RO135977A0

RO135977A0 - Space platform for fuelling and accelerating spacecrafts, refuelling satellites and removing space debris

Info

Publication number: RO135977A0
Application number: ROA202200226A
Authority: RO
Inventors: Constantin Sandu; Valentin Silivestru; Andrei-George Totu; Andrei- George Totu; Andrei-Tudor Trifu; Andrei-Gabriel Radu; Cristian-Teodor Olariu; Horaţiu Mihai Şerbescu
Original assignee: Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Turbomotoare - Comoti
Priority date: 2022-05-04
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2022-09-30

Abstract

The invention relates to a space platform for fuelling and accelerating spacecrafts, refuelling satellites and removing space debris. According to the invention, the platform comprises a cabin (1) for the service staff of the station, some solar panels (2) for producing electric power, some rotating drums (3a) with high inertia and some electric motors (3b) or electric current generators for supplying a linear pre-acceleration motor (4) by means of conductors (5), some water tanks (6), some water pipes (7), an electrolysis equipment (8), some liquid hydrogen and oxygen tanks (9 and 10), some space drones (11) for refueling satellites on the orbit with liquid oxygen and hydrogen and removing debris from the orbit, a spaceship (12) and a base (13) made of lattice girders on which all the mentioned elements of the assembly are fixed.

Description

PLATFORMĂ SPAȚIALĂ PENTRU ALIMENTAREA ȘI ACCELERAREA NAVELOR SPAȚIALE, REALIMENTAREA SATELIȚILOR ȘI ÎNDEPĂRTAREASPACE PLATFORM FOR POWERING AND ACCELERATING SPACECRAFT, REFUELING AND REMOVING SATELLITES

OFICIUL DE STAT PENTRU ÎNVELI Ș* MĂRCI Cerere de brevet de Invenție _Nr <λ ^>22- oo .........ΓΠ05-Μ..........STATE OFFICE FOR COATINGS AND TRADEMARKS Patent Application _No <λ ^>22- oo .........ΓΠ05-Μ..........

Dete depozitDete deposit

Invenția se referă la o platformă spațială pentru alimentarea și accelerarea navelor spațiale, realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațiale.The invention relates to a space platform for powering and accelerating spacecraft, refueling satellites and removing space debris.

Se cunoaște că în prezent lansarea navelor spațiale pentru navigare în sistemul solar se face direct prin utilizarea rachetelor cu combustibil solid/lichid, urmată de utilizarea unor motoare electromagnetic un propelant.It is known that currently the launch of spacecraft for navigation in the solar system is done directly by using solid/liquid rockets, followed by the use of electromagnetic engines and a propellant.

Pe de altă parte, se cunoaște că îndepărtarea deșeurilor spațiale de pe orbită și realimentarea sateliților cu propelant sunt probleme de mare actualitate, în prezent ne-exitand practic sisteme operabile în spațiu pentru derularea acestor activități. Sistemele imaginate pentru viitor se bazează tot pe lansarea unor sateliți/roboți de realimentare sau de îndepărtare a deșeurilor spațiale utilizând rachete clasice cu combustibil solid/lichid.On the other hand, it is known that the removal of space debris from orbit and the refueling of satellites with propellant are very topical issues, currently there are practically no operable systems in space to carry out these activities. Systems envisioned for the future are still based on launching refueling or space debris removal satellites/robots using classic solid/liquid rockets.

Dezavantajul principal al sistemelor actuale de lansare constă în faptul că majoritatea propelantului este consumat pentru plasarea navei spațiale pe orbită, cantitatea de propelant destinată accelerării/manevrării navei spațiale în sistemul solar sau a sateliților/roboți de realimentare sau de îndepărtare a deșeurilor spațiale fiind astfel limitată.The main disadvantage of current launch systems is that most of the propellant is consumed to place the spacecraft into orbit, the amount of propellant for accelerating/maneuvering the spacecraft in the solar system or refueling or space debris removal satellites/robots is thus limited .

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția, constă în faptul că asigură o bază orbitală pentru alimentarea și accelerarea navelor spațiale, realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațile.The technical problem that the invention solves is that it provides an orbital base for powering and accelerating spacecraft, refueling satellites and removing space debris.

