Устройство для отбора проб космонавтом с внешней поверхности космического объекта



Устройство для отбора проб космонавтом с внешней поверхности космического объекта
Устройство для отбора проб космонавтом с внешней поверхности космического объекта

 

G01N1/02 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2536746:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится преимущественно к инструментам, используемым космонавтом в открытом космосе. Устройство содержит корпус из химически, термически, механически устойчивого и γ-проницаемого материала. В корпусе выполнены одна или более глухих полостей с резьбой и конической поверхностью на входе. В полость ввернут пробоотборник с ответной конической поверхностью, обеспечивающей герметизацию полости при контакте обеих конических поверхностей. К корпусу прикреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку для захвата корпуса наддутой перчаткой скафандра космонавта. На Земле устройство в собранном и загерметизированном виде стерилизуется γ-облучением. На орбите космонавт, удерживая корпус за ручку, извлекает пробоотборник из полости. После взятия проб и герметизации пробоотборника устройство возвращается на Землю для исследований. Техническим результатом изобретения является обеспечение отбора проб с внешней поверхности космических объектов космонавтом в скафандре и их изоляция от внешней среды, в т.ч. среды гермоотсеков данных объектов. 2 ил.

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к исследовательским инструментам, используемым космонавтом в открытом космосе.

В течение многолетней непрерывной эксплуатации обитаемых космических объектов регулярно проводится химический и микробиологический контроль состояния воздушной среды, поверхностей интерьеров и оборудования внутри обитаемых отсеков. Например, для санитарно-микробиологической оценки состояния поверхностей внутри МКС на борту станции проводится отбор проб микрофлоры с поверхностей интерьерных панелей и оборудования.

В интересах дальнейшего развития, расширения исследований сформировалось предложение по проведению отбора проб с внешней поверхности орбитальной станции под теплоизоляцией для выявления очагов коррозии, биодеструкции оболочки (по аналогии с выявленными внутри гермоотсеков), а также с целью обнаружения признаков жизни в открытом космическом пространстве.

Известно оборудование для отбора проб внутри гермоотсеков МКС. Комплект для отбора проб представляет собой чехол с закрепленными в нем фторопластовыми пробирками с тампонами, пропитанными консервантом (прототип). (Международная космическая станция. Российский сегмент. Космическая биология и медицина. Том 1, с.323. Российская Академия наук, Институт медико-биологических проблем. Москва, 2011.)

Оборудование, принятое в качестве прототипа, не может обеспечить отбор проб с внешней поверхности космического объекта и их гермоизоляцию от внешней среды космонавтом в скафандре ввиду его несоответствия ограниченным функциональным возможностям космонавта в скафандре под избыточным давлением.

Задачей изобретения является обеспечение отбора, например, химических и микробиологических проб с внешней поверхности космических объектов космонавтом в скафандре и их гермоизоляция от внешней среды, в том числе от среды гермоотсеков.

Задача решается тем, что устройство содержит корпус из химически, термически, механически устойчивого и проницаемого для γ-облучения материала, в корпусе выполнена глухая полость с резьбой и конической поверхностью на входе в полость, в последнюю ввернут пробоотборник с ответной конической поверхностью, при заворачивании которого осуществляется герметизация упомянутой полости при контакте конических поверхностей, при этом на большей по площади стороне корпуса прикреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра.

На фиг.1 показано устройство в разрезе. На фиг.2 показан общий вид устройства. На фигурах:

1 - корпус;

2 - полость;

3 - резьба;

4 - пробоотборник;

5 - ручка;

6 - конические поверхности;

7 - металлическая пластина.

В корпусе 1, выполненном из химически, термически, механически устойчивого и проницаемого для γ-лучей материала, например из фторопласта, выполнена глухая полость 2, в которой имеется резьба 3 и коническая поверхность 6, в полость 2 ввернут пробоотборник 4, например из сплава АМг6, с ответной конической поверхностью 6, обеспечивающий при заворачивании герметизацию полости 2 при контакте конических поверхностей 6; к корпусу 1 прикреплена металлическая пластина 7, например, из сплава АМг6, вырез в которой образует ручку 5, согласованную с наддутой перчаткой скафандра.

