Малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано для сбора данных о параметрах движения космических объектов - частиц космического мусора и микрометеороидов. Малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов состоит из пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, электромагнитов, расположенных по трем взаимно ортогональным осям, приемника ионов, солнечной батареи, при этом на каждой оси расположен один электромагнит, соединенный с блоком управления электромагнитами, который соединен с блоком управления системой, дополнительно введен блок регистрации, который соединен с пленочной структурой металл-диэлектрик-металл зонтичной конструкции и блоком управления системой, введен блок формирования питания, соединенный с солнечной батареей и блоком управления системой, добавлен приемо-передающий модуль, соединенный с командной антенной, телеметрической антенной и блоком управления системой, введен блок развертки пленочного датчика, который соединен с блоком управления системой, к которой подключены шесть солнечных датчиков, расположенных на каждой из граней малого космического аппарата. Технический результат - уменьшение габаритов мишени в нераскрытом состоянии. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано для сбора данных о параметрах движения космических объектов - частиц космического мусора и микрометеороидов.

Известно устройство (а.с. №1830499, МПК G01E 1/34, опубл. 13.10.2002), включающее в себя плоскую мишень с отверстиями, приемник ионов, блок обработки информации.

Недостатком такого устройства является невозможность использования мишени на большой площади чувствительной поверхности, а следовательно, низкая эффективность использования.

Известно устройство (Diretzel Н., Eihborn e.t.c. The Heos 2 aud Helios micrometeoroid experiments. J. Phys. Sei. Justrum. 1973, 6, 3, p. 209-217), предназначенное для регистрации параметров микрометеороидов и содержащее полусферическую мишень и приемник ионов полусферической формы, блок измерения.

Устройство (патент №2348949, МПК G01T 3/04, опубл. 28.05.2007) предназначено для детектирования микрометеороидных и техногенных частиц, содержит мишень в виде пленочного конденсатора, нанесенного на металлическую пластину, приемник ионов.

Недостатками таких устройств является невозможность использования мишени на большой площади чувствительной поверхности, а следовательно, низкая эффективность использования.

В качестве прототипа выбрано устройство (патент №2456639, МПК G01T 1/04, опубл. 20.07.2012, бюл. №20). Устройство регистрации параметров микрометеороидов и космического мусора содержит мишень в виде четырех панелей солнечных батарей, соединенных между собой пленочной структурой металл-диэлектрик-металл, приемник ионов в виде шара, блок измерения, электромагниты, согласно изобретению электромагниты установлены по четыре штуки на каждую ось устройства, соединены между собой последовательно, приемник ионов выполнен в виде четырех микроканальных пластин, каждая из которых расположена параллельно соответствующей панели солнечной батареи, с внешней стороны приемника ионов установлен датчик Солнца в виде ПЗС-матрицы, соединенный с блоком измерения, на передней поверхности блока управления установлена панель солнечной батареи, на боковых поверхностях установлены фотодиоды, а на обратной стороне его установлен фотодиод и антенна GPS-приемника, причем приемник ионов, пленочные структуры металл-диэлектрик-металл и фотодиоды соединены соответственно с блоками измерения ионов, проводимости пленочных структур и фототоков.

Недостатком прототипа является большие габариты мишени в нераскрытом состоянии спутника.

Поставлена задача - уменьшение габаритов мишени в нераскрытом состоянии.

Поставленная задача достигается тем, что в малом космическом аппарате для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов, состоящем из пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, электромагнитов, расположенных по трем взаимно ортогональным осям, приемника ионов, солнечной батареи, согласно изобретению, на каждой оси расположен один электромагнит, соединенный с блоком управления электромагнитами, который соединен с блоком управления системой, дополнительно введен блок регистрации, который соединен с пленочной структурой металл-диэлектрик-металл зонтичной конструкции и блоком управления системой, введен блок формирования питания, соединенный с солнечной батареей и блоком управления системой, добавлен приемопередающий модуль, соединенный с командной антенной, телеметрической антенной и блоком управления системой, введен блок развертки пленочного датчика, который соединен с блоком управления системой, к которой подключены шесть солнечных датчиков, расположенных на каждой из граней малого космического аппарата.