Platforma spațială pentru alimentarea și accelerarea navelor spațiale, realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațiale, conform invenției, rezolvă problema tehnică menționată și elimină dezavantajele enumerate anterior, prin aceea că asigură cantități mari de oxigen și hidrogen lichid obținut prin electroliza apei pentru alimentarea navelor spațiale lansate de pe platformă, permite pre-accelerarea acestora cu ajutorul unor motoare linare electromagnetice și asigură realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațiale cu ajutorul unor drone pilotate de către personalul acestor platforme orbitale.The space platform for refueling and accelerating spacecraft, refueling satellites and removing space debris, according to the invention, solves the mentioned technical problem and eliminates the previously listed disadvantages, in that it provides large quantities of liquid oxygen and hydrogen obtained by electrolysis of water for fueling spacecraft launched by on the platform, it allows their pre-acceleration with the help of electromagnetic linear motors and ensures the refueling of satellites and the removal of space debris with the help of drones piloted by the personnel of these orbital platforms.

Avantajul și originalitatea soluției constructive constă în faptul că este simplă și permite derularea operațiuni spațiale susmenționate la scară largă și cu costuri specifice mult mai reduse ca în momentul de față.The advantage and originality of the constructive solution lies in the fact that it is simple and allows the above-mentioned space operations to be carried out on a large scale and with much lower specific costs than at the moment.

PREȘEDINTE DIRECTOR GENERALPRESIDENT GENERAL DIRECTOR

Dr.Ing. Valentin SILIVESTRUDr. Eng. Valentin SILVESTRU

RO 135977 AORO 135977 AO

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig.l, care reprezintă o vedere de ansamblu a platformei spațiale pentru alimentarea și accelerarea navelor spațiale, realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațiale.An embodiment of the invention is given next, in connection with Fig. 1, which represents an overview of the space platform for powering and accelerating spaceships, refueling satellites and removing space debris.

Platforma spațială pentru alimentarea și accelerarea navelor spațiale, realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațiale, conform invenției și așa cum se poate observa și din cadrul fig.l, este alcătuită dintr-o cabină 1 pentru personalul de deservire al stației, din niște panouri solare 2 pentru producerea electricității, din niște tamburi rotativi cu moment de inerție mare 3a și motoare electrice/generatoare de curent electric 3b pentru alimentarea motorului liniar de pre-accelerare a navelor spațiale 4 prin intermediul unor conductorilor 5.The space platform for powering and accelerating spaceships, refueling satellites and removing space debris, according to the invention and as can be seen from fig.l, consists of a cabin 1 for the station's service personnel, some solar panels 2 for the production of electricity, from some rotating drums with a high moment of inertia 3a and electric motors/electric current generators 3b for powering the linear pre-acceleration motor of the spacecraft 4 by means of some conductors 5.

Platforma spațială pentru alimentarea și accelerarea navelor spațiale, realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațiale mai este alcătuita din niște rezervoare de apă 6, din niște conducte de apă 7, dintr-un echipment de electroliză 8, și din niște rezervoare de hidogen și oxigen lichid 9 și 10.The space platform for powering and accelerating spacecraft, refueling satellites and removing space debris also consists of water tanks 6, water pipes 7, electrolysis equipment 8, and hydrogen and liquid oxygen tanks 9 and 10.

Platforma spațială pentru alimentarea și accelerarea navelor spațiale, realimentarea sateliților și îndepărtarea deșeurilor spațiale mai este alcătuită din niște drone spațiale 11 pentru realimentarea sateliților pe orbită cu oxigen și hidrogen lichid produs la bordul platformei și pentru îndepărtarea deșeurilor de pe orbită prin împingerea acestora spre atmosfera densă, din nava spațială 12 care se află andocată la platformă după lansarea cu o rachetă de pe Pământ sau reîntoarsă dintr-o călătorie precedentă în sistemul solar și baza platformei 13 construită din grinzi cu zăbrele pe care se fixează toate elementele menționate ale ansamblului.The space platform for refueling and accelerating spacecraft, refueling satellites and removing space debris also consists of 11 space drones for refueling satellites in orbit with oxygen and liquid hydrogen produced on board the platform and for removing debris from orbit by pushing it into the dense atmosphere , from the spacecraft 12 which is docked to the platform after being launched by a rocket from Earth or returned from a previous trip to the solar system, and the base of the platform 13 constructed of lattice beams on which all said elements of the assembly are fixed.

