RU218355U1 - BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL CRYOTEMPERATURE NANO-OBJECTS IN THE SURROUNDINGS OF LIBRATION POINTS OF THE PLANETS IN THE SOLAR SYSTEM - Google Patents
BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL CRYOTEMPERATURE NANO-OBJECTS IN THE SURROUNDINGS OF LIBRATION POINTS OF THE PLANETS IN THE SOLAR SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU218355U1 RU218355U1 RU2023105175U RU2023105175U RU218355U1 RU 218355 U1 RU218355 U1 RU 218355U1 RU 2023105175 U RU2023105175 U RU 2023105175U RU 2023105175 U RU2023105175 U RU 2023105175U RU 218355 U1 RU218355 U1 RU 218355U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- film
- objects
- nano
- cryotemperature
- thin
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к малоразмерным исследовательским бинарным космическим аппаратам (БКА), предназначенным для поиска и сбора криотемпературных наноразмерных объектов внеземного происхождения, скапливающихся в космических пылевых структурах, расположенных в окрестностях точек либрации. БКА содержит два цилиндрообразных корпуса, в центрах торцов которых размещены телескопические штанги, на которых размещены четыре мультивекторных матричных ракетных двигателя с волнообразными цилиндрическими поверхностями для сканирования облачно-пылевых структур, развертывания и последующего свертывания в рулон гибкой ленточной подложки с размещенными солнечными элементами и микроконтейнерами для сбора с помощью электрического поля криотемпературных объектов и хранения их в криотемпературной среде. Герметизация собранных криотемпературных нанообъектов осуществляется запайкой микроконтейнеров герметизирующей пленкой с помощью нагрева электромагнитным полем с программируемой частотой в зависимости от характеристик микрогранул термоплавкого клея, легированного суперпарамагнитными наночастицами и позиции микроконтейнера с одновременным охлаждением криотемпературных нанообъектов пленочными термоэлектрическими модулями. Достигается возможность поиска и сбора криотемпературных внеземных нанообъектов с различными физическими свойствами, собранных с помощью электрического поля, с последующей конвейерной герметизацией и хранением собранных криотемпературных нанообъектов - в криотемпературной среде, при проведении сканирования окрестностей точек либрации планет, входящих в Солнечную систему. The utility model relates to small-sized research binary spacecraft (SBV) designed to search for and collect cryo-temperature nano-sized objects of extraterrestrial origin that accumulate in cosmic dust structures located in the vicinity of libration points. The BKA contains two cylindrical bodies, in the centers of the ends of which telescopic rods are placed, on which four multi-vector matrix rocket engines with undulating cylindrical surfaces are placed for scanning cloud-dust structures, unfolding and subsequent rolling into a roll of a flexible tape substrate with placed solar cells and microcontainers for collecting using the electric field of cryotemperature objects and storing them in a cryotemperature environment. The sealing of the assembled cryo-temperature nano-objects is carried out by sealing the micro-containers with a sealing film using heating by an electromagnetic field with a programmable frequency depending on the characteristics of the micro-granules of hot-melt adhesive doped with superparamagnetic nanoparticles and the position of the micro-container with simultaneous cooling of the cryo-temperature nano-objects by film thermoelectric modules. It is possible to search for and collect cryotemperature extraterrestrial nano-objects with different physical properties, collected using an electric field, followed by conveyor sealing and storage of the collected cryo-temperature nano-objects - in a cryo-temperature environment, when scanning the vicinity of libration points of planets included in the solar system.
Description
Полезная модель относится к исследовательским малоразмерным бинарным космическим аппаратам (БКА), весом менее 1000 грамм, предназначенным для поиска и сбора в космическом пространстве наноразмерных криотемпературных объектов внеземного происхождения, скопления которых расположены в окрестностях точек либрации (точек Лагранжа) в виде пылевых облакоподобных структур, в состав которых включены криотемпературные нанообъекты. Например, вблизи систем, образованных Сатурном и его спутниками, Юпитером и его спутниками, а также другими астрономическими системами, расположенными ближе к окраинам Солнечной системы. Собранные БКА и доставленные на Землю криотемпературные нанообъекты внеземного происхождения, в состав которых входят замерзшие водные или иные композиции растворов, имеющие жидкую фазу состояния и перешедшие при формировании своих структур в твердое состояние при криогенных температурах подвергаются в Земных условиях биологическому и физико-химическому анализу. При выявлении уникальных свойств у собранных низкотемпературных нанообъектов, осуществляется искусственный синтез нанообъектов подобных собранным в космосе, обладающих новыми свойствами, не встречающимися на Земле.The utility model relates to research small-sized binary spacecraft (SBV), weighing less than 1000 grams, designed to search and collect nanosized cryo-temperature objects of extraterrestrial origin in outer space, clusters of which are located in the vicinity of libration points (Lagrange points) in the form of dust cloud-like structures, in whose composition included cryotemperature nanoobjects. For example, near the systems formed by Saturn and its satellites, Jupiter and its satellites, as well as other astronomical systems located closer to the outskirts of the solar system. Cryotemperature nano-objects of extraterrestrial origin collected by BKA and delivered to the Earth, which include frozen aqueous or other compositions of solutions that have a liquid phase of the state and passed into a solid state at cryogenic temperatures during the formation of their structures, are subjected to biological and physicochemical analysis under Earth conditions. When the unique properties of the assembled low-temperature nano-objects are revealed, an artificial synthesis of nano-objects similar to those assembled in space is carried out, which have new properties that are not found on Earth.
Используемое в описании полезной модели словосочетание «бинарный космический аппарат» (БКА) понимается как космический аппарат, состоящий из двух корпусов и общей армированной гибкой ленточной солнечной батареи, расположенной между ними, разворачиваемый за счет разматывания солнечной батареи, смотанной в рулон, при реверсивном перемещении одного корпуса относительно другого в противоположные стороны и обратно, осуществляемом с помощью мультивекторных матричных ракетных двигателей (ММРД). Гибкая ленточная солнечная батарея (СБ) - это гибкая диэлектрическая ленточная подложка, на которую нанесен массив соединенных между собой тонкопленочных солнечных фотоэлементов в сочетании с микроконтейнерами для сбора нанообъектов. Точки либрации L1-L5 - это точки, где гравитационное и центробежное ускорения, воздействующие на помещенное в окрестностях точки тело, уравновешиваются, в связи, с чем так называемые «малые тела» могут там накапливаться, например, окрестностях точек L4, L5 (Патент на изобретение RU 2691686 С1, 17.06.2019, G01N 1/02, B64G 4/00, Способ забора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна и комплекс средств для его реализации / Цыганков О.С.).Used in the description of the utility model, the phrase "binary spacecraft" (BSC) is understood as a spacecraft consisting of two bodies and a common reinforced flexible tape solar battery located between them, deployed by unwinding the solar battery, wound into a roll, with the reverse movement of one body relative to the other in opposite directions and back, carried out using multi-vector matrix rocket engines (MMRD). A flexible strip solar battery (SB) is a flexible dielectric strip substrate on which an array of interconnected thin-film solar photocells is deposited in combination with microcontainers for collecting nano-objects. Libration points L1-L5 are points where the gravitational and centrifugal accelerations acting on a body placed in the vicinity of the point are balanced, due to which the so-called "small bodies" can accumulate there, for example, in the vicinity of points L4, L5 (Patent for invention RU 2691686 C1, 06/17/2019,
Криотемпературные нанообъекты - охлажденные ниже температуры 120 Кельвинов (К) отдельные наночастицы размером в интервале 2-100 нанометров и системы наночастиц, образующие однородные или неоднородные многозвенные конструкции, размеры которых меньше 2000 нанометров. В зависимости от размера и материала, из которого образовались нанообъекты, они могут обладать свойствами реагирования на магнитные или электрические поля, преобразовывать длины волн электромагнитного излучения (Патент на изобретение RU 2723899 С1, 18.06.2020, G01Q 60/24, B82Y 35/00, Сканирующий зонд атомно-силового микроскопа с отделяемым телеуправляемым нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками, апконвертирующими и магнитными наночастицами структуры ядро-оболочка / Линьков В.А., Гусев С.И., Вишняков Н.В., Линьков Ю.В., Линьков П.В.).Cryotemperature nanoobjects - individual nanoparticles cooled below 120 Kelvin (K) with a size in the range of 2-100 nanometers and systems of nanoparticles that form homogeneous or inhomogeneous multi-link structures, the dimensions of which are less than 2000 nanometers. Depending on the size and material from which nano-objects were formed, they may have the properties of responding to magnetic or electric fields, converting the wavelengths of electromagnetic radiation (Patent for invention RU 2723899 C1, 06/18/2020, G01Q 60/24, B82Y 35/00, Scanning probe of an atomic force microscope with detachable remote-controlled nanocomposite radiating element doped with quantum dots, upconverting and magnetic nanoparticles of the core-shell structure / Linkov V.A., Gusev S.I., Vishnyakov N.V., Linkov Yu.V., Linkov P.V.).
