Способ защиты космических аппаратов


 


Владельцы патента RU 2532003:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" (RU)

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для космических аппаратов (КА). Отстреливают кассету с устройством формирования защитного экрана вдоль линии визирования в сторону потенциально опасного управляемого объекта, формируют с заданными интервалом времени, циклограммой функционирования и массогабаритными параметрами в виде колокола с основанием на безопасном расстоянии от КА экран в виде объемно-распределенного образования инжекцией микродисперсных углеродосодержащих частиц. Изобретение позволяет повысить защиту КА от управляемых объектов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области космической техники, а именно к методам и средствам защиты космических аппаратов (КА) от столкновения с объектами искусственного происхождения различной массы, а также защиты от средств поражения в случае преднамеренного нападения на космические аппараты с помощью управляемых средств и устройств наблюдения космического базирования.

Известен способ защиты космических объектов, заключающийся в том, что перед космическим объектом на минимально допустимом расстоянии от него развертывают защитный экран в направлении возможного использования средств нападения, перекрывая экраном зону досягаемости космического объекта указанными средствами и сообщая экрану скорость и траекторию полета, близкие к скорости и траектории полета космического объекта, защитный экран в сложенном виде закрепляют краями на поверхности космического объекта, а перед зоной досягаемости средств нападения сообщают этим краям ускорение с составляющими вдоль и в сторону от траектории движения космического объекта, обеспечивая указанное развертывание защитного экрана, который выполняют в виде пространственно разнесенных поражающих элементов, соединенных гибкими средствами крепления на расстояниях, меньших геометрических размеров средств нападения [1].

Недостатками данного способа является низкая эффективность при предотвращении столкновения с группой объектов, обусловленная ограниченным количеством экранов, которые можно разместить на защищаемом объекте. Использование известного способа неэффективно для защиты космических аппаратов от столкновения с объектами, геометрические размеры которых меньше расстояния между поражающими элементами экрана. При этом размеры потенциально опасных объектов предварительно неизвестны. Необходимо отметить сложность и громоздкость упаковки такого экрана на КА, так как такого вида экран должен иметь размеры, сопоставимые с зоной поражения КА. В случае сбоя в работе устройства отделения экрана КА может получить повреждения от поражающих элементов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ защиты космических аппаратов (КА), заключающийся в том, что защита космического аппарата осуществляется путем формирования отделяемого защитного экрана. Отделяемый защитный экран формируют перед отделением от КА в виде твердого тела малой плотности путем выдувания газом из полимерного материала с малым временем затвердевания, полимерный материал или его смесь с применяемым для выдувания экрана газом обладают свойством детонации при столкновении с потенциально опасным объектом.

При обнаружении приближения потенциально опасных объектов рассчитывают габаритные размеры и массу экрана, достаточные для разрушения опасного объекта или группы объектов до мелкодисперсного состояния и отклонения взрывом фрагментов разрушенного объекта с траектории защищаемого КА, после чего формируют и отделяют в направлении потенциально опасных объектов необходимое количество экранов, требуемой массы и габаритных размеров. Экраны могут формироваться из вспененного полимерного материала или аэрогеля, путем вспенивания жидкого полимерного материала или выдувания порошкообразного компонента газом, непосредственно перед отделением от защищаемого аппарата [2].

Недостатками данного способа являются:

- формирование защитного экрана происходит непосредственно перед отделением от КА, что может в случае возникновения неполадок в устройстве формировании и выдувания защитного экрана он останется прикрепленным к КА. Это приведет к нарушению работоспособности КА;

- масса, размер и количество необходимой для защиты КА экранов зависит от точности определения (расчетов) размеров, массы, вида опасных объектов, приближающихся к КА;

- формируемый экран имеет неопределенную конфигурацию с трудно прогнозируемым центром масс, что создает сложность при задании необходимого направления его отделения;

- при длительном функционировании КА на орбите (несколько лет) перед началом формирования экрана для устранения эффекта слеживания требуется «встряхивание» емкости с полимерным материалом;

- защита КА осуществляется только в отношении опасных неуправляемых объектов;

- ударная детонация при контакте защитного экрана с опасным объектом может воздействовать и на защищаемый КА;

- сложность обеспечения необходимого направления на опасный объект сформированного экрана из-за необходимости учета месторасположения объемных внешних конструктивных элементов КА (солнечные батареи, антенны);

- для отделения защитного экрана от КА требуется придать ему импульс движения, что может привести к детонации вещества экрана в непосредственной близости от КА.