Кроме того, на каждой оси расположено по одному электромагниту.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 (вид справа), Фиг. 2 (вид сверху) изображен малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов в нераскрытом состоянии (перед отстыковкой от космического аппарата или ракетоносителя), на Фиг. 3 (вид справа), Фиг. 4 (вид сверху) - малый космический аппарат в раскрытом состоянии.

Малый космический аппарат содержит блок регистрации 1, пленочная структура металл-диэлектрик-металл 2, блок развертки пленочного датчика 3, шесть солнечных датчиков 4, блок формирования питания 5, солнечную батарею 6, блок управления системой 7, приемо-передающий модуль 8, командную антенну 9, телеметрическую антенну 10, блок управления электромагнитами 11, три электромагнита 12, приемник ионов 13.

Малый космический аппарат работает следующим образом. В нераскрытом состоянии свернуты солнечные батареи 6 и пленочная структура металл-диэлектрик-металл 2. При отстыковке данного малого космического аппарата происходит подача управляющего сигнала от блока управления системой 7 на блок развертки пленочного датчика 3. При этом происходит раскрыв пленочной структуры металл-диэлектрик-металл 2 наподобие зонтика. Формирование необходимых напряжений, питание для малого космического аппарата происходит в блоке формирования питания 5, который получает напряжение от солнечной батареи 6. Ориентирование космического аппарата в космическом пространстве происходит с помощью шести солнечных датчиков 4, расположенных на каждой грани космического аппарата, трех электромагнитов 12, расположенных по трем взаимно перпендикулярным осям, и блока управления электромагнитами 11. По солнечным датчикам 4 в блоке управления системой определяется ориентация космического аппарата на Солнце и формируются управляющие команды для блока управления электромагнитами 11, в которых происходит формирование импульса тока с необходимой длительностью и амплитудой для электромагнитных катушек 12.

Обмен информации с наземным пунктом управления космическими аппаратами происходит по двум каналам: командному (по нему посылается команда с наземным пунктом управления космическими аппаратами на космический аппарат) и телеметрическому (по нему происходит передача телеметрической информации с космического аппарата на наземный пункт управления космическими аппаратами). Связь осуществляется с помощью приемо-передающего модуля 8, соединенного с блоком управления системой 7, командной антенной 9 (для передачи команд), телеметрической антенной 10 (для передачи телеметрии).

Регистрация микрометеороидов и частиц космического мусора происходит следующим образом. Между пленочным детектором 2 и приемником ионов 13 создается разность напряжения порядка несколько сот вольт, при этом на собирающем электроде находится отрицательный потенциал относительно пленочного детектора. Пленочный детектор представляет собой трехслойную структуру металл-диэлектрик-металл, на которую от блока регистрации 1 подается напряжение в несколько десятков вольт. При ударе высокоскоростного микрометеороида или частицы космического мусора по пленочной структуре металл-диэлектрик-металл 2 происходит кратковременное замыкание пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, которое регистрируется блоком регистрации 1, а также происходит образование ионов, которые собирает приемник ионов 13. Информация с приемника ионов 13 и блока регистрации 1 поступает на блок управления системой 7.

1. Малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов, состоящий из пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, электромагнитов, расположенных по трем взаимно ортогональным осям, приемника ионов, солнечной батареи, отличающийся тем, что электромагниты соединены с блоком управления электромагнитами, который соединен с блоком управления системой, дополнительно введен блок регистрации, который соединен с пленочной структурой металл-диэлектрик-металл зонтичной конструкции и блоком управления системой, введен блок формирования питания, соединенный с солнечной батареей и блоком управления системой, добавлен приемо-передающий модуль, соединенный с командной антенной, телеметрической антенной и блоком управления системой, введен блок развертки пленочного датчика, который соединен с блоком управления системой, к которой подключены шесть солнечных датчиков, расположенных на каждой из граней малого космического аппарата.

2. Малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов по п. 1, отличающийся тем, что на каждой оси расположено по одному электромагниту.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиационных технологий, а также к исследованиям, созданию и эксплуатации ядерных установок и ускорителей. Способ измерения профиля нейтронного пучка (пучков) в плоскости, перпендикулярной выделенному его (их) направлению, заключается в том, что пучок (пучки) быстрых нейтронов направляют на детектирующую плоскость профилометра, перпендикулярно расположенную к его (их) направлению (направлениям), поверхность которой представляет собой совокупность параллельно расположенных изолированных стрипов, сигналы с каждого из стрипов, появившиеся в результате взаимодействия нейтрона с веществом стрипа, поступают на блок регистрирующей электроники, производящей прием и анализ зарегистрированных событий с использованием программного обеспечения для определения профиля нейтронного пучка (пучков), при этом в качестве детектирующей плоскости профилометра используют двусторонний стриповый кремниевый детектор, одна сторона которого представляет набор X-стрипов, а вторая - набор Y-стрипов, перпендикулярных к Х-стрипам, при этом регистрируют заряженные частицы, образующиеся в каждом конкретном стрипе в результате протекания реакций с эмиссией протонов и альфа-частиц при захвате нейтронов на ядрах кремния 28Si(n,p)28Al, 28Si(n,α)25Mg, при этом путем снятия электрических сигналов с соответствующих X- и Y-стрипов определяют координаты X и Y точек взаимодействия нейтронов с веществом данного стрипа профилометра, при этом на основании однозначной связи номеров одновременно сработавших X- и Y-стрипов, включенных на совпадения, при этом после набора событий по каждому из X- и Y-стрипов профилометра автоматически производится временной и амплитудный анализ зарегистрированных событий.

Автоматизированная система контроля нейтронно-физических параметров исследовательской ядерной установки (ИЯУ) может быть использована для создания систем контроля, управления и измерения в составе систем управления и защиты СУЗ ИЯУ, для обеспечения безопасности работы ИЯУ в импульсном, квазиимпульсном и статическом режимах.

Изобретение относится к области измерения излучений. Устройство для измерения потока нейтронов содержит первичный преобразователь в виде ионизационной двухсекционной трехэлектродной камеры, к общесекционному электроду которой подключен однополярный источник питания, а к разнополярным электродам, к положительному, входящему в состав нейтронной секции, и к отрицательному, входящему в состав компенсационной секции, - блоки измерения тока, которые связаны с блоком обработки выходных сигналов, при этом блоки измерения тока состоят из преобразователя ток-напряжение, выполненного на основе линейного усилителя с переключающимися пределами измерения или на основе логарифмического усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, управляемого микроконтроллером, выход которого через интерфейс связи подключен к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов, который имеет возможность подключения к вычислительному устройству более высокого уровня и включает в себя свой микроконтроллер, позволяющий автоматически корректировать с учетом сигнала, полученного от блока измерения тока по гамма-излучению, сигнал, полученный от блока измерения тока по нейтронной составляющей, и производить вычисление потока нейтронов, а однополярный источник питания включает в себя высоковольтный преобразователь напряжения, подключенный к своему микроконтроллеру, позволяющему осуществлять автоматический контроль и коррекцию выходного напряжения и подключенному через интерфейс связи к интерфейсу связи блока обработки выходных сигналов.