Известен бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных объектов со свойствами квантовых точек и апконвертируемых наночастиц в окрестностях точек либрации, содержащий два панелеобразные корпуса, соединенных с контейнерами, гибкую подложку с тонкопленочными солнечными фотоэлементами, которая выполнена в виде диэлектрической ленты с возможностью свертывания в рулон, с нанесенными информационными, силовыми, высоковольтными шинами, коллинеарной антенной, позиционной штрихкодовой лентой, микроконтейнерами, в каждом из которых размещены пленочные электроды и жесткие диэлектрические микроподложки, также содержит два мультивекторных матричных ракетных двигателя, две выдвижные телескопические штанги, два линейных шаговых двигателя, шесть реверсивных шаговых двигателя, четыре катушки для размещения гибкой диэлектрической ленточной подложки и герметизирующей пленки, термоэлемент для заварки микроконтейнеров с собранными нанообъектами, два лазерных дальномера, две ПЗС-матрицы, два солнечных датчика, датчик штрихкода, два дисковых токосъемника, два контроллера, два стабилизатора напряжения, высоковольтный источник питания приемопередатчик (Патент на изобретение RU 2749431 С1, 10.06.2021, B64G 1/22, Бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных объектов со свойствами квантовых точек и апконвертирующих наночастиц В Окрестностях Точек Либрации / Линьков В.А.).A binary spacecraft is known for searching and collecting extraterrestrial objects with the properties of quantum dots and upconvertible nanoparticles in the vicinity of libration points, containing two panel-shaped bodies connected to containers, a flexible substrate with thin-film solar photocells, which is made in the form of a dielectric tape with the possibility of rolling into a roll, with applied information, power, high-voltage buses, a collinear antenna, a positional barcode tape, microcontainers, each of which contains film electrodes and rigid dielectric microsubstrates, also contains two multi-vector matrix rocket engines, two retractable telescopic rods, two linear stepper motors, six reversible stepper motors, four coils for placing a flexible dielectric tape substrate and a sealing film, a thermocouple for sealing microcontainers with assembled nano-objects, two laser rangefinders, two CCD arrays, two solar sensors, a barcode sensor, two disk current collectors, two controllers, two voltage stabilizers, high-voltage transceiver power supply (Patent for invention RU 2749431 C1, 06/10/2021,
Недостатком устройства является отсутствие возможности поиска и сбора криотемпературных внеземных нанообъектов с различными физическими свойствами, собранных раздельно с помощью электрического поля, с последующей конвейерной герметизацией и хранением собранных криотемпературных нанообъектов в криотемпературной среде, при проведении сканирования окрестностей точек либрации планет, входящих в Солнечную систему.The disadvantage of the device is the inability to search and collect cryo-temperature extraterrestrial nano-objects with different physical properties, collected separately using an electric field, followed by conveyor sealing and storage of the collected cryo-temperature nano-objects in a cryo-temperature environment, when scanning the vicinity of the libration points of the planets included in the solar system.
Наиболее близким по технической сущности является бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, содержащий два цилиндрообразных корпуса, гибкую подложку с тонкопленочными солнечными фотоэлементами, которая выполнена в виде диэлектрической ленты с возможностью свертывания в рулон, с нанесенными информационными, силовыми, высоковольтными шинами, коллинеарной антенной, позиционной штрихкодовой лентой, микроконтейнерами, пленочными электродами, плоскими электромагнитными катушками, жесткими диэлектрическими микроподложками, также содержит четыре мультивекторных матричных ракетных двигателя с волнообразными цилиндрическими поверхностями, четыре выдвижные телескопические штанги, четыре линейных шаговых двигателя, цилиндрический термоэлемент, герметизирующую пленку, солнечный датчик, датчик штрихкода, два контроллера, два стабилизатора напряжения, высоковольтный источник питания, приемопередатчик, четыре дискообразных сканирующих лазерных дальномера, навигационную звездную камеру, четыре плоских шаговых двигателя, два прижимных линейных шаговых двигателя, П-образную штангу, выдвижную П-образную штангу, микрогранулы термоплавкого клея, нанесенные на края микроконтейеров (Патент на изобретение RU 2761486 С1, 08.12.2021, B64G 1/22, Бинарный космический аппарат ДЛЯ поиска и сбора внеземных нанообъектов в окресностях точеК ЛИБРАЦИИ ПЛАНЕТ, входящих в Солнечную систему / Линьков В.А.).The closest in technical essence is a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets in the solar system, containing two cylindrical bodies, a flexible substrate with thin-film solar photocells, which is made in the form of a dielectric tape with the possibility of rolling into a roll, with applied information, power, high-voltage buses, collinear antenna, positional barcode tape, microcontainers, film electrodes, flat electromagnetic coils, rigid dielectric microsubstrates, also contains four multi-vector matrix rocket engines with undulating cylindrical surfaces, four retractable telescopic rods, four linear stepping motors , cylindrical thermocouple, sealing film, solar sensor, barcode sensor, two controllers, two voltage regulators, high-voltage power supply, transceiver, four disk-shaped scanning laser rangefinders, navigation star camera, four flat stepper motors, two pressure linear stepper motors, U-shaped rod, retractable U-shaped rod, hot-melt adhesive microgranules applied to the edges of microcontainers (Patent for the invention RU 2761486 C1, 08.12.2021, B64G 1/22, Binary spacecraft FOR searching and collecting extraterrestrial nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets included in Solar system / Linkov V.A.).
Недостатком устройства является отсутствие возможности поиска и сбора криотемпературных внеземных нанообъектов с различными физическими свойствами, собранных раздельно с помощью электрического поля, с последующей конвейерной герметизацией и хранением собранных криотемпературных нанообъектов в криотемпературной среде, при проведении сканирования окрестностей точек либрации планет, входящих в Солнечную систему.The disadvantage of the device is the inability to search and collect cryo-temperature extraterrestrial nano-objects with different physical properties, collected separately using an electric field, followed by conveyor sealing and storage of the collected cryo-temperature nano-objects in a cryo-temperature environment, when scanning the vicinity of the libration points of the planets included in the solar system.
