Устройство и способ исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы



Устройство и способ исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы
Устройство и способ исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы

 

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 2603817:

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

Группа изобретений относится к инструментам и технологиям исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы. Устройство состоит из корпуса (1), выполненного, например, из фторопласта. В полость (2) корпуса (одну или более) с резьбой (3) и конической поверхностью (4) ввернут пробник (5) с ответной поверхностью, дающей при ввертывании термоизоляцию этой полости. На корпусе (1) закреплена пластина, вырез в которой образует ручку (7), согласованную с наддутой перчаткой скафандра. На боковинах (8) ручки установлены ложементы (9), в которых выполнены отверстия (10). Имеется средство закрепления устройства снаружи космического объекта (КО). В наземных условиях полость (2) и пробник (5) стерилизуют. Затем пробник (5) контаминируют веществом или осеменяют микроорганизмами и гермоизолируют. Доставляют устройство на КО, закрепляют снаружи КО, извлекают пробник (5) из полости (2) и устанавливают его в отверстиях (10). По завершении экспонирования извлекают пробник из отверстий, заводят в полость (2), которую гермоизолируют. Возвращают устройство в гермоотсек, а затем - на Землю. Техническим результатом группы изобретений является обеспечение неограниченного по времени экспонирования устройства и возможность манипулирования им одной рукой. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к устройствам и способам исследований в космическом пространстве.

Вопрос о воздействии факторов космического пространства на вещество, на неорганические и биологические объекты земного происхождения, несмотря на более чем полувековую историю космических полетов, остается актуальным. Понять и оценить реальное состояние вещества, конструкционных материалов после прохождения активного участка при выведении, тем более после прохождения космическими аппаратами участков плазмы при посадке, не представляется возможным.

Известно устройство для отбора проб космонавтом с внешней поверхности космического объекта, содержащее корпус из химически, термически, механически стойкого и γ-проницаемого материала (патент RU 2536746, 27.12.2014, МПК: G01N 1/02 (2006.01), B64G 4/00 (2006.01)). 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. Описанное устройство принято в качестве прототипа.

Использование указанного устройства заключается в том, что на Земле пробоотборник вворачивается в полость корпуса по резьбе, герметизируя полость при контакте конических поверхностей. Затем производится γ-облучение корпуса, чем достигается стерилизация полости и пробоотборника. 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 за ручку, выворачивает и извлекает пробоотборник из полости, берет пробы-мазки, заводит в полость пробоотборник и, ввинчивая его по резьбе, герметизирует полость при контакте конических поверхностей, возвращает устройство в шлюзовой отсек, а затем в гермоотсек. В таком виде устройство возвращают на транспортном корабле на Землю для исследований. Описанный в патенте RU 2536746 способ использования устройства принимается в качестве прототипа предлагаемого способа.

Известное решение имеет следующие недостатки:

- обеспечивает только кратковременное экспонирование исследуемых объектов вне полости в силу отсутствия средств закрепления, что не позволяет достоверно оценить воздействие факторов космического пространства на исследуемые вещества или микроорганизмы земного происхождения;

- при использовании устройства космонавту необходимо действовать обеими руками, что лишает его возможности удерживаться за поручни для стабилизации тела в невесомости, обусловливает занятость в операции второго члена экипажа и снижает общую производительность труда в процессе внекорабельной деятельности.

Задачей изобретения является повышение достоверности исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы, взятые в естественном земном состоянии, за счет экспонирования этих объектов в открытом космосе и возвращения их после экспонирования на Землю для исследований.

Задача решается следующим образом.

Устройство исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы содержит корпус, выполненный из химически, термически, механически стойкого материала, в котором выполнена по меньшей мере одна глухая полость с резьбой и конической поверхностью на входе, в которую ввернут пробник с ответной конической поверхностью, при этом на корпусе закреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра, на боковинах ручки установлены ложементы, в которых по оси, параллельной оси полости, выполнены противостоящие отверстия под установку пробника для экспонирования, пластина, корпус и ложементы скреплены крепежными элементами, при этом устройство снабжено средством закрепления на внешней поверхности космического объекта.

Способ исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы заключается в том, что в наземных условиях полость в корпусе устройства и пробник стерилизуют, после стерилизации пробник контаминируют веществом или осеменяют микроорганизмами и гермоизолируют, доставляют устройство на космический объект, выносят устройство из шлюзового отсека в открытый космос, закрепляют устройство снаружи космического объекта, извлекают пробник из полости и устанавливают его в отверстия в ложементах для экспонирования, после завершения экспонирования извлекают пробник из отверстий в ложементах, заводят пробник в полость, гермоизолируют полость, возвращают устройство в гермоотсек, а затем устройство доставляют на Землю.

На фиг. 1 показан общий вид устройства.

