RU2132803C1 - Способ забора грунта планеты и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ забора грунта планеты и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132803C1 RU2132803C1 RU97122346A RU97122346A RU2132803C1 RU 2132803 C1 RU2132803 C1 RU 2132803C1 RU 97122346 A RU97122346 A RU 97122346A RU 97122346 A RU97122346 A RU 97122346A RU 2132803 C1 RU2132803 C1 RU 2132803C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- penetrator
- planet
- return
- earth
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000005527 soil sampling Methods 0.000 description 2
- 241001061260 Emmelichthys struhsakeri Species 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/105—Space science
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/105—Space science
- B64G1/1064—Space science specifically adapted for interplanetary, solar or interstellar exploration
- B64G1/1071—Planetary landers intended for the exploration of the surface of planets, moons or comets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/002—Launch systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/62—Systems for re-entry into the earth's atmosphere; Retarding or landing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к космической технике, а более конкретно к зондам-пенетраторам для изучения физико-химических свойств грунта небесных тел и доставки его на Землю. Согласно изобретению доставку аппарата (пенетратора) с грунтозаборником к поверхности планеты осуществляют без торможения. В процессе внедрения в планету захватывают образцы грунта внутрь возвращаемой части пенетратора. При этом преобразуют кинетическую энергию движения аппарата в потенциальную энергию путем сжатия рабочего тела (газа или жидкости) на борту пенетратора. Накопленная потенциальная энергия через метательное устройство передается указанной возвращаемой части в направлении, обратном направлению внедрения. В результате этого данная часть с грунтом приобретает вторую космическую скорость на траектории возвращения к Земле. Изобретение обеспечивает высокую надежность исследований, преимущественно лунной поверхности, их повышенную информативность и сравнительно малые финансовые затраты. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к космической технике, а более конкретно к зондам-пенетраторам для изучения физико-химических свойств грунта и доставки его на Землю.
С момента осуществления первых систематических научных исследований небесных тел, планет, например лунной поверхности, и по настоящее время в качестве одного из основных средств для получения проб грунта остается буровой снаряд /1/.
Так, космический аппарат /КА/ "ЛУНА - 16" имел в своем составе грунтозаборное устройство (буровой снаряд внешним диаметром 26 мм, внутренним диаметром 20 мм, длиной 370 мм и ходом бурового инструмента 320 мм), обеспечивающее бурение и забор 105 г грунта в возвращаемый аппарат. КА "ЛУНА - 20", по конструкции аналогичный "Луне 16", с помощью такого же бурового устройства доставил на Землю грунт массой 55 г. "ЛУНА - 24" - третий КА, совершивший рейс Земля-Луна-Земля, с помощью бурового грунтозаборного устройства (буровой снаряд внешним диаметром 15 мм, внутренним диаметром 8 мм, длиной 3157 мм и ходом 2575 мм) произвел бурение лунного грунта уже на глубину порядка 2 м и доставил на Землю 170.1 г грунта. С помощью лунохода, доставленного на Луну КА "АППОЛОН 15", было пройдено в общей сложности 27.2 км лунной поверхности и пробурено несколько скважин глубиной до 2.7 м для получения колонок грунта и для установления приборов, измеряющих тепловые потоки из недр Луны. "АППОЛОН 16" осуществил бурение скважин глубиной уже до 3 м. Впоследствии с помощью КА "АППОЛОН 17" были пробурены скважины глубиной также до 3 м.
Несмотря на достаточно большое количество проведенных работ по изучению физико-химических свойств лунного грунта степень их информативности все еще остается недостаточной, что требует проведения еще большего объема исследований.
Однако в связи с отсутствием необходимого финансирования проведение подобных исследований в ближайшем будущем представляется проблематичным. Кроме того, сам принцип получения проб грунта с помощью буровых снарядов представляется недостаточно рациональным, поскольку результативность процесса получения необходимого количества проб всецело зависит от успешной работы спускаемого аппарата, что существенно снижает надежность данного способа грунтозабора. Примером может служить полет КА "ЛУНА - 23", осуществившего посадку на участке лунной поверхности с неблагоприятным рельефом, вследствие чего было повреждено буровое устройство, предназначавшееся для взятия образцов лунного грунта.