Введение дисковых солнечных датчиков, размещенных на П-образной штанге и установленных перпендикулярно друг к другу плоскими поверхностями, позволило производить ориентацию солнечных батарей одновременно с развертыванием или свертыванием БКА. Введение шины управления тонкопленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями позволило подвести сигналы включения и выключения от контроллеров к тонкопленочным термоэлектрическим охлаждающим модулям. Введение микрогранул термоплавкого клея, в которых в качестве нагревательных элементов используются суперпарамагнитные наночастицы, способные нагреваться под действием настроенного в резонанс высокочастотного (ВЧ) электромагнитного поля, позволило осуществить нагрев адгезионного состава микрогранул термоплавкого клея изнутри, без разогрева соседних элементов. Введение ВЧ генератора с программируемой перестройкой частоты от изменения управляющего двоичного кода, указанного на позиционной ленте с двухмерным штрихкодом, позволило разогревать только настроенные в резонанс с частотой индукционного нагрева суперпарамагнитные наночастицы, введенные в разной концентрации в определенные микрогранулы термоплавкого клея, и при этом не допустить разогрева микрогранул с другими параметрическими характеристиками (соотношений размеров ядра и оболочки магнитных наночастиц, их химического состава и концентрации компонентов в микрогрануле) нагревающиеся на других резонансных частотах. Введение плоского индуктора, соединенного с ВЧ-генератором с программируемой частотой, позволило осуществлять локальную селективную герметизацию микроконтейнеров через экранно-вакуумное теплоизоляционное покрытие без разогрева соседних участков. Введение прижимного ролика позволило за счет надавливания, плотно соединить расплавленные микрогранулы термоплавкого клея, легированного суперпарамагнитными наночастицами, находящимися на кромках стенок микроконтейнеров, с поверхностью прозрачной герметизирующей пленки. Введение охлаждающих пленочных термоэлектрических модулей, соединенных с внутренними сторонами микроподложек, позволило исключить оттаивание низкотемпературных нанообъектов в момент герметизации микроконтейнеров с собранными низкотемпературными нанообъектами. Введение ленточных тонкопленочных теплоотводов, нанесенных с теневой стороны гибкой подложки, позволило отводить тепло непосредственно в космос. Введение шины управления включением термоэлектрических модулей позволило включать и выключать термоэлектрические модули в момент заварки (герметизации). Ведение экранно-вакуумного теплоизоляционного слоя, нанесенного на гибкую диэлектрическую ленточную подложку, позволило изолировать нанесенные на нее микроконтейнеры с низкотемпературными нанообъектами, от теплового воздействия Солнца. Введение индивидуальных двухмерных штрихкодов с указанием резонансной частоты индукционного разогрева каждой группы микрогранул термоплавкого клея позволило точно позиционировать границы габаритов, точечно завариваемых микроконтейнеров через экранно-вакуумную термоизоляцию, свернутую в рулон без плавления поверхностей ранее герметизированных микроконтейнеров, находящихся в предыдущих ранее намотанных слоях, а также с минимальным нагревом извлекать жесткие диэлектрические микроподложки с собранным внеземным материалом при разматывании рулона в лабораторных условиях на Земле.The introduction of disk solar sensors placed on a U-shaped rod and installed perpendicular to each other by flat surfaces made it possible to orient the solar arrays simultaneously with the deployment or collapse of the USC. The introduction of the control bus for thin-film thermoelectric cooling modules made it possible to connect on and off signals from controllers to thin-film thermoelectric cooling modules. The introduction of hot-melt adhesive microgranules, in which superparamagnetic nanoparticles are used as heating elements, capable of heating under the action of a high-frequency (HF) electromagnetic field tuned into resonance, made it possible to heat the adhesive composition of hot-melt adhesive microgranules from the inside, without heating neighboring elements. The introduction of an RF generator with programmable frequency tuning from a change in the control binary code indicated on a positional tape with a two-dimensional barcode made it possible to heat only superparamagnetic nanoparticles tuned in resonance with the frequency of induction heating, introduced in different concentrations into certain microgranules of hot-melt adhesive, and at the same time prevent heating microgranules with other parametric characteristics (ratios of core and shell sizes of magnetic nanoparticles, their chemical composition and concentration of components in a microgranule) heated at other resonant frequencies. The introduction of a flat inductor connected to an RF generator with a programmable frequency made it possible to carry out local selective sealing of microcontainers through a screen-vacuum heat-insulating coating without heating adjacent sections. The introduction of a pressure roller made it possible, due to pressure, to tightly connect the molten microgranules of hot-melt adhesive doped with superparamagnetic nanoparticles located on the edges of the walls of the microcontainers with the surface of a transparent sealing film. The introduction of cooling film thermoelectric modules connected to the inner sides of the microsubstrates made it possible to exclude the thawing of low-temperature nano-objects at the moment of sealing the microcontainers with the assembled low-temperature nano-objects. The introduction of tape thin-film heat sinks deposited on the shady side of a flexible substrate made it possible to remove heat directly into space. The introduction of the control bus for turning on thermoelectric modules made it possible to turn thermoelectric modules on and off at the moment of welding (sealing). Maintaining a screen-vacuum heat-insulating layer deposited on a flexible dielectric tape substrate made it possible to isolate the microcontainers deposited on it with low-temperature nano-objects from the thermal effect of the Sun. The introduction of individual two-dimensional barcodes indicating the resonant frequency of the induction heating of each group of hot-melt adhesive microgranules made it possible to accurately position the boundaries of the dimensions of spot-welded microcontainers through screen-vacuum thermal insulation rolled up without melting the surfaces of previously sealed microcontainers located in previous previously wound layers, as well as with to extract rigid dielectric microsubstrates with collected extraterrestrial material by minimal heating when unwinding a roll in laboratory conditions on Earth.
Техническим результатом является возможность поиска и сбора криотемпературных внеземных нанообъектов с различными физическими свойствами, собранных раздельно с помощью электрического поля, с последующей конвейерной герметизацией и хранением собранных криотемпературных нанообъектов в криотемпературной среде, при проведении сканирования окрестностей точек либрации планет, входящих в Солнечную систему.The technical result is the possibility of searching and collecting cryotemperature extraterrestrial nano-objects with different physical properties, collected separately using an electric field, followed by conveyor sealing and storage of the collected cryo-temperature nano-objects in a cryo-temperature environment, when scanning the vicinity of the libration points of the planets included in the solar system.