На фиг. 2 показано сечение А-А.

На фиг. 3 показано сечение Б-Б.

На фиг. 4 показано состояние устройства при транспортировке.

На фиг. 5 показано состояние устройства при экспонировании пробника.

На фигурах:

1 - корпус;

2 - полость;

3 - резьба;

4 - коническая поверхность;

5 - пробник;

6 - пластина;

7 - ручка;

8 - боковина ручки;

9 - ложемент;

10 - отверстия;

11 - крепежный элемент;

12 - средство крепления устройства на поверхности космического объекта (например, орбитальной станции).

Устройство состоит из корпуса 1, выполненного из химически, термически, механически стойкого материала, например фторопласта, в котором выполнена по меньшей мере одна полость 2 с резьбой 3 и конической поверхностью 4 на входе, в полость 2 ввернут пробник 5 с ответной конической поверхностью, обеспечивающий при завертывании термоизоляцию полости 2 при контакте конических поверхностей; на корпусе 1 закреплена пластина 6, вырез в которой образует ручку 7, согласованную с наддутой перчаткой скафандра, на боковинах ручки 8 установлены ложементы 9, в которых по оси, параллельной оси полости 2, выполнены противостоящие отверстия 10; пластина 6, корпус 1 и ложементы 9 скреплены крепежными элементами 11, при этом устройство снабжено средством закрепления на внешней поверхности космического объекта 12.

Способ исследования заключается в следующем. В наземных условиях полость 2 в корпусе 1 и пробник 5 стерилизуют, затем пробник 5 контаминируют веществом или осеменяют микроорганизмами и гермоизолируют вышеупомянутым образом, доставляют устройство на космический объект; после вынесения устройства из шлюзового отсека в открытый космос при выходе экипажа космонавт, удерживая за ручку 7, закрепляет устройство снаружи космического объекта, используя средство 12, извлекает пробник 5 из полости 2 и устанавливает его в отверстия 10 соответственно в ложементах 9 для экспонирования. После завершения экспонирования при выходе из гермоотсека космонавт извлекает пробник 5 из отверстий 10, заводит пробник 5 в полость 2 и, ввинчивая его по резьбе 3, гермоизолирует полость 2 при контакте конических поверхностей 4, возвращает устройство в гермоотсек. В таком состоянии устройство доставляют в транспортном корабле на Землю для исследований экспонированных объектов.

Предложенные устройство и способ исследования воздействия факторов космического пространства на неорганические вещества или биологические микроорганизмы впервые в истории космических исследований обеспечивают доставку с Земли в открытое космическое пространство объектов исследований в исходном естественном земном состоянии благодаря транспортировке в условиях термоизоляции и позволяют экспонировать объекты в открытом космосе без ограничения продолжительности. После завершения экспонирования экипаж осуществляет термоизоляцию исследуемых объектов в реальном состоянии непосредственно за бортом космического объекта, возвращает устройство в гермоотсек, затем в транспортном корабле доставляют на Землю для лабораторных исследований. Предложенные устройство и способ являются новым шагом в экспериментальных исследованиях в космосе.

Совокупность отличительных признаков устройства и способа исследования обеспечивают решение задачи изобретения, а именно:

- наличие средства закрепления на поверхности космического объекта обеспечивает неограниченное по времени экспонирование устройства;

- обеспечена возможность использования устройства - закрепление и операции с пробниками, одной рукой.

1. Устройство исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы, содержащее корпус, выполненный из химически, термически и механически стойкого материала, в котором выполнена по меньшей мере одна глухая полость с резьбой и конической поверхностью на входе, в которую ввернут пробник с ответной конической поверхностью, при этом на корпусе закреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра, отличающееся тем, что на боковинах ручки установлены ложементы, в которых по оси, параллельной оси указанной полости, выполнены противостоящие отверстия под установку пробника для экспонирования, пластина, корпус и ложементы скреплены крепежными элементами, при этом устройство снабжено средством закрепления на внешней поверхности космического объекта.

2. Способ исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы, заключающийся в том, что в наземных условиях полость в корпусе устройства и пробник стерилизуют, отличающийся тем, что после стерилизации пробник контаминируют веществом или осеменяют микроорганизмами и гермоизолируют, доставляют устройство на космический объект, выносят устройство из шлюзового отсека в открытый космос, закрепляют устройство снаружи космического объекта, извлекают пробник из полости и устанавливают его в отверстия в ложементах для экспонирования, после завершения экспонирования извлекают пробник из отверстий в ложементах, заводят пробник в полость, гермоизолируют полость, возвращают устройство в гермоотсек, а затем устройство доставляют на Землю.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к экспериментальным исследованиям в космическом пространстве. Способ включает взятие проб с помощью стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробозаборника.