Общим недостатком известных способов защиты КА является то, что ни один из них не обеспечивает защиту КА в случае преднамеренного нападения с помощью управляемых средств с устройствами наблюдения.

Целью изобретения являются способ защиты КА, обеспечивающий эффективную защиту космического аппарата от столкновения с потенциально опасными управляемыми объектами или группой объектов, в том числе управляемых.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемом способе защитный экран представляет собой объемно-распределенное образование (ОРО) на основе микродисперсных углеродосодержащих частиц. Способ реализуется следующим образом.

На чертеже представлено пояснение способа. При приближении к защищаемому космическому аппарату 1 потенциально опасного управляемого объекта 2 кассету с устройством формирования защитного экрана 3 отстреливают в направлении линии визирования 5. Через фиксированный интервал времени после обнаружения потенциально опасного объекта 2 устройство формирования защитного экрана, к этому моменту времени находящееся вне зоны его возможного воздействия на КА, формирует защитное облако-экран в форме колокола 4 (изображено схематично на чертеже), направленного основанием в сторону потенциально опасного управляемого объекта 2 и имеющего размер, перекрывающий возможные углы наблюдения с опасного объекта при его маневрировании. При этом защитный экран формируют посредством реализации внутренней циклограммы работы кассеты с устройством формирования. В результате формируют зону неопределенности местоположения КА 1, которая превышает возможную зону поражения любыми видами управляемых опасных объектов (чертеж).

Преимуществом заявляемого способа защиты КА являются: возможность формирования защитного экрана вне КА на безопасном расстоянии, в случае маневрирования опасного объекта защита КА осуществляется формированием одного защитного экрана, тогда как в других известных способах для защиты КА требуется формирование последовательно нескольких экранов, отсутствует необходимость предварительного определения массы и размера приближающегося управляемого опасного объекта.

Список использованных источников

1. Патент РФ на изобретение №2294866 «Способ защиты космических объектов». МПК B64G 1/52, B64G 1/56, опубл. 10.03.2007 г., бюл. №7.

2. Патент РФ на изобретение №2374150 «Способ защиты космических аппаратов». МПК B64G 1/52, B64G 1/56, опубл. 27.11.2009 г.

1. Способ защиты космических аппаратов, включающий формирование защитного экрана и направление его в сторону потенциально опасных объектов, отличающийся тем, что защитный экран формируют в виде объемно-распределенного образования путем инжекции микродисперсных углеродосодержащих частиц устройством формирования защитного экрана, причем защитный экран формируют на безопасном расстоянии от защищаемого космического аппарата после отстрела кассеты с устройством формирования защитного экрана вдоль линии визирования в сторону потенциально опасного управляемого объекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что защитный экран формируют через заданный интервал времени после обнаружения потенциально управляемого опасного объекта и отстрела кассеты с устройством формирования защитного экрана.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что защитный экран формируют с заданными массо-габаритными параметрами - в виде колокола с основанием, направленным в сторону потенциально опасного управляемого объекта.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что защитный экран формируют компактным отстреливаемым устройством с заданной собственной циклограммой функционирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для очистки космического пространства от космического мусора (КМ). На геоцентрической орбите размещают пространственную область, обладающую большей силой сопротивления (трения, электромагнитная) и плотности, чем сила сопротивления и плотность атмосферы на данной орбите, и сформированную периферийной поверхностью трубчатого тела.

Изобретение относится к защите космических аппаратов (КА) от внешних потоков высокоскоростных частиц. .

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и может быть использовано для обеспечения безопасности и надежности космических аппаратов при воздействии на них высокоскоростных микрочастиц естественного или искусственного происхождения.
Изобретение относится к области защиты космических объектов от космического мусора, метеоритов и других опасных объектов, а также для очистки околоземного космического пространства от прекративших активное существование ИСЗ, их обломков и отходов жизнедеятельности человека.

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 космической технике, а именно к экранам для защиты космического аппарата от высокоскоростного ударного воздействия метеороидов. .

Ракета // 2437807
Изобретение относится к космонавтике. .

Изобретение относится к методам и средствам защиты космических аппаратов (КА) от столкновения с объектами естественного и искусственного происхождения различной массы и степени дисперсности.