Технический результат предложенной полезной модели достигается совокупностью существенных признаков, а именно: бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных криотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, содержащий два цилиндрообразных корпуса, гибкую диэлектрическую ленточную подложку с нанесенными тонкопленочными солнечными фотоэлементами, информационными, силовыми, высоковольтными шинами, коллинеарной антенной, позиционной штрихкодовой лентой, микроконтейнерами, пленочными электродами, жесткими диэлектрическими микроподложками, также содержит четыре мультивекторных матричных ракетных двигателя с волнообразными цилиндрическими поверхностями, четыре выдвижные телескопические штанги, четыре линейных шаговых двигателя, герметизирующую пленку, солнечный датчик, датчик штрихкода, два контроллера, два стабилизатора напряжения, высоковольтный источник питания, приемопередатчик, четыре дискообразные сканирующие лазерные дальномера, навигационную звездную камеру, четыре плоских шаговых двигателя, два прижимных линейных шаговых двигателя, П-образную штангу, микрогранулы термоплавкого клея, нанесенные на края микроконтейнеров, прижимной ролик, двухмерный датчик штрихкода, плоский индуктор, соединенный с высокочастотным генератором с программируемой частотой, указанной на позиционной ленте с двухмерным штрихкодом, гибкую диэлектрическую ленточную подложку с нанесенным экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем, тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули, соединенные с шиной управления пленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями, тонкопленочные ленточные теплоотводы, первый и второй дисковые солнечные датчики, расположенные плоскостями перпендикулярно друг другу и закрепленные на П-образной штанге, выдвижную П-образную двухосевую штангу, состоящею из двух параллельных осей, торцы которых соединены с первым и вторым прижимными линейными шаговыми двигателями, на первой оси П-образной двухосевой штанги закреплен плоский индуктор, а на второй оси прижимной ролик и датчик двухмерного штрихкода, герметизирующая пленка выполнена прозрачной, на гибкую диэлектрическую ленточную подложку с внутренней стороны нанесен экранно-вакуумный теплоизоляционный слой, а с наружной стороны нанесены чередующиеся тонкопленочные солнечные элементы с шагом чередования, равным шагу размещенных микроконтейнеров, с исследуемыми криотемпературными нанообъектами, притянутыми электрическими полями к пленочным электродам, лежащими на внешних поверхностях жестких диэлектрических микроподложек, внутренние поверхности которых лежат на охлаждающих поверхностях тонкопленочных термоэлектрических охлаждающих модулей, противоположные поверхности которых соединены с пленочными ленточными теплоотводами, закрепленными на наружной поверхности экранно-вакуумного теплоизоляционного слоя с теневой стороны, управляющие выходы первого и второго контроллеров соединены с тонкопленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями через шину управления пленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями, а управляющий выход второго контроллера соединен с управляющим входом высокочастотного генератора с программируемой частотой, причем микрогранулы термоплавкого клея легированы суперпарамагнитными наночастицами разной концентрации в зависимости от позиций расположения микроконтейнеров.The technical result of the proposed utility model is achieved by a combination of essential features, namely: a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial cryo-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets included in the solar system, containing two cylindrical bodies, a flexible dielectric tape substrate with applied thin-film solar photocells, information , power, high-voltage buses, a collinear antenna, a positional barcode tape, microcontainers, film electrodes, rigid dielectric microsubstrates, also contains four multi-vector matrix rocket motors with undulating cylindrical surfaces, four retractable telescopic rods, four linear stepping motors, a sealing film, a solar sensor, barcode sensor, two controllers, two voltage regulators, high-voltage power supply, transceiver, four disc-shaped scanning laser rangefinders, star navigation camera, four flat stepper motors, two pressure linear stepper motors, U-shaped rod, hot-melt adhesive micro-granules applied to the edges of micro-containers , a pressure roller, a two-dimensional barcode sensor, a flat inductor connected to a high-frequency generator with a programmable frequency indicated on a positional tape with a two-dimensional barcode, a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer applied, thin-film thermoelectric cooling modules connected to a control bus for film thermoelectric cooling modules, thin-film tape heat sinks, the first and second disk solar sensors, located perpendicular to each other and fixed on a U-shaped rod, a retractable U-shaped two-axis rod, consisting of two parallel axes, the ends of which are connected to the first and second clamping linear stepping motors, a flat inductor is fixed on the first axis of the U-shaped two-axis rod, and on the second axis a pressure roller and a two-dimensional barcode sensor, the sealing film is made transparent, a screen-vacuum heat-insulating layer is applied on the flexible dielectric tape substrate on the inside, and on the outside alternating thin-film solar cells with an alternation step equal to the step of the placed microcontainers, with cryotemperature nanoobjects under study attracted by electric fields to film electrodes, lying on the outer surfaces of rigid dielectric microsubstrates, the inner surfaces of which lie on the cooling surfaces of thin-film thermoelectric cooling modules, the opposite surfaces of which are connected to tape heat sinks fixed on the outer surface of the screen-vacuum heat-insulating layer from the shady side, the control outputs of the first and second controllers are connected to thin-film thermoelectric cooling modules through the control bus of film thermoelectric cooling modules, and the control output of the second controller is connected to the control input of a high-frequency generator with a programmable frequency, and hot-melt adhesive microgranules are doped with superparamagnetic nanoparticles of different concentrations depending on the position of the microcontainers.
Сущность изобретения поясняется The essence of the invention is explained
на фиг. 1 и 2, где представлен бинарный космический аппарат (БКА) для поиска и сбора внеземных криотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, в момент развертывания гибкой ленточной СБ. (фиг. 1 - вид с теневой стороны БКА, in fig. 1 and 2, where a binary spacecraft (BSC) is presented for searching and collecting extraterrestrial cryotemperature nanoobjects in the vicinity of the libration points of planets in the solar system at the time of deployment of a flexible ribbon SB. (Fig. 1 - view from the shadow side of the BKA,
на фиг. 2 - вид с солнечной стороны БКА);in fig. 2 - view from the sunny side of the BKA);
на фиг. 3 представлена структурная блок-схема бинарного космического аппарата для поиска и сбора внеземных криотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему;in fig. 3 shows a block diagram of a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial cryotemperature nanoobjects in the vicinity of the libration points of the planets in the solar system;
на фиг. 4 и 5 представлен выносной элемент А (2:1) (фиг. 4 - вид с теневой стороны БКА, фиг. 5 - вид с солнечной стороны БКА) в увеличенном масштабе, поясняющий топологию расположения на гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем электропроводящих шин и микроконтейнеров для сбора и последующей герметизации собранных криотемпературных нанообъектов; in fig. 4 and 5 shows the remote element A (2:1) (Fig. 4 - view from the shadow side of the BKA, Fig. 5 - view from the sunny side of the BKA) on an enlarged scale, explaining the topology of the arrangement on a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating a layer of electrically conductive tires and microcontainers for collection and subsequent sealing of the collected cryotemperature nanoobjects;
на фиг. 6 представлен в разрезе микроконтейнер для сбора нанообъектов с помощью электрического поля, соединенный с гибкой диэлектрической ленточной подложкой с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем; in fig. 6 shows in section a microcontainer for collecting nano-objects using an electric field, connected to a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer;
на фиг. 7 представлен выносной элемент Б (10:1) в увеличенном масштабе и разрезе, поясняющий последовательность расположения функциональных слоев на жесткой диэлектрической микроподложке для создания электрического поля; in fig. Fig. 7 shows the remote element B (10:1) on an enlarged scale and section, explaining the sequence of arrangement of functional layers on a rigid dielectric microsubstrate to create an electric field;
на фиг. 8 и 9 - схематично поясняются этапы развертывания БКА;in fig. 8 and 9 - schematically explains the stages of deployment of the UAV;
на фиг. 10 - этап сканирования окрестности точки либрации, сбор и герметизация собранных низкотемпературных нанообъектов; in fig. 10 - stage of scanning the vicinity of the libration point, collection and sealing of the collected low-temperature nano-objects;
на фиг. 11 и 12 - этапы свертывание БКА.in fig. 11 and 12 - stages of BKA clotting.
Бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных криотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, содержит (фиг. 1, 2) первый 1 и второй 2 цилиндрообразные корпуса, первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 ММРД с волнообразными цилиндрическими поверхностями, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 линейные шаговые двигатели (фиг. 3), первую 11, вторую 12, третью 13, четвертую 14 выдвижные телескопические штанги, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 дискообразные сканирующие лазерные дальномеры, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22 плоские шаговые двигатели, первый 23 и второй 24 прижимные линейные шаговые двигатели, прижимной ролик 25, плоский индуктор 26, высокочастотный генератор с программируемой частотой 27, выдвижную П-образную двухосевую штангу 28, прозрачную герметизирующую пленку 29 (фиг. 2), гибкую диэлектрическую ленточную подложку с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, тонкопленочные солнечные фотоэлементы 31, силовую шину 32, общую информационную шину 33, шину управления тонкопленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями 34, высоковольтную шину с положительной полярностью 35, высоковольтную шину с отрицательной полярностью 36, пленочные электроды 37 (фиг. 4), жесткие диэлектрические микроподложки 38, тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули 39 (фиг. 7), тонкопленочные ленточные теплоотводы 40, микроконтейнеры 41, позиционную ленту с двухмерным штрихкодом 42, датчик двухмерного штрихкода 43, первый 44, второй 45 дисковые солнечные датчики, навигационную звездную камера 46, П-образную штангу 47, первый 48 и второй 49 контроллеры, первый 50 и второй 51 стабилизаторы напряжения, высоковольтный источник питания 52, коллинеарную антенну 53, приемопередатчик 54, микрогранулы термоплавкого клея, легированные ранжированными по параметрам группами суперпарамагнитных наночастиц 55 (фиг. 6). На фиг. 3, в границах замкнутых пунктирных линий, расположены элементы, конструктивно размещенные в первом 1 и втором 2 цилиндрообразных корпусах; λ1, λ2, λ3, λ4 - выделенные длинны волн электромагнитного излучения оптического диапазона, излучаемые первым 15, вторым 16, третьим 17, четвертым 18 дискообразными сканируемыми лазерными дальномерами, 56 - криотемпературные нанообъекты, притянутые к поверхностям жестких диэлектрических микроподложек.A binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial cryo-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of planets in the solar system contains (Fig. 1, 2) the first 1 and second 2 cylindrical bodies, the first 3, the second 4, the third 5, the fourth 6 MMRD with wavy cylindrical surfaces, first 7, second 8, third 9, fourth 10 linear stepper motors (Fig. 3), first 11, second 12, third 13, fourth 14 retractable telescopic rods, first 15, second 16, third 17, fourth 18 disc-shaped scanning laser rangefinders, first 19, second 20, third 21, fourth 22 flat stepper motors, first 23 and second 24 pressure linear stepper motors,
С солнечной стороны гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, упорядоченно размещены тонкопленочные солнечные элементы 31, постоянно ориентированные на Солнце. На поверхности между солнечными элементами 31, с теневой противоположной стороны гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, по направлению траектории движения БКА нанесены микроконтейнеры 41, в которых размещены элементы для создания электрических полей, притягивающие дрейфующие в гравитационно-сбалансированных зонах криотемпературные нанообъекты 56 и осуществляющие хранение собранных криотемпературных нанообъектов 56.On the sunny side of the flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating
Для сохранения структуры собранных криотемпературных нанообъектов 56, притянутых к наружной поверхности жесткой диэлектрической микроподложки 38, на ее поверхности (фиг. 7) нанесено несколько функциональных слоев в следующей последовательности: пленочный электрод 37, (с наружной стороны микроподложки), с противоположной стороны - нанесены тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули 39, тонкопленочный ленточный теплоотвод 40, соединенный с экранно-вакуумным теплоизолирующим слоем гибкой диэлектрической ленточной подложки 30, с натянутой поверх тонкопленочных элементов, расположенных на стороне, обращенной к Солнцу, прозрачной герметизирующей пленкой 29. Каждый слой или их сочетание выполняют определенные функции. Жесткая диэлектрическая микроподложка 38 служит для накопления криотемпературных нанообъектов 56, ее размер адаптирован под тип микроскопа, производящего последующие исследования в Земных условиях, что исключает деформацию нанообъектов и не требует дополнительного перемещения собранных криотемпературных нанообъектов 56 с одной микроподложки на другую.To preserve the structure of the assembled
В зависимости от расположения пленочных электродов 37 в верхней или нижней части гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, они соединены с высоковольтными шинами 35 и 36 с положительной и отрицательной полярностью. При включении высоковольтного источника питания 52 создается электрическое поле, которое притягивает к пленочным электродам 37 противоположно заряженные криотемпературные нанообъекты 56, которые осаждаются, на жестких диэлектрических микроподложках 38. В микроконтейнерах 41 хранятся криотемпературные нанообъекты 56 отсортированные по двум классам с немагнитными свойствами, отрицательно и положительно заряженными криотемпературными нанообъектами 56.Depending on the location of the
Для исключения попадания Земных наночастиц планарные микроконтейнеры 41 сверху завариваются прозрачной герметизирующей пленкой 29, в исходном положении размещенной со стороны солнечных элементов 31, и послойно, вместе с гибкой диэлектрической ленточной подложкой с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 наматывается на второй цилиндрообразный корпус 2.To exclude the ingress of terrestrial nanoparticles,
Криотемпературные нанообъекты 56 в порах которых может находится вода в твердом состоянии притягиваются электрическим полем и оседают на внешних поверхностях жестких диэлектрических микроподложек 38. Для предотвращения изменений структур (таяния) собранных криотемпературных нанообъектов 56 в момент герметизации микроконтейнеров 41 используется термоэлектрическое охлаждение жестких диэлектрических микроподложек 38. Внутренняя сторона жестких диэлектрических микроподложек 38 соединена с охлаждающими (холодными) сторонами тонкопленочных термоэлектрических модулей 39 собранных из напыленных термоэлектрических элементов (элементов Пельтье) в матрицы пар полупроводниковых материалов n-типа и р-типа. Тепловой поток, выделяющийся на теплой стороне тонкопленочных термоэлектрических охлаждающих модулей 39, отводится тонкопленочными ленточными теплоотводами 40, расположенными с теневой стороны (температура космического пространства в тени около 4 К) гибкой диэлектрической подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 и излучается (сбрасывается) в космос.Cryotemperature nanoobjects 56 in the pores of which water can be in a solid state are attracted by an electric field and deposited on the outer surfaces of rigid
Для осуществления привязки частоты нагрева микрогранул термоплавкого клея к идентификационному номеру герметизируемого микроконтейнера используется набор групп суперпарамагнитных частиц с разными резонансными частотами нагрева (микрогранулы термоплавкого клея, легированны ранжированными по параметрам группами суперпарамагнитных наночастиц 55). Для этого на кромки прономерованных микроконтейнеров в местах образования герметизирующих сварных швов наносятся (напыляются) микрогранулы, легированные суперпарамагнитными наночастицами с индивидуальными программируемыми характеристиками в зависимости от номера микроконтейнера, отличающиеся друг от друга параметрами (соотношений размеров ядра и толщины оболочки наночастиц, их геометрической формы, химического состава и концентрации компонентов) для организации индукционного нагрева определенных групп микрогранул строго определенными резонансными частотами без разогрева собранных криотемпературных нанообъектов.To link the heating frequency of hot-melt adhesive microgranules to the identification number of the sealed microcontainer, a set of groups of superparamagnetic particles with different resonant heating frequencies (hot-melt adhesive microgranules doped with parameters-ranged groups of superparamagnetic nanoparticles 55) is used. To do this, microgranules doped with superparamagnetic nanoparticles with individual programmable characteristics depending on the number of the microcontainer, differing from each other in parameters (ratios of core sizes and shell thickness of nanoparticles, their geometric shape, chemical composition and concentration of components) to organize induction heating of certain groups of microgranules by strictly defined resonant frequencies without heating the assembled cryotemperature nanoobjects.