Изобретение относится способу отбора образца материала с плохими характеристиками текучести. Обеспечивают наличие устройства для взятия образца материала, содержащее вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу, окружающую сверло.

Изобретение относится к области океанологии, гидрофизики, геохимии и экологии морей и может быть использовано для получения первичного материала с целью анализа взвеси, состава воды, а также для исследования связи донных осадков с картиной подводных течений и временное их распределение.

Изобретение относится к устройству для обнаружения твердых веществ, в частности взрывчатых веществ или наркотиков. Устройство содержит несущий диск (20), на котором осесимметрично расположено несколько сеток.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения минеральных масел в атмосферном воздухе и воздухе закрытых помещений. Отбирают пробы из атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений путем концентрации их на фильтр АФА-ВП-20 со скоростью 100 л/мин в течение 20 мин.

Группа изобретений относится к пробоотборнику для отбора проб смеси из среды и твердых частиц. Пробоотборник включает эжектор (100) и внутреннюю трубу (104), проходящую внутри эжектора (100), внутри внешней трубы (106), и предназначенную для прохождения через эжектор (100) создающей разрежение среды.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к образцам для определения остаточных технологических напряжений в деталях типа лопаток турбин авиационных двигателей.

Группа изобретений относится к приготовлению образца для минералогического анализа в электронно-лучевой системе в нефтегазовой и горнодобывающей отраслях. По первому варианту способа забирают минералогический образец для анализа, сушат его и отделяют от собранного образца более мелкую представительную аликвоту и помещают вместе аликвоту и оба компонента быстросхватывающегося двухкомпонентного фиксирующего состава на основе эпоксидной смолы в форму образца.

Группа изобретений относится к оборудованию для проведения анализа и может быть использована для диагностики и лечения пациентов. Микрожидкостная резистентная сеть (20) содержит первый (112) и второй (114) микрожидкостные каналы в жидкостном сообщении с впускными отверстиями (22) и (24) для первой и второй текучих сред соответственно.

Изобретение относится к способам изготовления стандартных образцов состава для оперативного и статистического контроля погрешности результатов измерений, в частности измерений массовой доли нефтепродуктов в почвах, грунтах и донных отложениях.
Изобретение относится к экспериментальным исследованиям в космическом пространстве. Способ включает взятие проб с помощью стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробозаборника.

Изобретение относится к космической технике. Нож для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости содержит ручку и ножевое полотно с режущим лезвием.

Изобретение относится к космической технике. Нож для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости содержит ножевое полотно с режущими лезвиями и ручку.

Изобретение относится к космической технике. Нож для использования космонавтом в условиях невесомости содержит режущий элемент и ручку.

Группа изобретений относится к разработке ресурсов космической среды с помощью соответственно оснащённых космических аппаратов (КА). КА причаливает к астероиду (1), охватывая его с двух сторон манипуляторами (2).

Изобретение относится к средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Предлагаемое активное устройство фиксации использует привод инструмента манипулятора.

Изобретение относится к стыковочным средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), закрепленный на внешней поверхности космического корабля, с кольцом (2), имеющим направляющие выступы (3) и датчики касания (4) с взаимодействующим активным устройством (АУ).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для защиты Земли и космических аппаратов (КА) от астероидно-кометной опасности (АКО). Выводят на орбиту КА со средствами аппаратуры наблюдения (АН) на базе телескопов, первичной обработки изображений и непрерывной прямой двусторонней радиосвязи, устанавливают АН на Луне, синхронизируют КА-телескопы по шкале единого времени, размещают главную оптическую ось АН каждого КА в точках Лагранжа, поочередно сканируют и получают изображения участков небесной сферы, определяют координаты и блеск наблюдаемых небесных объектов (НО), принимают и обрабатывают на наземном пункте управления изображения с зафиксированными новыми НО, с помощью информационно-аналитического центра мониторинга АКО собирают, обрабатывают, анализируют, систематизируют, каталогизируют и хранят информацию об объектах АКО, строят динамику перемещений НО во времени и пространстве, вычисляют орбиты НО, регулярно обновляют и передают потребителям информацию об уточненных параметрах НО, оценивают степень угрозы математическим методом, основанным на критерии минимума среднего риска и зависящим от стоимости ложной тревоги, вероятности отсутствия столкновения, условной вероятности ложной тревоги, весового множителя, стоимости ущерба при столкновении, вероятности столкновения, условной вероятности пропуска столкновения, плотности вероятности положения КА или Земли в пространстве, отношения правдоподобия, плотности вероятности положения опасных космических объектов в пространстве, принимают решения о дальнейших действиях.

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 области микроробототехники, в которой основными подвижными элементами конструкции являются устройства микросистемной техники, выполненные по технологиям микрообработки кремния.
Наверх