физике твердого тела и может быть использовано в акустических системах, а также в целях создания высокотемпературной сверхпроводимости. .

Изобретение относится к области вооружения, а именно к ракетной технике, в частности к ракетам, регулярно вращающимся по углу крена, например со стартом из ствольной установки.

Изобретение относится к оборудованию для управляемого оружия и предназначено для использования при управлении полетом корректируемой авиационной бомбы (КАБ) при нанесении ударов по стационарным (наземным и надводным) объектам противника бомбами, оснащенными фугасными боевыми частями, в условиях радиоэлектронного противодействия противника.

Изобретение относится к оборудованию для управляемого оружия и предназначено для использования при управлении полетом корректируемой авиационной бомбы (КАБ) с целью поражения радиоэлектронных средств (РЭС) противника.

Изобретение относится к области разработки систем наведения ракет. .

Изобретение относится к оборонной технике и может быть использовано для информационного обеспечения боевого снаряжения, в частности высокоточных управляемых снарядов или управляемых ракет.

Изобретение относится к области разработки систем управления беспилотными летательными аппаратами и может быть использовано в комплексах управляемого артиллерийского вооружения и других комплексах вооружения, в которых на конечном участке траектории осуществляется самонаведение по методу пропорциональной навигации.

Изобретение относится к технике управления вращающимися по углу крена беспилотными летательными аппаратами и может быть использовано в комплексах вооружения, в которых на конечном участке траектории осуществляется самонаведение методом пропорциональной навигации.

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано во взрывателях различных боеприпасов, для определения расстояния до цели. .

Изобретение относится к автоматизированным информационно-управляющим системам, в частности системам визирования операторов, например военных объектов. .

Изобретение относится к ракетно-космической технике. .
Наверх