Platforma este asamblată în spațiu din componentele transportate în prealabil cu rachete.The platform is assembled in space from components previously carried by rockets.

Modul de funcționare a platformei este următorul:The way the platform works is as follows:

Curentul electric generat cu ajutorul panourilor solare 2 este utilizat pentru alimentarea motoareleor electrice 3b care rotesc tamburii cu moment de inerție mare 3a până la vitezele periferice maxime admise de rezistența materialului acestora. După alimentarea navei spațiale 12 cu hidrogen și oxigen lichid din tancurile 9 și 10, aceasta este pre-accelerată cu ajutorul motorul electromagnetic liniar 4 alimentat de motoarele 3b care lucrează în regim de generatoare electrice de mare putere fiind antrenate de tamburii rotativi 3a. Preaccelerarea navei se face astfel la un mare randament al propulsiei (virtual η_ρ=1) specific acestui tip de motor liniar. în felul acesta se face o economie importantă de propelant care va 2The electric current generated with the help of the solar panels 2 is used to power the electric motors 3b which rotate the high inertia drums 3a up to the maximum peripheral speeds allowed by the resistance of their material. After supplying the spaceship 12 with hydrogen and liquid oxygen from the tanks 9 and 10, it is pre-accelerated with the help of the linear electromagnetic motor 4 powered by the motors 3b working in the mode of high-power electric generators being driven by the rotating drums 3a. The pre-acceleration of the ship is thus done at a high propulsion efficiency (virtual η _ρ =1) specific to this type of linear engine. in this way an important economy of propellant is made which will 2

PREȘEDINTE DIRECTOR GENERALPRESIDENT GENERAL DIRECTOR

Dr.Ing. Valentin SILIVESTRUDr. Eng. Valentin SILVESTRU

RO 135977 AO fi folosit ulterior la accelerarea și manevrarea navei în timpul deplasării în sistemul solar. Apa transportată în rezervoare de către rachete este depozitată în rezervoarele 6, apoi transportată prin conducte 7 la echipamentul de electroliză 8 care utilizând energia electrică produsă de celulele solare 2 transformă apa în hidrogen și oxigen ce este depozitat în rezervoarele 9 și 10.RO 135977 AO to be used later to accelerate and maneuver the ship while traveling in the solar system. The water transported in the tanks by the rockets is stored in the tanks 6, then transported through pipes 7 to the electrolysis equipment 8 which using the electricity produced by the solar cells 2 transforms the water into hydrogen and oxygen which is stored in the tanks 9 and 10.

Dronele spațiale 11 sunt alimentate cu hidrogen și oxigen lichid din rezervoarele 9 și 10 atât pentru propulsia proprie cât și pentru realimentarea sateliților. Acestea sunt pilotate prin telecomandă de personalul de deservire a platformei aflat în cabina 1 fie pentru realimentarea sateliților, fie pentru îndepărtarea deșeurilor spațiale prin împingerea acestora spre atmosfera densă. Se înțelege importanța standardizării utilizării propelantului hidrogen/oxigen atât pentru propulsia navelor spațiale cât și pentru propulsia sateliților aflați pe orbită.The space drones 11 are supplied with hydrogen and liquid oxygen from tanks 9 and 10 both for their own propulsion and for refueling the satellites. These are piloted by remote control by the platform maintenance personnel in cabin 1 either to refuel the satellites or to remove space debris by pushing it towards the dense atmosphere. The importance of standardizing the use of hydrogen/oxygen propellant for both spacecraft and orbiting satellites is understood.

Claims

Space platform for powering and accelerating spacecraft, refueling satellites and removing space debris, characterized in that it consists of a cabin (1) for station service personnel, solar panels (2) for generating electricity, rotating drums with high inertia (3a) and electric motors/electric current generators (3b) for powering the linear pre-acceleration motor (4) by means of conductors (5), from some water tanks (6), from some water pipes (7) , electrolysis equipment (8), some hydrogen and liquid oxygen tanks (9 and 10), space drones (11) for refueling satellites in orbit with oxygen and liquid hydrogen and removing debris from orbit, the spacecraft (12) and from a platform base (13) constructed of lattice beams on which all said elements of the assembly are fixed.