Следует также отметить, что использование буровых устройств не решает более общей задачи зондирования лунной поверхности, что требует привлечения для этой цели дополнительных аппаратных средств. Все это снижает общую надежность проведения научных исследований и требует больших финансовых затрат.
В связи с этим более рациональным представляется использование для исследования лунной поверхности зондов-пенетраторов, сбрасываемых на изучаемую поверхность с орбитальных КА (например, КА "ФОБОС", "МАРС - 96" /2/). При этой технологии перед отделением от КА осуществляется закрутка каждого зонда-пенетратора относительно его продольной оси. После отделения от КА включаются твердотопливные двигательные установки, которые обеспечивают сход пенетратора с орбиты КА и его торможение до скорости, потребной для углубления пенетратора на заданную глубину и обеспечения перегрузки, допустимой для осуществления нормальной работы размещенных в пенетраторе приборов.
В частности, в КА "МАРС - 96" после удара о поверхность планеты со скоростью 50 - 100 м/с в пенетраторе происходит разделение его корпуса на две части : внедряемой, проникающей на глубину до 4 - 6 м и хвостовой, остающейся в поверхностном слое грунта, из которой выдвигается передающая антенна с телекамерой и датчиками научной аппаратуры.
В отличие от буровых снарядов пенетраторы менее зависимы от работы КА, но не решают задачу забора проб грунта и передачу их на Землю.
Поэтому целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков и создание технического решения, обеспечивающего высокую надежность проведения научных исследований лунной поверхности, повышенную информативность получаемых результатов и сравнительно малые финансовые затраты. При этом в качестве прототипа предложенного технического решения приняты способ и реализующее его устройство, описанные в /2/.
Сущность предложенного способа зондирования и забора лунного грунта поясняется фиг. 1. Подлетающий по рабочей встречной траектории к Луне со второй космической скоростью КА отделяет от себя зонд-пенетратор (или несколько зондов), предварительно переведя его на траекторию снижения и закрутив относительно его продольной оси до угловой скорости, необходимой для обеспечения устойчивого полета. Стабилизированный вращением пенетратор, снабженный необходимой научной аппаратурой и грунтозаборником, со скоростью порядка 2500 м/с подлетает к лунной поверхности и внедряется в нее на глубину 10 - 15 м. В процессе внедрения пенетратора в грунт в последнем формируется каверна, поперечные размеры которой не выходят за пределы наибольшего поперечного сечения корпуса пенетратора, чем обеспечивается его устойчивое движение в грунте и захват с внешней поверхности каверны частиц грунта внутрь корпуса пенетратора. Захваченную часть грунта в корпусе пенетратора переводят в транспортное состояние, необходимое для отправки на Землю. По мере движения пенетратора в грунте в его корпусе осуществляют накопление потенциальной энергии, необходимой для сообщения находящемуся в транспортном состоянии грунту скорости, достаточной для преодоления действия гравитационных сил небесного тела и возвращения на Землю.
Реализация описанного способа забора лунного грунта осуществляется с помощью устройства, представленного на фиг. 2.
Согласно фиг. 2 устройство содержит следующие основные конструктивные элементы: навигатор - 1; корпус блока научной аппаратуры - 2; корпус грунтозаборника 3; корпус метательного устройства - 4; метательное рабочее тело - 5; поршень - 6; корпус возвращаемого аппарата - 7; тормозная плита - 8; загружаемый объем грунтозаборника - 9; затвор грунтозаборника - 10; захват грунтозаборника - 11.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Внедряясь со скоростью 2500 м/с в грунт, передняя часть пенетратора - кавитатор - испытывает в соответствие с механизмом, описанным в /3/, нагрузки, приводящие к пластическим деформациям корпуса кавитатора и его частичному "срабатыванию" в процессе движения в грунте. "Срабатывание" кавитатора обеспечивает унос части массы материала кавитатора и тем самым сохранение температуры корпуса пенетратора на необходимом для работы аппаратуры уровне, а также решает проблему уменьшения действующих на пенетратор перегрузок для приемлемых значений.