Изобретение относится к средствам защиты космических аппаратов (КА) и сооружений на поверхности небесных тел, не обладающих плотной атмосферой, от возможных последствий разгерметизации данных объектов в результате их столкновения с мелкими метеоритами и другими сторонними телами.

Изобретение относится к системам защиты космического аппарата от орбитальных осколков. .

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 космонавтике и может быть использовано для защиты Земли от космических объектов (КО). Формируют линию воображаемой окружности на поверхности КО и равномерно по поверхности воображаемого купола, опирающегося на эту окружность, устанавливают группы зарядов, воздействуют на КО последовательно серией, согласованной с геометрическими размерами и плотностью КО, взрывов, отделяющихся от космических перехватчиков с системой управления, двигателями коррекции траектории полета, двигателями выравнивания скоростей и устройством наведения на цель, пространственно распределенных групп ядерных или термоядерных зарядов взрывчатых веществ с детонатором, жидкостью и дистанционным устройством одновременного подрыва всех зарядов группы в приповерхностных слоях метеоритно-кометного вещества, при этом в вершине воображаемого купола производят взрыв зарядов большей, или равной, или меньшей мощностей, а остальные взрывы производят зарядами равной мощности. Воображаемый купол формируют сферической, эллиптической, параболической и произвольной формами. Изобретение позволяет изменить траекторию полёта КО к Земле без разрушения. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к защите космического объекта (КО) от высокоскоростных микрометеороидных или техногенных частиц. Способ включает определение предполагаемого места пробоя гермооболочки пилотируемого КО указанными частицами. Затем вблизи этого места размещают устройство для определения места пробоя и герметизации гермооболочки (УМПГ). УМПГ содержит пенал с выдвижной крышкой, на наружной поверхности которого закреплены два акустических датчика и магнит между ними. Внутри пенала помещен герметизирующий элемент (ГЭ) в виде пластины пенополиуретана, покрытой слоем силиконового герметика. Перемещают УМПГ вдоль стенки гермоотсека и регистрируют сигналы датчиков. Резкое уменьшение сигналов возникает при нахождении УМПГ непосредственно над местом пробоя. Сдвигают крышку пенала, и ГЭ под действием разрежения, вызванного истечением воздуха через пробитое отверстие, выходит из пенала и перекрывает это отверстие. По прекращении сигналов с датчиков УМПГ отделяют от стенки гермоотсека. Технический результат группы изобретений состоит в уменьшении погрешности определения координат места пробоя и сокращении времени герметизации отверстия с помощью простых мобильных средств. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для уборки космического мусора (КМ). Устройство уборки КМ (УУ КМ), испытывающего беспорядочное кувыркающееся движение, содержит корпус с буферным материалом, фиксирующими лапками, двигательной установкой, устройством захвата с гарпуном, устройством наблюдения за движением КМ и вычисления положения захвата и ориентации захвата, тормозным устройством с проводящим фалом. Гарпун содержит заостренную концевую часть с зубчатой частью, стопорную часть, часть формирования реактивной движущей силы для выброса гарпуна, провод для соединения гарпуна с корпусом, упругий корпус, устройство намотки провода. Выводят на орбиту УУ КМ, осуществляют причаливание УУ КМ к КМ, осуществляют процесс наблюдения и перемещения за КМ, вычисляют положение захвата и ориентацию захвата, перемещают УУ КМ в положение захвата и ориентацию захвата, близко подводят УУ КМ к КМ, выпускают гарпун в полый фрагмент КМ, соединяют УУ КМ и КМ, фиксируют КМ, тормозят захваченный КМ с помощью сброса проводящего фала. Изобретение позволяет упростить прикрепление тормозного устройства к КМ. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 36 ил.

Изобретение относится к защите космического аппарата от высокоскоростных частиц естественного или техногенного типа. Защитный экран выполнен из композиционного материала в виде эластичного полимерного связующего с внедренными в него частицами по крайней мере одного порошка тяжелого металла. Плотность металла - не менее 6000 кг/м3, а размеры частиц - от 5 до 500 мкм, при этом массовое содержание порошка в композите составляет от 0,4 до 0,9. Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности защиты преимущественно трансформируемых объектов, развёртываемых в космосе. 1 ил.
Наверх