Устройство для защиты космического аппарата от микрометеороидов



Устройство для защиты космического аппарата от микрометеороидов
Устройство для защиты космического аппарата от микрометеороидов

 


Владельцы патента RU 2598927:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к защите от микрометеороидов. Устройство для защиты космического аппарата от микрометеороидов состоит из металлического защитного экрана, изоляционного слоя, диэлектрического экрана и системы энергопитания для создания разности потенциалов. Система энергопитания имеет два выхода. Первый выход соединен с электропроводящим слоем диэлектрического экрана, а второй - с преградой. Преграда снабжена металлической подложкой. К металлической подложке и металлическому защитному экрану подключен второй источник питания. Металлический защитный экран, электропроводящий слой и металлическая подложка разделены на секции. Между металлической подложкой и электропроводящим слоем расположены диэлектрические преграды. В устройство введен усилитель, вход которого соединен с металлическим защитным экраном, а выход - с блоком распознавания микрометеороидов. Техническим результатом изобретения является снижение потерь электрической энергии за счет возможности подачи напряжения на экран непосредственно в момент удара микрометеороидов. 1 ил.

 

Изобретение относится к исследованиям и освоению космического пространства и может быть использовано в космических объектах для защиты от микрометеороидов.

Известно защитное покрытие космического аппарата от механических воздействий, содержащее прослойку из пористого материала, заполненную водяным льдом или водо-ледяной смесью (патент РФ №2258641, МПК B64G 1/52, B64G 1/56, опубликовано 20.08.2005).

Наиболее близким аналогом является УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА ОТ МЕТЕОРНЫХ ЧАСТИЦ (патент на изобретение №2481256 от 10.05.2013).

В этом изобретении устройство для защиты от метеорных частиц содержит преграду, состоящую из металлического защитного экрана и изоляционного слоя и расположенную на расстоянии от корпуса космического аппарата, диэлектрический экран, расположенный на корпусе, и систему энергопитания для создания разности потенциалов, имеющую два выхода, первый из которых соединен с электропроводящим слоем, нанесенным на диэлектрический экран, а второй - с преградой, согласно изобретению преграда снабжена металлической подложкой, к металлической подложке и металлическому защитному экрану подключен второй источник питания, металлический защитный экран, электропроводящий слой и металлическая подложка разделены на секции, между металлической подложкой и электропроводящим слоем расположены диэлектрические преграды.

Однако оно обладает недостатком: необходимо постоянно подавать напряжение на экран, а это может привести к пробоям напряжения и потерям электроэнергии.

Поставлена задача - необходимо подавать напряжение питания на экран только в момент удара микрометеороидов.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для защиты космического аппарата от микрометеороидов, содержащее преграду, состоящую из металлического защитного экрана и изоляционного слоя и расположенную на расстоянии от корпуса космического аппарата, диэлектрический экран, расположенный на корпусе, и систему энергопитания для создания разности потенциалов, имеющую два выхода, первый из которых соединен с электропроводящим слоем, нанесенным на диэлектрический экран, а второй - с преградой, при этом преграда снабжена металлической подложкой, к металлической подложке и металлическому защитному экрану подключен второй источник питания, металлический защитный экран, электропроводящий слой и металлическая подложка разделены на секции, между металлической подложкой и электропроводящим слоем расположены диэлектрические преграды, согласно изобретению в устройство введены усилитель, вход которого соединен с металлическим защитным экраном, а выход соединен с блоком распознавания микрометеороидов, соединенного также с блоком управления питанием, который соединен с вторым источником питания и системой энергопитания для создания разности потенциалов.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство для защиты космического аппарата от микрометеороидов содержит преграду, выполненную в виде трехслойной структуры (металлический защитный экран 1, изоляционный слой 2, металлическая подложка 3), к металлической пленке и металлической подложке подключен второй источник питания 4, и расположенную на расстоянии от корпуса космического аппарата, диэлектрический экран 5, нанесенный на корпус 6, поверх которого нанесен электропроводящий слой 7, систему энергопитания для создания разности потенциалов 8, имеющую два выхода, первый из которых соединен с электропроводящим слоем на корпусе, а второй - с преградой, диэлектрические перемычки 9, усилитель 10, блок распознавания микрометеороидов 11, блок управления питанием 12.

Устройство работает следующим образом. Микрометеород в процессе полета в космическом пространстве заряжается до некоторого потенциала, в связи с этим микрометеороид представляет собой движущую заряженную частицу. При подлете к металлическому защитному экрану 1 на нем наводится электрический импульс, который через усилитель 10 подается в блок распознавания микрометеороидов 11, где производится необходимая фильтрация сигналов. Блок распознавания микрометеороидов выдает управляющие сигналы для блока управления питанием 12, который включает при наличии микрометеороидов и выключает при их отсутствии второй источник питания 4 и систему энергопитания для создания разности потенциалов 8.

Микрометеороид с достаточной кинетической энергией при встрече с космическим аппаратом преодолевает преграду (металлический защитный экран 1, изоляционный слой 2, металлическая подложка 3) и образует конгломерат из плазмы, осколков частицы, экрана и изоляционного слоя вследствие неполного своего разрушения и испарения. При продвижении конгломерата по направлению к электропроводящему слою 7 возникает градиент напряженности и происходит пробой электрического поля. Поэтому в ней возникает электрический ток. Скорость пробоя электрического поля по аналогии с искровым разрядом в атмосфере - молнией, до 100 тысяч километров в секунду. Диэлектрические перемычки 9 служат для деления преграды на секции, что позволяет уменьшить время разряда tразрда, согласно формуле:

tразрда≈3·R·C,

где R - сопротивление разрядного канала, С - емкость секции.

Дополнительное разрушение частиц происходит в первой преграде при разряде второго источника питания, что приводит к Джоулеву нагреву метеорной частицы и частичному разрушению.

Устройство для защиты космического аппарата от микрометеороидов, содержащее преграду, состоящую из металлического защитного экрана и изоляционного слоя и расположенную на расстоянии от корпуса космического аппарата, диэлектрический экран, расположенный на корпусе, и систему энергопитания для создания разности потенциалов, имеющую два выхода, первый из которых соединен с электропроводящим слоем, нанесенным на диэлектрический экран, а второй - с преградой, при этом преграда снабжена металлической подложкой, к металлической подложке и металлическому защитному экрану подключен второй источник питания, металлический защитный экран, электропроводящий слой и металлическая подложка разделены на секции, между металлической подложкой и электропроводящим слоем расположены диэлектрические преграды, отличающееся тем, что в устройство введены усилитель, вход которого соединен с металлическим защитным экраном, а выход соединен с блоком распознавания микрометеороидов, соединенного также с блоком управления питанием, который соединен с вторым источником питания и системой энергопитания для создания разности потенциалов.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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.

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 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.
Наверх