Для осуществления полезной модели могут быть использованы, например, известные технологии изготовления компонентов. В качестве мультивекторного матричного ракетного двигателя (ММРД) с волнообразной цилиндрической поверхностью может быть использована мультивекторная матричная ракетная двигательная система с цифровым управлением величины и направления тяги, которая состоит из плоской дискообразной с волнообразным внешним контуром монолитной термостойкой диэлектрической подложки с размещенными на ней квадратной матричной реверсивной структурой двигательных ячеек, соединенной с повторяющим ее контур цилиндрообразной полой с волнообразным профилем монолитной термостойкой диэлектрической подложкой с радиально-веерной ориентацией всех продольных осей конусообразных микропор на центры чередующихся сопряженных вогнутых и выпуклых полуокружностей, образующих в совокупности замкнутую волнообразную внешнею поверхность. Все конусообразные микропоры заполнены твердым топливом и ранжированы по объему в пропорциях последовательных степенях числа два (1-2-4-8-16-32), обеспечивающих генерацию множества разнонаправленных векторов тяги с прецизионным цифровым управлением в двоичном коде величиной тяги каждой ячейки (Патент на изобретение RU 2707474 С1, 26.11.2019, F02K 9/95, B64G 1/40, Мультивекторная матричная ракетная двигательная система с цифровым управлением величиной и направлением тяги двигательных ячеек для малоразмерных космических аппаратов / Линьков В.А., Гусев С.И., Колесников С.В., Линьков Ю.В., Линьков П.В., Таганов А.И.).To implement the utility model, for example, known technologies for manufacturing components can be used. As a multi-vector matrix rocket engine (MMRM) with a wavy cylindrical surface, a multi-vector matrix rocket propulsion system with digital control of the magnitude and direction of thrust can be used, which consists of a flat disc-shaped monolithic heat-resistant dielectric substrate with a wavy outer contour with a square matrix reverse structure placed on it. motor cells, connected to a cylindrical cavity repeating its contour with a wavy profile, a monolithic heat-resistant dielectric substrate with a radial-fan orientation of all longitudinal axes of cone-shaped micropores to the centers of alternating conjugated concave and convex semicircles, which together form a closed undulating outer surface. All cone-shaped micropores are filled with solid fuel and ranged by volume in proportions of successive powers of two (1-2-4-8-16-32), which ensure the generation of a multitude of multidirectional thrust vectors with precise digital control of the thrust value of each cell in binary code (Patent for invention RU 2707474 C1, 11/26/2019, F02K 9/95, B64G 1/40, Multivector matrix rocket propulsion system with digital control of the magnitude and direction of thrust of propulsion cells for small spacecraft / Linkov V.A., Gusev S.I., Kolesnikov S.V., Linkov Yu.V., Linkov P.V., Taganov A.I.).
При изготовлении СБ могут быть использованы известные технологии изготовления гибких солнечных тонкопленочных батарей, выполненных на базе гибкой подложки с нанесенными тонкопленочными фотогальваническими элементами, изготовленными, по меньшей мере, из аморфного кремния (a-Si), теллурида кадмия (CdTe), арсенида галлия (GaAs) (Patent US 9758260 В2, Sep.12, 2017, B64G 1/22, B64G 1/10, LOW VOLUME MICRO SATELLITE WITH ELEXIBLE WINDED PANELS EXPANDABLE AFTER LAUNCH).In the manufacture of solar panels, known technologies for the manufacture of flexible solar thin-film batteries can be used, made on the basis of a flexible substrate with deposited thin-film photovoltaic cells made of at least amorphous silicon (a-Si), cadmium telluride (CdTe), gallium arsenide (GaAs ) (Patent US 9758260 B2, Sep.12, 2017,
Тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули 39 могут быть выполнены, например, согласно известной конструкции тонкопленочного термоэлектрического устройства со сбалансированными электрофизическими параметрами р- и n-полупроводниковых ветвей (Патент на изобретение RU 2587435 С2, 20.06.2016, G05D 23/30, Н05К 7/20, Тонкопленочное термоэлектрическое устройство со сбалансированными электрофизическими параметрами р- и n-полупроводниковых ветвей / Ислаимов Т.А., Гаджиев Х.М. и др.).Thin-film
Тонкопленочные ленточные теплоотводы 40 могут быть реализованы на базе алмазных теплоотводов (тепловая проводимость алмазных теплоотводов в зависимости от технологии их изготовления в 2-5 раз превосходит этот параметр для меди), например, используя известную технологию изготовления поликристаллических алмазных пленок содержащих наноалмазные порошки (Патент на изобретение RU 2750234 С1, 24.06.2021, С01В 32/15, В82В 3/00, Способ получения поликристаллических алмазных пленок /Полушин Н.И., Маслов А.Л., Лаптев А.И.).Thin-film
В качестве экранно-вакуумного теплоизоляционного слоя может быть применена, например, многослойная пленочная теплоизоляция используемая в космических технологиях и состоящая из чередующихся слоев неплоской полимерной пленки с напылением металла и полимерной сетки (Патент на изобретение RU 258740 С2, 20.06.2016, B64G 1/58, ЭКРАННО-Вакуумная теплоизоляция космического аппарата / Аристов В.Ф.) или с чередующими слоями из микроструктурированных элементов (Патент на изобретение RU 2555891 С1, 10.07.2015, B64G 1/58, В81В 7/04, Микроструктурная многослойная экранно-вакуумная изоляция космических аппаратов / Ануров А.Е., Жуков А.А.), или например изготовленный из материала для тепловой защиты космической или криогенной техники состоящий из чередующихся слоев теплоотражающей перфорированной пленки и сепарационной прокладки (Патент на изобретение RU 266884 С1, 12.09.2018, B64G 1/58, Материал для экранно-вакуумной теплоизоляции и способ его изготовления / Алексеев С.В., Белокрылова В.В. и др.).As a screen-vacuum thermal insulation layer, for example, multilayer film thermal insulation used in space technologies and consisting of alternating layers of a non-flat polymer film with metal sputtering and a polymer mesh can be used (Patent for invention RU 258740 C2, 06/20/2016, B64G 1/58 , SCREEN-VACUUM thermal insulation of a spacecraft / Aristov V.F.) or with alternating layers of microstructured elements (Patent for invention RU 2555891 C1, 07/10/2015,
Для локального нагревания полимера изнутри микрогранул 55 термоплавкого клея, могут быть применены погруженные в него известные суперпарамагнитные наночастицы, используемые, например, для локального нагревания тканей в медицине. Легирующие добавки придают диэлектрическим гранулам термоплавкого клея при их смешивании магнитные свойства, необходимые для осуществления дистанционного нагревания суперпарамагнитных наночастиц высокочастотным электромагнитным полем и исключения их слипания после его снятия. Для осуществления изобретения могут быть использованы, например, известные технологии изготовления магнитных наночастиц структуры ядро-оболочка (Patent Application Publication Pub. No.: US 20130195767 A1 Pub. Date: Aug. 1, 2013, MAGNETIC NANOPARTICLES), (Patent Application Publication Pub. No.: US 20140225024 A1 Pub. Date: Aug. 14, 2014 CORE_SHELL STRUCTURED NANOP ARTICLE HAVING HARD-SOFT, MAGNETIC HETEROSTRUCTURE, MAGNET PREPARED WITH SAID NANOPARTICLE, AND PREPARING METHOD THEREOF), (Patent Application Publication Pub. No.: US 20130342297 A1 Pub. Date: Dec. 26, 2013 MAGNETIC EXCHANGE COUPLED CORE-SHELL NANOMAGNETS). Ферромагнитное ядро магнитной наночастицы структуры ядро-оболочка может, например, включать, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из Fe, Со, Ni, FeOFe2O3, NiOFe2O3, CuOFe2O3, MgOFe2O3, MnBi, MnSb, MnOFe2O3, CrO2, MnAs, SmCo, FePt или их комбинации, но не ограничивается ими. Внешняя оболочка (окружающая магнитный сердечник) магнитной наночастицы структуры ядро-оболочка сформирована из магнитомягкого или суперпарамагнитного материала, (для исключения слипания наночастиц), например, может включать, по меньшей мере один материал, выбранный из групп, состоящих из Fe3O4, FeO, CoFe2O4, MnFe2O4, NiFe2O4. ZnMnFe2O4, или их комбинации, но не ограничивается ими.For local heating of the polymer from inside the hot melt
