Способ преодоления зондом ледяного покрова космического объекта

Авторы патента:

B64G4/00 - Инструменты, специально предназначенные для использования в космосе

Владельцы патента RU 2624759:

Попов Александр Федорович (RU)

Изобретение относится к космической технике и может использоваться в космических исследованиях для преодоления исследовательскими аппаратами ледяного покрова спутников и планет. В способе преодоления зондом ледяного покрова зонд помещают в выделяющую тепло раскрываемую оболочку, контактирующую с ледяным покровом космического объекта и растапливающую лед. Тепло для растапливания льда генерируется радиоактивным веществом, перемещающимся в ледяном покрове космического объекта вместе с оболочкой под действием силы тяжести. По мере перемещения зонда вода на пройденном участке застывает и ледяной покров восстанавливается. При достижении нижней границы ледяного покрова оболочка раскрывается и выпускает зонд. Техническим результатом изобретения является обеспечение безопасности космического объекта при перемещении зонда в толще его ледяного покрова.

Изобретение относится к сфере космических исследований и технологий и может быть использовано для преодоления исследовательскими аппаратами ледяного покрова спутников и планет, а также для наземной экспериментальной отработки указанной технологии и создания космических зондов нового типа.

Ряд космических объектов Солнечной системы имеют ледяной покров. Например, спутники Юпитера Европа, Ганимед, Каллисто покрыты ледяными панцирями, под которыми предполагается наличие океанов из жидкой воды /Планеты и созвездия. - Вильнюс: (UAB "BESTIARY" 2013, стр. 103-105/. Ледяной покров представляет серьезную преграду для зондирования космического объекта. Помимо водяного льда препятствие могут составлять и другие льды: сухой, азотный, метановый и т.п. Зондирование покрытых ледяными панцирями космических объектов осложняется также опасностью разрушения таких объектов при исследовании. Так, например, прогнозируется взрыв ледяной оболочки Каллисто, который может быть спровоцирован даже незначительным ее повреждением.

Из уровня техники известен способ теплового воздействия на космический объект с помощью радиоактивного вещества, используемого в качестве топлива ядерной энергетической установки. При этом осуществляют нагрев поверхности ядра кометы, увеличивая интенсивность испарения вещества ядра /RU 2266240 C2; B64G 1/00; 25.12.2003; 10.06.2005/.

Опасность для космического объекта при таком способе состоит в том, что радиоактивное вещество не перемещается вглубь космического объекта под действием силы тяжести, а оставаясь у поверхности, разогревает ее и провоцирует массированный выброс вещества в космос, который может привести к непредсказуемым последствиям.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является способ преодоления зондом ледяного покрова космического объекта, при котором зонд помещают в выделяющую тепло раскрываемую оболочку, контактирующую с ледяным покровом космического объекта и растапливающую лед. В этом техническом решении тепло вырабатывается с помощью гидрогенератора /RU 2271965 С2; B64G 1/12, B64G 1/44, B64G 1/16; 12.05.2004; 20.03.2006/.

Использование гидрогенератора определяет подъем воды на поверхность космического объекта через водовод и образование шахты, ослабляющей ледяной покров.

Задачей изобретения является обеспечение безопасности космического объекта при перемещении зонда в толще его ледяного покрова.

Указанная задача решена за счет того, что в способе преодоления зондом ледяного покрова космического объекта, при котором зонд помещают в выделяющую тепло раскрываемую оболочку, контактирующую с ледяным покровом космического объекта и растапливающую лед, тепло генерируется радиоактивным веществом, перемещающимся в ледяном покрове космического объекта вместе с оболочкой под действием силы тяжести.

Изобретение характеризуется следующим существенным отличительным признаком: генерированием тепла радиоактивным веществом, перемещающимся в ледяном покрове космического объекта вместе с оболочкой под действием силы тяжести.

Указанный существенный отличительный признак позволяет обеспечить безопасность космического объекта при перемещении зонда в толще его ледяного покрова.

Зонд в раскрываемой оболочке доставляют на космический объект и помещают на его ледяной покров. Благодаря наличию радиоактивного вещества, генерирующего тепло, оболочка зонда растапливает лед, и под действием силы тяжести зонд в оболочке вначале внедряется в ледяной покров, а затем и перемещается в нем по направлению к центру космического объекта. Генерирование тепла радиоактивным веществом, перемещающимся в ледяном покрове космического объекта вместе с оболочкой под действием силы тяжести, не дает выброса вещества в космос и не образует ослабляющей шахты в ледяном покрове. По мере перемещения зонда в оболочке вниз вода сверху него застывает, вновь превращаясь в лед. Радиоактивный источник тепла обеспечивает длительность и неуклонность растапливающего термического воздействия на ледяной покров, контактирующий с оболочкой зонда. При достижении нижней границы ледяного покрова оболочка раскрывается и выпускает зонд.