Изобретение относится к области технической физики. Устройство для спектрометрии нейтронов состоит из водородсодержащих замедлителей быстрых нейтронов цилиндрической формы, регистраторов тепловых и медленных нейтронов, расположенных вдоль центральной оси устройства, борного фильтра и цилиндрических углублений на торцевой поверхности замедлителя, обращенной к источнику излучений, при этом в качестве регистраторов нейтронов используют активационные детекторы в кадмиевом чехле и без чехла, которые размещены в контейнере попарно на расстояниях не более длины диффузии тепловых нейтронов в замедлителе, а цилиндрические углубления заполнены вставками, при этом контейнер и вставки выполнены из материала замедлителя.
Изобретение относится к области ядерной техники. Эмиссионный нейтронный детектор содержит коллектор и эмиттер, отделенные друг от друга изоляционным материалом, при этом эмиттер выполнен из порошка двуокиси гафния, заключенного в металлическую оболочку, при этом оболочка эмиттера выполнена толщиной от 0,14 мм до 0,20 мм, а масса двуокиси гафния на 1 м чувствительной части детектора выбрана в диапазоне от 6,4 г до 7,1 г.

Изобретение относится к полупроводниковым детекторам для регистрации корпускулярных излучений, в частности к алмазным детекторам тепловых нейтронов. Алмазный детектор тепловых нейтронов состоит из алмазной пластины, двух контактных электродов, конвертора тепловых нейтронов и внешних выводов для подачи напряжения смещения и съема выходного сигнала, при этом один из контактных электродов выполнен в виде набора графитовых столбиков, расположенных в объеме алмазной пластины так, чтобы расстояние от торцов графитовых столбиков до второго контактного электрода не превышало 5-10 мкм, при этом основания графитовых столбиков параллельно подсоединены к выводу для подачи напряжения смещения, а конвертор тепловых нейтронов установлен над поверхностью другого контактного электрода.

Изобретение относится к области измерении плотности потока нейтронов с помощью различных типов детекторов, в частности пропорциональных и коронных счетчиков медленных нейтронов, импульсных камер деления.

Устройство может быть использовано для изготовления цилиндрических трубок из пластика или металлопластика для газонаполненных дрейфовых детекторов ионизирующего излучения.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к метрологии нейтронного излучения, и может быть использовано при калибровке каналов измерения расхода теплоносителя в первом контуре корпусных ядерных реакторов.

Изобретение относится к области ядерной физики. Способ измерения асимметрии распада поляризованных пучков включает в себя пропускание поляризованного пучка частиц через контролируемую зону, регистрацию заряженных частиц, испускаемых асимметрично относительно спина распадающихся частиц, контрольные измерения при изменении направления поляризации пучка на 180°, при этом исходный поляризованный пучок частиц пропускают через зону контроля с близким к нулю магнитным полем, поток частиц исходного поляризованного пучка ступенчато варьируют с помощью прецизионной управляемой диафрагмы, на каждой ступени потока проводят многократные измерения скорости счета и энергетического спектра испускаемых в зоне контроля заряженных частиц с помощью охватывающего пучок секционированного по углу детектора; по совокупности скоростей счета и их погрешностей строят функционал ошибок для оценок чисел частиц в зоне видимости детектора путем приближений этих чисел шкалой (последовательностью) с шагом 1/μ, значение μ подбирают до наилучшего совмещения минимумов функционалов ошибки для времен жизни τ+ и τ- двух спиновых мод распада и их среднего арифметического значения, причем обработка проводится независимо для двух наборов данных, отличающихся значениями потока, а решение по μ и τ определяется пересечением функционалов этих наборов вблизи минимумов, близких к 1, причем коэффициент спиновой корреляции (асимметрия распада) определяется по формуле где - есть средняя спиральность частиц, испускаемых при распаде, определяемая из измеренного спектра частиц или из табличных данных.

Изобретение относится к области приборостроения, средств автоматизации и систем измерения и может быть использовано в ходе натурного эксперимента для измерения показателей деградации образцов поверхностных элементов космического аппарата.

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано для исследования степени и характера загрязнения космического пространства техногенными и микрометеороидными частицами.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для исследования процессов деградации материалов в космических условиях. .

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для исследования степени и характера загрязнения космического пространства техногенными и микрометеороидными частицами.

Изобретение относится к области молекулярной газовой динамики, преимущественно к способам определения интегральных сечений рассеяния атомов и молекул. .
Наверх