Образующаяся при движении пенетратора в грунте каверна, поперечные размеры которой согласно /4/ не превышают внешний диаметр пенетратора, равный (6-8) d, где d - диаметр кавитатора, своим поверхностным слоем попадает в захват 11 корпуса 3 грунтозаборника, а затем в загружаемый объем 9 грунтозаборника. В процессе торможения пенетратора под действием сил инерции поршень 6 перемещается внутри корпуса метательного устройства 4, сжимая при этом метательное рабочее тело 5. В результате взаимодействия тормозной плиты 8 с поверхностным слоем грунта хвостовой отсек пенетратора останавливается, а блок научной аппаратуры 2 продолжает еще двигаться в грунте до полного израсходования запасенной в процессе полета кинетической энергии. Запасенная же в процессе сжатия метательного рабочего тела 5 энергия затем переходит в кинетическую энергию движения поршня 6, двигающегося в этот период времени в обратном направлении. Достигнув своего исходного положения, поршень 6 передает часть своей кинетической энергии корпусу возвращаемого аппарата 7, который приходит в движение и выстреливается в обратном движению пенетратора направлении. При этом срабатывает затвор 10 грунтозаборника, наглухо перекрывая его загружаемый объем 9.
Таким образом, в результате взаимодействия пенетратора с грунтом блок научной аппаратуры 2 остается заглубленным на глубине 10 - 15 м, хвостовая часть пенетратора, связанная с блоком 2 проводной связью, опирается о поверхность грунта, а возвращаемый аппарат 7 со второй космической скоростью удаляется от лунной поверхности.
Ниже приведена оценка основных технических характеристик метательного устройства, способного сообщить потребную скорость движения грунтозаборному устройству.
Согласно /5/ начальная (дульная) скорость метаемого тела определяется зависимостью:
V0 = amax • f(l,N,Cq),
где amax - местная скорость звука в метаемом рабочем теле при максимальном давлении;
l - длина метательного устройства в калибрах;
N=Wct/Wmin -степень расширения рабочего тела;
Wct - внутренний объем метательного устройства;
Wmin -минимальный объем метательного устройства при полном сжатии рабочего тела поршнем;
Cq=q/d3 - относительная масса метаемого тела;
q - масса метаемого тела;
d - калибр ствола метательного устройства.
V0 = amax • f(l,N,Cq),
где amax - местная скорость звука в метаемом рабочем теле при максимальном давлении;
l - длина метательного устройства в калибрах;
N=Wct/Wmin -степень расширения рабочего тела;
Wct - внутренний объем метательного устройства;
Wmin -минимальный объем метательного устройства при полном сжатии рабочего тела поршнем;
Cq=q/d3 - относительная масса метаемого тела;
q - масса метаемого тела;
d - калибр ствола метательного устройства.
Выражение для скорости звука amax приводится к виду:amax=a0 Tmax/T0,
где a0 - скорость звука в рабочем теле в исходном состоянии (до сжатия);
Tmax, T0 - максимальная и исходная температура рабочего тела.
где a0 - скорость звука в рабочем теле в исходном состоянии (до сжатия);
Tmax, T0 - максимальная и исходная температура рабочего тела.
Масса рабочего тела определяется формулой:
w=WminpPmax/Rtmax
В соответствие с /5/ существует оптимальное значение начального давления, при котором процесс метания происходит с наименьшими потерями:
(P0)oпт=wRT0/((x-1) b1W1),
где R - газовая постоянная (для водорода R=424 м/град; для гелия R=212 м/град);
x - коэффициент адиабаты рабочего тела;
b1 = 0.25 - 0.27.
w=WminpPmax/Rtmax
В соответствие с /5/ существует оптимальное значение начального давления, при котором процесс метания происходит с наименьшими потерями:
(P0)oпт=wRT0/((x-1) b1W1),
где R - газовая постоянная (для водорода R=424 м/град; для гелия R=212 м/град);
x - коэффициент адиабаты рабочего тела;
b1 = 0.25 - 0.27.