Тепло радиоактивным веществом может выделяться непосредственно и/или генерироваться опосредованно, например через использование ядерных энергетических установок с реакторами и изотопными генераторами, атомных электрических батарей и/или других устройств на радиоактивных веществах. В остальном изобретение осуществляют с помощью известных методов и средств.

Таким образом, генерирование тепла радиоактивным веществом, перемещающимся в ледяном покрове космического объекта вместе с оболочкой под действием силы тяжести, за счет застывания воды сверху зонда в оболочке по мере перемещения его вниз восстанавливает ледяной покров космического объекта по траектории движения зонда и благодаря этому обеспечивает безопасность космического объекта при перемещении зонда в толще его ледяного покрова.

Способ преодоления зондом ледяного покрова космического объекта, при котором зонд помещают в выделяющую тепло раскрываемую оболочку, контактирующую с ледяным покровом космического объекта и растапливающую лед, отличающийся тем, что тепло генерируется радиоактивным веществом, перемещающимся в ледяном покрове космического объекта вместе с оболочкой под действием силы тяжести.

Изобретение относится к области инструментов для использования в космосе и предназначено для выполнения операций орбитального обслуживания космических аппаратов.

Способ поиска и обнаружения микроорганизмов космического происхождения // 2618603

Изобретение относится к исследованиям материалов методом проб в условиях космического полета с целью обнаружения микроорганизмов космического происхождения. Способ предусмативает взятие проб с поверхностей орбитальной станции посредством стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробозаборника.

Способ сборки оптико-механического блока космического аппарата // 2610919

Способ сборки оптико-механического блока космического аппарата относится к области космического оптического приборостроения и может быть использован при сборке, юстировке и калибровке крупногабаритных оптико-механических блоков, предназначенных для работы в космосе.

Система и способ дозаправки спутников // 2607912

Группа изобретений относится к орбитальной заправке космических аппаратов (КА), например искусственных спутников. Система дозаправки содержит обслуживаемый (14) и обслуживающий (12) КА со средствами транспортировки топлива из баков КА (12) в баки КА (14).

Устройство и способ исследования воздействия факторов космического пространства на вещества и микроорганизмы // 2603817

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.

Способ поиска и обнаружения микроорганизмов в космическом пространстве // 2603706

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

Нож космонавта // 2593801

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

Нож космонавта // 2593563

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

Нож космонавта // 2593562

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

Способ добычи полезных ископаемых на астероиде с помощью искусственного освещения // 2586437

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).

Протяженная рукоятка многофункционального инструмента для использования в условиях невесомости // 2647427

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам фиксации в условиях невесомости элементов предметной среды, особенно инструментов. Протяженная рукоятка многофункционального инструмента для использования в условиях невесомости выполнена с продольным сквозным пазом. В пазу установлен тугоподвижный в продольном и поперечном направлениях узел фиксации, состоящий из двух одинаковых по размерам прямоугольных металлических рамок, каждая из которых имеет в поперечном сечении форму швеллера. Металлические рамки неподвижно соединены между собой с образованием в соединении поперечного сечения в виде двутавра. В двух боковых плоскостях одной из рамок выполнены сквозные пазы с установленными в них перпендикулярно продольной оси рукоятки корытообразными пружинами, концы которых зажаты между соединенными рамками. Внутренний размер - высота k упомянутой рамки определяется шириной а рукоятки инструмента и высотой с окна для присоединения крюка карабина страховочного фала с учетом следующих соотношений: k=а+с, а ширина h полки швеллера и ширина b паза в рукоятке инструмента равны: h>0,5 b; ƒ=0,5 b, где ƒ - толщина рамки. Техническим результатом изобретения является обеспечение присоединения карабина страховочного фала к инструменту с возможностью перемещения карабина по пазу вдоль и/или поперек рукоятки в условиях невесомости космонавтом, в том числе облаченным в скафандр под избыточным давлением. 13 ил.

Устройство очистки остекления иллюминаторов с внешней стороны космических объектов для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости // 2648654

Изобретение относится к инструментам для внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), установленный на основании (2) с ручкой (3) и имеющий хотя бы одну глухую полость (14), в которой размещена тарель очистителя (4), имеющего рукоятку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра. Одна сторона тарели покрыта чистящим материалом, а другая имеет расположенный в центральной части выступающий палец со сферической головкой, в которой имеется винт-ограничитель. Рукоятка выполнена в виде стержня с резьбовым участком и коническим углублением в торцевой части, соединена с тарелью муфтой и зафиксирована фигурным пружинным держателем (8). В одном торце муфты выполнено осевое резьбовое отверстие для присоединения рукоятки очистителя (4). В другом торце муфты, обращенном к сферической головке пальца, выполнено осевое отверстие для прохода пальца. Перпендикулярно продольной оси муфты выполнено боковое отверстие для размещения в нем сферической головки пальца с образованием сферического шарнира. Характерные размеры элементов устройства и отверстий выбраны из определённых соотношений. Техническим результатом является обеспечение эргономичности, надежности и безопасности устройства. 13 ил.