RU177015U1

RU177015U1 - Беспилотный космический аппарат для очистки околоземного пространства от космического мусора

Info

Publication number: RU177015U1
Application number: RU2017104797U
Authority: RU
Inventors: Илья Олегович Гришкевич; Алексей Васильевич Колычев; Владимир Андреевич Керножицкий
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-02-06

Abstract

Беспилотный космический аппарат для очистки околоземного пространства от космического мусора. Полезная модель относится к космической технике и может быть использована для очистки космического пространства от засоряющих его частиц мусора. Космический аппарат для очистки околоземного пространства от космического мусора, содержащий энергетическую установку, выполненную в виде термоэмиссионного реактора-преобразователя, двигательную установку для маневрирования и коррекции орбиты и приборно-агрегатный отсек, причем в его состав введен источник постоянного магнитного поля в виде катушки, который размещен на подвижном управляемом шарнире, информационно связанным с блоком управления. Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является возможность произвести воздействие на малые космические осколки, изменять их направление движения, и, как следствие, уводить с орбит полезных нагрузок. Неоспоримым преимуществом является возможность воздействовать на осколки любого размера, без их непосредственного обнаружения. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к космической технике и может быть использовано для очистки космического пространства от засоряющих его частиц мусора.

Известен космический аппарат по Патенту РФ № 2492125, содержащий систему обнаружения подлежащих уничтожению тел, выстреливаемую капсулу, содержащую магнитную присоску, подсоединенную к блоку наддува, к которому прикреплен баллон с газом, тормозящий шар и блок управления, собирающий информацию с GPS-приемника и блока наддува и передающий ее через антенну на Землю.

Известен космический аппарат по Патенту РФ № 2040448, содержащий энергетическую установку, выполненную в виде термоэмиссионного реактора-преобразователя, систему обнаружения тел, подлежащих уничтожению, устройство генерации и направленной передачи энергии, выполненное в виде лазера, снабженного системой охлаждения, двигательную установку для маневрирования и коррекции орбиты, лазер, выполненный с ядерной накачкой, встроенный в термоэмиссионный реактор-преобразователь, а в качестве рабочего тела лазера выбрана смесь газов.

Недостатком известных космических аппаратов такого назначения является узкая направленность их действия и малый спектр возможных целей. Данные космические аппараты способны воздействовать лишь на единичный объект, при условии его обнаружения, в то время как наибольшую опасность для космической техники представляют дисперсионные поля малоразмерного космического мусора, обнаружение которых практически невозможно при имеющемся уровне развития радиолокационных средств.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является по Патенту РФ № 2040448 «Космический аппарат для очистки космоса от мусора», содержащий энергетическую установку, выполненную в виде термоэмиссионного реактора-преобразователя, систему обнаружения тел, подлежащих уничтожению, устройство генерации и направленной передачи энергии, выполненное в виде лазера, снабженного системой охлаждения, и двигательную установку для маневрирования и коррекции орбиты.

Недостатком известного космического аппарата является его неэффективность при работе с дисперсионными полями малого космического мусора, представляющими наибольшую опасность для работы космических аппаратов.

Технической задачей, вытекающей из анализа прототипа, является повышение эффективности очистки орбит полезных нагрузок от малых космических осколков, путем перехода от концепции точечного воздействия на осколок к глобальному воздействию на все облако скопления мусора.

Указанная техническая задача решается тем, что в космическом аппарате для очистки околоземного пространства от космического мусора, содержащем энергетическую установку, выполненную в виде термоэмиссионного реактора-преобразователя, двигательную установку для маневрирования и коррекции орбиты и приборно-агрегатный отсек, устанавливается устройство в виде источника магнитного поля, который может быть выполнен в виде катушки или набора катушек, установленных на подвижном управляемом шарнире, информационно связанным с блоком управления.

Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является возможность произвести воздействие на малые космические осколки, изменять их направление движения и, как следствие, уводить с орбит полезных нагрузок. Неоспоримым преимуществом является возможность воздействовать на осколки любого размера, без их непосредственного обнаружения.

На чертеже фиг. 1 изображен космический аппарат для очистки околоземного пространства от космического мусора, на фиг. 2 - схема воздействия космического аппарата на орбитальный мусор.

Космический аппарат для очистки околоземного пространства от космического мусора содержит ядерную энергетическую установку 1, приборно-агрегатный отсек 2. Ядерная энергетическая установка 1 включает термоэмиссионный реактор-преобразователь 3, радиационную защиту 4, насосно-агрегатный отсек 6 и холодильник-излучатель 5. Для снижения радиационного воздействия на приборно-агрегатный отсек 2 ядерная энергетическая установка 1 размещена на выдвижной ферме 7, связанной с приборно-агрегатным отсеком 2. Приборно-агрегатный отсек 2 снабжен электрореактивной двигательной установкой 8 для маневрирования и коррекции орбиты, системой связи 9 для получения целеуказаний, ферромагнитной пластиной 10 для защиты рабочей аппаратуры от магнитного поля, а также блоком управления шарниром 13. На приборно-агрегатном отсеке 2 установлен источник постоянного магнитного поля 12, который размещен на подвижном управляемом шарнире 11, информационно связанным с блоком управления 13.

Устройство работает автономно следующим образом.

После выведения космического аппарата на целевую орбиту производится запуск ядерной энергетической установки 1. Ядерная энергетическая установка 1 начинает генерировать электроэнергию, которая подается в приборно-агрегатный отсек 2 для питания аппаратуры, двигателей маневрирования и коррекции орбиты 8, а также источника постоянного магнитного поля 12.

При запуске режима очистки орбиты на космический аппарат подается команда для включения и коррекции ориентации источника постоянного магнитного поля 12.

Перемещение металлического осколка в магнитном поле приведет к движению свободных зарядов внутри него. Вследствие этого, в металлическом осколке начнут наводиться вихревые токи Фуко. Таким образом, каждый осколок будет представлять собой проводник с током. Поэтому, проходя через магнитное поле, осколки начнут испытываться силу Ампера. Также при наведении токов осколки будут нагреваться и плавиться, теряя свои прочностные характеристики.

С помощью подвижного управляемого шарнира 11 источник магнитного поля 12 принимает такое угловое положение, чтобы сила Ампера, действующая на металлические осколки, способствовала их уводу с рабочей орбиты, путем изменения направления вектора скорости (фиг. 2).

Таким образом, орбитальный мусор будет переходить или на более низкие орбиты, впоследствии испытывая аэродинамическое сопротивление и сгорая в атмосфере, или на более высокие, теряя скорость за счет воздействия гравитационных сил, направленных в сторону, противоположную нормальной составляющей измененного вектора скорости осколка и, впоследствии, также, спускаясь в атмосферу.

При приближении сторонних космических аппаратов к области действия магнитного поля подается команда на отключение источника магнитного поля 12. Космический аппарат переходит в неактивный режим.

Таким образом решается поставленная техническая задача и достигается указанный выше технический результат, который заключается в том, что появляется возможность произвести воздействие на малые космические осколки, изменять их направление движения и, как следствие, уводить с орбит полезных нагрузок без их непосредственного обнаружения.

Claims

Беспилотный космический аппарат для очистки околоземного пространства от космического мусора, содержащий энергетическую установку, выполненную в виде термоэмиссионного реактора-преобразователя, двигательную установку для маневрирования и коррекции орбиты и приборно-агрегатный отсек, отличающийся тем, что в его состав введен источник постоянного магнитного поля в виде катушки, который размещен на подвижном управляемом шарнире, информационно связанным с блоком управления.