В корпусе 1 для надежности получаемых результатов может быть выполнено более одной полости 2 и одного пробоотборника 4.

Пробоотборник на конце оснащается скребком, тампоном и прочим.

Устройство используется следующим образом. На Земле пробоотборник 4 вворачивается в полость 2 корпуса 1 по резьбе 3, герметизируя полость 2 при контакте конических поверхностей 6. Затем производится γ-облучение корпуса 1, чем достигается стерилизация полости 2 и пробоотборника 4. В таком состоянии устройство доставляется на орбитальную станцию и при выходе космонавтов в открытый космос выносится из шлюзового отсека.

В процессе внекорабельной деятельности космонавт, удерживая корпус 1 за ручку 5, выворачивает и извлекает пробоотборник 4 из полости 2, берет пробы, заводит в полость 2 пробоотборник 4 и, ввинчивая его по резьбе 3, герметизирует полость 2 при контакте конических поверхностей 6, возвращает устройство в шлюзовой отсек, а затем в гермоотсек. В таком виде устройство возвращается на транспортном корабле на Землю для исследований.

Изготовлен и испытан экспериментальный образец устройства.

Таким образом, решение задачи изобретения достигается следующими отличительными признаками:

- выполнение сопрягаемых резьб и сопрягаемых, контактирующих конических поверхностей в полости корпуса и на пробоотборнике обеспечивает гермоизоляцию пробы в полости корпуса от окружающей среды, в том числе от среды гермоотсека;

- прикрепление металлической пластины на большей стороне корпуса обеспечивает механическую устойчивость корпуса, исключает его деформацию в условиях знакопеременных температур в открытом космосе и искривление оси полости;

- вырез в металлической пластине и образование таким образом ручки, согласованной с наддутой перчаткой скафандров, обеспечивает эргономичность устройства.

Материал корпуса, проницаемый для γ-лучей, позволяет осуществить стерилизацию полости и пробоотборника в герметизированном состоянии путем облучения устройства в собранном виде и исключает засорение полости и пробоотборника земными микроорганизмами.

В результате совокупность отличительных признаков устройства обеспечивает решение задачи изобретения, то есть выполнения отбора химических, микробиологических проб с внешней поверхности космических объектов космонавтом в скафандре и их гермоизоляцию от внешней среды, в том числе и от среды гермоотсеков.

Устройство для отбора проб космонавтом с внешней поверхности космического объекта, содержащее корпус из химически, термически, механически стойкого и γ-проницаемого материала, отличающееся тем, что в корпусе выполнена по меньшей мере одна глухая полость с резьбой и конической поверхностью на входе, в полость ввернут пробоотборник с ответной конической поверхностью, обеспечивающий при завертывании герметизацию полости при контакте конических поверхностей, при этом к одной из сторон корпуса прикреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку, согласованную с перчаткой скафандра.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к композиции для фиксации тканей и/или клеток, и/или клеточных структур на предметных стеклах в целях их окрашивания и их анализа под микроскопом или с помощью системы анализа изображений, к применению данной композиции и вариантам способа ее получения, а также к вариантам способа окрашивания структур с ее использованием.

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при исследовании структурного состояния, морфологии поверхности образцов из композиций, содержащих графит, например в графитопластах (с термопластом или реактопластом в качестве связующего).
Способ определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов относится к области экологического тестирования, контроля качества строительных и др.

Изобретение относится к способу исследования загрязнений поверхности линейных сооружений и предназначено, в частности, для исследования загрязненной территории на поверхности железнодорожного пути.

Изобретение относится к устройству для замера толщины слоя нефти над водой и может быть использовано для оценки количества нефти в скважинной продукции с большой долей воды, а также для определения объема нефти на поверхности природного водоема при аварийных изливах нефти из трубопровода или резервуара.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при определении чувствительности химиопрепарата к злокачественной опухоли. В качестве препарата используют материал, взятый из опухоли.