Учитывая, что P0W0/(qRT0)=w/q=П,
можно заключить, что существует оптимальное отношение w/q=Попт, зависящее только от x, b1 - Попт=1/((x+1)b1).
можно заключить, что существует оптимальное отношение w/q=Попт, зависящее только от x, b1 - Попт=1/((x+1)b1).
Наличие оптимального значения П дает четкую базу для выбора оптимальной метательной системы. Воспользовавшись понятием оптимального значения Попт выражение (2) можно представить в виде:
tmax/Pmax = πl/(4NRCqПопт)
Тогда исходное выражение (1) запишется в виде:
Vc/a0=( π /(4NRT0))1/2 (1Pmax/(ПоптC2))1/2f(l, N, Cq) (3)
Например, при N = 3, R = 212 м/град; T0= 300K выражение (3) принимает вид:
Vc/a0 = 2.04 • 10-3(lPmax/(ПоптCq))1/2 • f(l, N, Cq)
Величина максимального давления находится из уравнения движения поршня относительно ствола метательного устройства, решение которого может быть представлено в виде:
Pmax = 2qnn(1+z),
где qn=qn/S - удельная нагрузка на поршень;
n=Vc 2/gh* - перегрузка, формируемая при внедрении пенетратора в грунт;
z=qk/qn - коэффициент конструктивного совершенства метательной системы;
S - площадь поперечного сечения поршня;
Vc - скорость внедрения пенетратора в грунт;
h* - глубина проникания пенетратора в грунт;
g - ускорение свободного падения.
tmax/Pmax = πl/(4NRCqПопт)
Тогда исходное выражение (1) запишется в виде:
Vc/a0=( π /(4NRT0))1/2 (1Pmax/(ПоптC2))1/2f(l, N, Cq) (3)
Например, при N = 3, R = 212 м/град; T0= 300K выражение (3) принимает вид:
Vc/a0 = 2.04 • 10-3(lPmax/(ПоптCq))1/2 • f(l, N, Cq)
Величина максимального давления находится из уравнения движения поршня относительно ствола метательного устройства, решение которого может быть представлено в виде:
Pmax = 2qnn(1+z),
где qn=qn/S - удельная нагрузка на поршень;
n=Vc 2/gh* - перегрузка, формируемая при внедрении пенетратора в грунт;
z=qk/qn - коэффициент конструктивного совершенства метательной системы;
S - площадь поперечного сечения поршня;
Vc - скорость внедрения пенетратора в грунт;
h* - глубина проникания пенетратора в грунт;
g - ускорение свободного падения.
В результате совместного решения задачи проникания пенетратора в грунт и внутрибаллистической задачи движения поршня по стволу были определены ожидаемые проектные параметры метательной системы, основные из которых приведены ниже
Относительная масса метаемого тела, C2 2-3 кг/дм3;
Отношение массы метаемого тела к массе метательного рабочего тела, q/w 1/6 - 1/8;
Удлинение метательной установки, rств/d 25 - 30;
Отношение массы метаемого тела к массе ствола метательной установки, q/qств 0.25 - 0.3;
Максимальное давление в канале ствола метательной установки, Pm 3300 - 3500 кг/cм3;
Относительная скорость метаемого тела, V0/a0 2.0 - 2.2.
Относительная масса метаемого тела, C2 2-3 кг/дм3;
Отношение массы метаемого тела к массе метательного рабочего тела, q/w 1/6 - 1/8;
Удлинение метательной установки, rств/d 25 - 30;
Отношение массы метаемого тела к массе ствола метательной установки, q/qств 0.25 - 0.3;
Максимальное давление в канале ствола метательной установки, Pm 3300 - 3500 кг/cм3;
Относительная скорость метаемого тела, V0/a0 2.0 - 2.2.