Устройство работает следующим образом: после доставки БКА в точку либрации включаются первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 линейные шаговые двигатели, осуществляющие выдвижение первой 11, второй 12, третей 13, четвертой 14 телескопических штанг, отводящие первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 ММРД с волнообразной цилиндрической поверхностью от торцов первого 1 и второго 2 цилиндрообразных корпусов. Первый 23 и второй 24 прижимные линейные шаговые двигатели отводят выдвижную П-образную двухосевую штангу 28 с закрепленными на ней прижимным роликом 25 и плоским индуктором 26 от цилиндрообразного корпуса 2. Одновременно включаются первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 дискообразные сканирующие лазерные дальномеры, работающие на выделенных длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4 для исключения влияния помех от активных или пассивных источников. После проверки работоспособности первого 15, второго 16, третьего 17, четвертого 18 дискообразных сканирующих лазерных дальномеров включаются первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 ММРД с волнообразными цилиндрическими поверхностями, которые создают вращение первого 1 и второго 2 цилиндрообразных корпусов, разматывая свернутую в рулон гибкую диэлектрическую ленточную подложку с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 и расположенную параллельно, на минимальном расстоянии с ее поверхностью прозрачную герметизирующею пленку 29, с одновременным удалением первого 1 цилиндрообразного корпуса от второго 2 цилиндрообразного корпуса, растягивая полотно прозрачной герметизирующей пленки 29 с прилегающей к ней гибкой диэлектрической ленточной подложкой с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, в противоположные стороны, для исключения провисания. После развертывания на требуемую длину гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, с расположенными на ее (солнечной) поверхности тонкопленочными солнечными фотоэлементами 31, БКА переходит в режим ориентации и слежения за Солнцем. Поворот солнечной стороны гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 в направлении Солнца и одновременное оптимальное ее натяжение осуществляется с помощью первого 3, второго 4, третьего 5, четвертого 6 ММРД с волнообразными цилиндрическими поверхностями, осуществляющие сближение или удаление, или изменение угла наклона, соответственно, первого 1 или второго 2 цилиндрообразных корпусов. С помощью навигационной звездной камеры 46 определяется начальная точка сканирования и корректируется траектория сканирования исследуемой окрестности точки либрации. Согласно коду координат Солнца, полученных от первого 44 и второго 45 дисковых солнечных датчиков, и информации, поступающей с первого 15, третьего 17 и второго 16, четвертого 18 дискообразных сканирующих лазерных дальномеров о расстоянии и углах осей между первым 1 и вторым 2 цилиндрообразными корпусами, осуществляются синхронные угловые повороты первого 1 и второго 2 цилиндрообразных корпусов, без изменения расстояния между ними. Поворот навигационной звездной камеры 46, закрепленной на П-образной штанге 47 и соединенной с двух концов с первым 19 и вторым 20 плоскими шаговыми двигателями, осуществляется их синхронным поворотом на заданный угол в режиме проведения навигации. На гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, кроме тонкопленочных солнечных фотоэлементов 31 и соединяющих их силовых шин 32, также нанесены коллинеарная антенна 53 и проводной двунаправленный канал связи в виде информационной шины 33 для обмена информацией между первым 48 и вторым 49 контроллерами.The device works as follows: after delivery of the BKA to the libration point, the first 7, second 8, third 9, fourth 10 linear stepper motors are switched on, extending the first 11, second 12, third 13, fourth 14 telescopic rods, retracting the first 3, second 4, third 5, fourth 6 MMRD with a wavy cylindrical surface from the ends of the first 1 and second 2 cylindrical bodies. The first 23 and second 24 clamping linear stepper motors retract the retractable U-shaped two-
Для втягивания из пылевых облакоподобных структур, криотемпературных нанообъектов 56, на гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 размещены высоковольтные шины 35 и 36, соединенные с пленочными электродами 37 (Фиг. 4), нанесенные с наружной стороны на жесткие диэлектрические микроподложки 38, на которых осаждаются противоположно заряженные криотемпературные нанообъекты 56, (накапливаемые на дне микроконтейнеров 41). Электрический ток, выработанный тонкопленочными солнечными фотоэлементами 31, также поступает на входы первого 50 и второго 51 стабилизаторов напряжения, которые выдают стабилизированные напряжения для питания высоковольтного источника питания 52 и приемопередатчика 54, соединенного с коллинеарной антенной 53, а также напряжение для зарядки аккумуляторов первого 48 и второго 49 контроллеров и обеспечения электропитанием всех датчиков и двигателей. Высоковольтное напряжение с источника высоковольтного питания 52 подается на высоковольтные шины с положительной 35 и отрицательной 36 полярностью, расположенные на теневой стороне гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 для создания притягивающих электрических полей на дне микроконтейнеров 41.For retraction from dust cloud-like structures, cryotemperature nano-
По мере сканирования пылевых облакоподобных структур происходит последовательная герметизация микроконтейнеров 41. В исходном состоянии прозрачная герметизирующая пленка 29 расположена со стороны тонкопленочных солнечных элементов 31 и не препятствует прохождению света и втягиванию криотемпературных нанообъектов 56 в микроконтейнеры 41, расположенные на противоположной стороне гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30. При сворачивании в рулон после первого оборота (витка) поверхность прозрачной герметизирующей пленки 29 начинает плотно прилегать к поверхности микроконтейнеров 41 с нанесенными микрогранулами термоплавкого клея легированного суперпарамагнитными наночастицами 55. Герметизация собранных криотемпературных нанообъектов 56 происходит следующим образом. Плоский индуктор 26, совмещенный с прижимным роликом 25 с помощью первого 23 и второго 24 прижимных линейных шаговых двигателей, работающих синхронно, прижимаются (в месте двухмерного штрихкода) параллельно к второму цилиндрическому корпусу 2, затем вторым 49 контроллером выдается двоичный код считанный датчиком двухмерного штихкода 43 с позиционной ленты с двухмерным штих-кодом 42 определяющий для данного микроконтейнера 41 частоту работы высокочастотный генератор с программируемой частотой 27 соединенного с плоским индуктором 26 который через гибкую диэлектрическую ленточную подложку с экранно-вакуумным термоизоляционным слоем 30 и прозрачную герметизирующую пленку 29 (температура плавления которых выше температуры плавления микрогранул термоплавкого клея, легированного суперпарамагнитными наночастицами 55) нагревает суперпарамагнитные наночастицы введенные в микрогранулы термоплавкого клея 55, которые расплавляют (адгезивный) материал вокруг них нанесенный