Изобретение относится к горнодобывающей, обогатительно-металлургической и химической областям промышленности и может быть использовано в автоматических системах аналитического контроля при измерении жидких проб в виде суспензий, фильтратов и растворов.

Изобретение относится к устройству для отбора образцов различных почв и может быть использовано для проведения лабораторных исследований их физико-механических свойств.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений.

Изобретение относится к области экологического мониторинга, почвоведения и лесоведения. Способ включает определение места, частоты, длительности отбора проб почвы на исследуемой территории.

Изобретение относится к защитным средствам при транспортировке и стыковке/отделении изделий ракетно-космической техники и их частей, в частности применительно к аппаратуре (пикоспутнику - ПС) типа CubeSat.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для разворота и фиксации оборудования, размещенного на КА. Устройство разворота и фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры содержит подвижную раму с упорами, основание с опорной площадкой для гермоконтейнера, привод разворота подвижной рамы, дублирующий привод, зубчатое колесо, кривошип, подпружиненную тягу, шестерню, гермоконтейнер со сферическими опорами, кронштейны, зубчатый сектор.

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для доставки сферических объектов экипажем пилотируемого космического аппарата (КА) из рабочего отсека КА на внешнюю поверхность КА и далее на целевую орбиту объекта.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения состояния поверхности космического аппарата, а также других поверхностей в нанометровом диапазоне.

Изобретение относится к космической технике, в частности к ручным инструментам, используемым космонавтом, снаряженным в скафандр, в условиях невесомости при выполнении технологических операций в процессе внекорабельной деятельности.

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам для забора проб грунта, например замерзших кусков льда и т.п., и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел.

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам для забора проб грунта, например замерзших кусков льда и т.п., и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел.

Изобретение относится к спутниковым системам для производства и исследования материалов с уникальными свойствами в условиях низкой микрогравитации. .

Изобретение относится к космической технологии, конкретнее - к технике объемной (3D) печати по принципу послойного наращивания твердой геометрической фигуры пучком электронов.

Изобретение относится к газоразрядным (плазменным) приборам для проверки изделий, в т.ч. космических аппаратов (КА), на герметичность. Устройство содержит корпус (8) с приемными камерами (9, 10, 11), герметичными заслонками (12, 13) и ионизационным датчиком (ИОД). ИОД включает в себя ионный источник с электронной пушкой (ИЭП) (1), ускоряющую (2) и заземленные (3, 4, 5) сетки, отклоняющие пластины(6) и приемник ионов (ПИО) (7). В области приемных камер установлены микрофонный (14) и термопарный (15) датчики. С ПИО (7) связан усилитель (16), плата управления (17), приемник (18) и антенна (20) GPS, фидерное устройство (19), основная антенна (21), ПЗУ (22). ИЭП (1) создает поток электронов между сетками (2) и (3), где происходит ионизация газа. При отсутствии электрического поля на пластинах (6) ионы регистрируемой компоненты проходят в ПИО (7). Изменение выталкивающего импульса на сетке (2) и поля на пластинах (6) позволяет произвести сепарацию ионов так, чтобы в ПИО (7) попали ионы только одной массы. Поток газа, прошедшего приемную камеру и зону ионизации (2)-(3), действует на датчики (14) и (15), срабатывающие при значительном (из близких мест утечки) истечении газа. Для удаленных мест утечки регистрация осуществляется с помощью ИОД. Переключение датчиков (14), (15) и ИОД происходит автоматически. Сигнал с ПИО (7) через усилитель (16) поступает на плату (17), которая собирает и шифрует данные о месте и характере утечки, передавая их также в ПЗУ (22). Точные координаты и время от GPS поступают от приемника (18) и антенны (20). Через устройство (19) и антенну (21) пилот КА управляет платой (17). Техническим результатом изобретения является повышение точности и достоверности регистрации мест утечки на корпусе КА и возможность передачи информации космонавтам. 1 ил.
Наверх