При использовании метательного рабочего тела, например, диаметром 100 мм и при указанных выше основных параметрах могут быть получены следующие массовые характеристики основных функциональных элементов пенетратора:
Масса метаемого тела 1 кг
Масса метательной установки 4.5 кг
Масса метательного вещества 7 кг
Масса кавитатора 2.5 кг
Масса корпуса пенетратора 5 кг
Масса научной аппаратуры 2.5 кг
Итого: 22.5 кг
Приведенные основные проектные параметры метательного устройства и массовые характеристики пенетратора указывают на возможность практической реализации данного технического предложения. При этом основными признаками, отличающими данное техническое предложение от ранее известных в части способа, являются: кинетическая энергия подлетаемого к исследуемой поверхности и внедряемого в нее аппарата преобразуется в потенциальную энергию находящегося в аппарате рабочего тела (газа или жидкости), причем одновременно с процессом внедрения осуществляется захват образцов грунта в аппарат, а в момент максимального сжатия рабочего тела организуется разгон захваченных образцов грунта в направлении, противоположном движению аппарата и совпадающем с вектором второй космической скорости на траектории возвращения.
Масса метаемого тела 1 кг
Масса метательной установки 4.5 кг
Масса метательного вещества 7 кг
Масса кавитатора 2.5 кг
Масса корпуса пенетратора 5 кг
Масса научной аппаратуры 2.5 кг
Итого: 22.5 кг
Приведенные основные проектные параметры метательного устройства и массовые характеристики пенетратора указывают на возможность практической реализации данного технического предложения. При этом основными признаками, отличающими данное техническое предложение от ранее известных в части способа, являются: кинетическая энергия подлетаемого к исследуемой поверхности и внедряемого в нее аппарата преобразуется в потенциальную энергию находящегося в аппарате рабочего тела (газа или жидкости), причем одновременно с процессом внедрения осуществляется захват образцов грунта в аппарат, а в момент максимального сжатия рабочего тела организуется разгон захваченных образцов грунта в направлении, противоположном движению аппарата и совпадающем с вектором второй космической скорости на траектории возвращения.
Что касается заявленного устройства, то здесь основными отличиями являются: хвостовая часть корпуса пенетратора, снабженная возвращаемым аппаратом с заборным устройством и метательным устройством в виде полузамкнутой трубы с размещенным в ней рабочим телом (газом или жидкостью) и поршнем, перекрывающим своим корпусом выходной канал трубы, обращенный к хвостовой части пенетратора, и кинематически связанным с возвращаемым аппаратом и захватывающим устройством, выполненным в корпусе пенетратора в виде кольцевого канала, расположенного с внешней стороны корпуса пенетратора и заканчивающегося в хвостовой части пенетратора кольцевым карманом, перекрывающимся отжимным запирающим элементом, являющимся частью корпуса возвращаемого аппарата, причем возвращающий аппарат размещен соосно с корпусом пенетратора и метательным устройством.
Источники информации, используемые при написании данного технического предложения:
1. Космонавтика : энциклопедия /Гл. ред. В.П.Глушко; Редколлегия : В.П. Бармин. К.Д.Бушуев, В.С.Верещагин и др. - М: Сов.энциклопедия, 1985 г. - с. 221-223.
1. Космонавтика : энциклопедия /Гл. ред. В.П.Глушко; Редколлегия : В.П. Бармин. К.Д.Бушуев, В.С.Верещагин и др. - М: Сов.энциклопедия, 1985 г. - с. 221-223.
2. С.П.Уманский - Автоматы исследуют Марс. -"Вестник воздушного флота", N 4 1995 г., с. 58-61.
3. Г. Мелош. Образование ударных кратеров: геологический процесс. Пер с англ. - М: Мир. 1994, с. 70 - 89.
4. В.А.Велданов, А.Н.Наумов. - Особенности движения пенетратора с газовым демпфером полезной нагрузки. - "Оборонная техника", N 1, 1995 г., с. 37 - 39.
5. Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях. Под ред. Н.А.Златина и Г.И.Мишина. - М: Наука, 1974 г., с. 142-149.
Claims (2)
1. Способ забора грунта планеты, включающий доставку аппарата к исследуемой поверхности планеты и его внедрение в грунт планеты, отличающийся тем, что доставку аппарата, снабженного грунтозаборником, осуществляют по траектории снижения на указанную поверхность без торможения, кинетическую энергию подлетающего к этой поверхности и внедряемого в грунт планеты аппарата преобразуют в потенциальную энергию путем сжатия находящегося в аппарате рабочего тела в виде газа иди жидкости, причем одновременно с процессом внедрения осуществляют захват образцов грунта в направлении, противоположном направлению движения аппарата, накапливая потенциальную энергию, необходимую для сообщения захваченному грунту в указанном направлении скорости, совпадающей с вектором второй космической скорости на траектории возвращения аппарата к Земле.
2. Устройство для забора грунта планеты, выполненное в виде пенетратора, содержащего корпус с аппаратным блоком и хвостовой частью, отличающееся тем, что хвостовая часть корпуса пенетратора снабжена возвращаемым аппаратом с грунтозаборником, а также метательным устройством в виде полузамкнутой трубы с размещенными в ней рабочим телом в виде газа или жидкости и поршнем, перекрывающим в исходном положении своим конусом выходной канал указанной трубы, обращенный к дну хвостовой части пенетратора, и кинематически связанным с возвращаемым аппаратом, причем грунтозаборник данного аппарата выполнен в виде кольцевого канала, расположенного с внешней стороны указанной хвостовой части и заканчивающегося кольцевым карманом, перекрываемым отжимным запирающим элементом, выполненным в виде части корпуса возвращаемого аппарата, при этом указанный аппарат размещен соосно с корпусом пенетратора и метательным устройством.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97122346A RU2132803C1 (ru) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Способ забора грунта планеты и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97122346A RU2132803C1 (ru) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Способ забора грунта планеты и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2132803C1 true RU2132803C1 (ru) | 1999-07-10 |
Family
ID=20200929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97122346A RU2132803C1 (ru) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | Способ забора грунта планеты и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2132803C1 (ru) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480385C1 (ru) * | 2011-10-06 | 2013-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Устройство для доставки полезного груза в массив грунта небесных тел |
| RU2497715C1 (ru) * | 2012-06-18 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Система мягкой посадки многоразовой ракетной ступени |
| RU2618608C2 (ru) * | 2015-07-29 | 2017-05-04 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Способ и устройство взятия проб вещества с поверхности астрономического объекта |
| CN109131957A (zh) * | 2018-06-19 | 2019-01-04 | 上海卫星工程研究所 | 一种可展开地外天体侵彻限位装置 |
| WO2020155459A1 (zh) * | 2019-02-02 | 2020-08-06 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种在火星上的飞行方法以及火星飞行装置 |
| CN111591464A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-08-28 | 上海卫星工程研究所 | 一种深空撞击器及其冲击防护性能评估方法 |
| CN113479345A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-08 | 南京航空航天大学 | 一种用于有大气层和固体表面的地外天体探测的穿透器 |
| CN114084376A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 四川航天系统工程研究所 | 一种基于星表发射的动能侵彻式探测装置 |
| RU225946U1 (ru) * | 2023-12-28 | 2024-05-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Лазерный маяк для позиционирования космических аппаратов на поверхности и орбите Луны |
-
1997
- 1997-12-30 RU RU97122346A patent/RU2132803C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Уманский С.П. Автоматы исследуют Марс. - Вестник воздушного флота, N 4, 1995, с.58 - 61. 2. Космонавтика. Энциклопедия. / Гл.ред. В.П.Глушко. - М.: Советская энциклопедия, 1985, с.221 - 223. 3. Мелош Г. Образоване ударных кратеров: геологический процесс. - М.: Мир, 1994, с.70 - 89. 4. Велданов В.А., Наумов А.Н. Особенности движения пенетратора с газовым демпфером полезной нагрузки. - Оборонная техника, N 1, 1995, с.37 - 39. * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480385C1 (ru) * | 2011-10-06 | 2013-04-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Устройство для доставки полезного груза в массив грунта небесных тел |
| RU2497715C1 (ru) * | 2012-06-18 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Система мягкой посадки многоразовой ракетной ступени |
| RU2618608C2 (ru) * | 2015-07-29 | 2017-05-04 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Способ и устройство взятия проб вещества с поверхности астрономического объекта |
| CN109131957A (zh) * | 2018-06-19 | 2019-01-04 | 上海卫星工程研究所 | 一种可展开地外天体侵彻限位装置 |
| WO2020155459A1 (zh) * | 2019-02-02 | 2020-08-06 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种在火星上的飞行方法以及火星飞行装置 |
| CN111591464A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-08-28 | 上海卫星工程研究所 | 一种深空撞击器及其冲击防护性能评估方法 |
| CN113479345A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-10-08 | 南京航空航天大学 | 一种用于有大气层和固体表面的地外天体探测的穿透器 |
| CN113479345B (zh) * | 2021-06-28 | 2022-07-12 | 南京航空航天大学 | 一种用于有大气层和固体表面的地外天体探测的穿透器 |
| CN114084376A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 四川航天系统工程研究所 | 一种基于星表发射的动能侵彻式探测装置 |
| CN114084376B (zh) * | 2021-11-18 | 2023-12-22 | 四川航天系统工程研究所 | 一种基于星表发射的动能侵彻式探测装置 |
| RU225946U1 (ru) * | 2023-12-28 | 2024-05-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Лазерный маяк для позиционирования космических аппаратов на поверхности и орбите Луны |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ahrens et al. | Deflection and fragmentation of near-Earth asteroids | |
| Chyba et al. | The 1908 Tunguska explosion: atmospheric disruption of a stony asteroid | |
| CN100402969C (zh) | 带一体式自炸装置的穿透力和侧推进作用强的发射弹 | |
| US6564718B2 (en) | Lead free liner composition for shaped charges | |
| RU2132803C1 (ru) | Способ забора грунта планеты и устройство для его осуществления | |
| Lorenz | Planetary penetrators: Their origins, history and future | |
| US9273943B1 (en) | Multifunction aerodynamic housing for ballistic launch of a payload | |
| Zacny et al. | Asteroids: anchoring and sample acquisition approaches in support of science, exploration, and in situ resource utilization | |
| JPH10501882A (ja) | 水中の目標に対して使用するための航学力学的に安定した弾丸システム | |
| Nyquist | Do oblique impacts produce Martian meteorites? | |
| Harri et al. | The MetNet vehicle: a lander to deploy environmental stations for local and global investigations of Mars | |
| JP4234717B2 (ja) | 発射体を等方的に発射する運動エネルギーロッド弾頭 | |
| Kömle et al. | Using the anchoring device of a comet lander to determine surface mechanical properties | |
| Winglee et al. | High velocity penetrators used a potential means for attaining core sample for airless solar system objects | |
| US20050047870A1 (en) | Apparatus for disposal of toxic and radioactive waste | |
| Zacny et al. | Pyramid comet sampler (PyCoS) | |
| BULL et al. | Gun-launched missiles for upper atmosphere research | |
| Gowen et al. | An update on MoonLITE | |
| Canavan et al. | Near-Earth object interception workshop | |
| Walker et al. | Near-earth object deflection using conventional explosives | |
| Backes et al. | Harpoon-based sampling for planetary applications | |
| GB2292997A (en) | Improvements in and relating to explosion suppression | |
| Charters | The early years of aerodynamics ranges, light-gas guns, and high-velocity impact | |
| Pengelly et al. | DIRE-Dactyl-Ida Rendezvous Experiment | |
| Morgan et al. | A brief history of cannon launch |