на верхние части (края) боковых стенок микроконтейнеров 41. (Фиг. 6). В результате индукционного нагрева микрогранулы термоплавкого клея легированного суперпарамагнитными наночастицами 55 плавятся, приобретая адгезионные свойства, склеивают поверхность микроконтейнеров 41 с поверхностью прозрачной герметизирующей пленки 29. Одновременно третий 21 и четвертый 22 плоские шаговые двигатели поворачивают прижимной ролик 25 вокруг оси второго цилиндрообразного корпуса 2 на определенный угол и за определенный временной интервал, определяемые программой второго контроллера 49 и считанному с позиционной ленты двухмерного штрихкода 42, датчиком двухмерного штрихкода 43 для герметизации линейки микроконтейнеров 41. После завершения цикла герметизации (термосклеивание с использованием температуры и давления создаваемое прижимным роликом) третий 21 и четвертой 22 плоские шаговые двигатели переводят выдвижную П-образную двухосевую штангу 28 в исходное угловое положение, а первый 23 и второй 24 прижимные линейные шаговые двигатели отводят выдвижную П-образную двухосевую штангу 28 с закрепленными на ней индуктором 26 и прижимным роликом 25 от второго 2 цилиндрообразного корпуса для подмотки гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, и начала следующего цикла герметизации следующих микроконтейнеров 41.As the dust cloud-like structures are scanned, microcontainers 41 are sequentially sealed. In the initial state,
На фиг. 8, 9 - схематично поясняются этапы развертывания БКА. In FIG. 8, 9 - schematically explains the stages of deployment of the BKA.
На фиг. 10 - этап сканирования окрестности точки либрации, сбор и герметизация собранных криотемпературных нанообъектов. In FIG. 10 - stage of scanning the vicinity of the libration point, collection and sealing of the collected cryotemperature nano-objects.
На фиг. 11, 12 - этапы свертывания БКА. In FIG. 11, 12 - stages of BKA clotting.
На фиг. 8, первый этап - тестирование дальномеров и электронного оборудования; фиг. 9, второй этап - выдвижение двигателей и ориентация положения БКА на Солнце. In FIG. 8, the first stage - testing of rangefinders and electronic equipment; fig. 9, the second stage - the extension of the engines and the orientation of the position of the UAV to the Sun.
На фиг. 10, третий этап - развертывание гибкой ленточной подложки с размещенными микроконтейнерами для забора внеземных криотемпературных нанообъектов и перемещение БКА по окрестности точки либрации, а также сбор криотемпературных нанообъектов за счет притяжения их к поверхностям жестких диэлектрических микроподложек, расположенных в открытых микроконтейнерах 41, и последующая герметизация открытых частей микроконтейнеров 41 с собранными криотемпературными нанообъетами 56 - запайкой прозрачной герметизирующей пленкой 29.In FIG. 10, the third stage is the deployment of a flexible tape substrate with placed microcontainers for collecting extraterrestrial cryotemperature nanoobjects and moving the BKA around the libration point, as well as collecting cryotemperature nanoobjects by attracting them to the surfaces of rigid dielectric microsubstrates located in
На фиг. 11, - четвертый этап - конвейерная герметизация микроконтейнеров с собранными криотемпературными нанообъектами. In FIG. 11, - the fourth stage - conveyor sealing of microcontainers with assembled cryotemperature nano-objects.
На фиг. 12, пятый этап - полное свертывание гибкой ленточной подложки в рулон и переход системы в энергоэкономичный режим ожидания транспортного космического аппарата для перемещения собранных криотемпературных нанообъектов в исследовательскую лабораторию электронной и зондовой микроскопии, расположенной на Земле, или для большей биологической безопасности на орбитальной станции в космосе. На заднем плане фиг. 9 схематически представлены Солнце, на которое ориентированы солнечные элементы БКА, и Сатурн со своими наиболее крупными спутниками (на начало 2022 года подтверждено существование 82 спутников Сатурна), образующие вместе систему с большим количеством точек либрации, в окрестностях которых происходит поиск криотемпературных нанообъектов с новыми свойствами.In FIG. 12, the fifth stage is the complete rolling of the flexible tape substrate into a roll and the transition of the system to an energy-saving standby mode of the transport spacecraft to move the collected cryotemperature nanoobjects to the research laboratory of electron and probe microscopy located on Earth, or for greater biological safety at the orbital station in space. In the background of Fig. Figure 9 schematically shows the Sun, to which the LKA solar cells are oriented, and Saturn with its largest satellites (the existence of 82 satellites of Saturn was confirmed at the beginning of 2022), which together form a system with a large number of libration points, in the vicinity of which cryotemperature nano-objects with new properties are searched for .
Предложенная конструкция бинарного космического аппарата для поиска и сбора внеземных криотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, позволяет: развернуть и свернуть поисковое гибкое ленточное полотно СБ большой площади между двумя растягивающими ее маневровыми ММРД с волнообразной цилиндрической поверхностью (большая площадь солнечных батарей требуется на окраинах Солнечной системы вдали от Солнца). Осуществить раздельный сбор криотемпературных нанообъектов с немагнитными свойствами, попавшими в зону притяжения электрических полей. Реализовать конвейерную герметизацию собранных на жесткие диэлектрические микроподложки криотемпературных нанообъектов, разделенных по классам и размещенных в соответствующих микроконтейнерах, в сочетании со свертыванием в компактный, транспортируемый рулон гибкого ленточного полотна, что ранее невозможно было осуществить с помощью известных конструкций малоразмерных космических аппаратов. The proposed design of a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial cryo-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets in the solar system makes it possible to: deploy and collapse a large-area search flexible tape SB between two shunting MMRDs stretching it with a wavy cylindrical surface (a large area of solar batteries required on the outskirts of the solar system away from the sun). To carry out a separate collection of cryo-temperature nano-objects with non-magnetic properties that have fallen into the zone of attraction of electric fields. To implement conveyor sealing of cryotemperature nanoobjects assembled on rigid dielectric microsubstrates, divided by classes and placed in appropriate microcontainers, in combination with folding into a compact, transportable roll of a flexible tape web, which could not previously be done using known designs of small-sized spacecraft.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU218355U1 true RU218355U1 (en) | 2023-05-23 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2624959C1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-07-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А.Лавочкина" | Adapter for way loose of useful load |
US9758260B2 (en) * | 2012-08-08 | 2017-09-12 | Effective Space Solutions R&D Ltd | Low volume micro satellite with flexible winded panels expandable after launch |
RU2761486C1 (en) * | 2021-04-21 | 2021-12-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" | Binary space vehicle for searching and collecting outer space objects in the neighborhood of libration points of planets included in the solar system |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9758260B2 (en) * | 2012-08-08 | 2017-09-12 | Effective Space Solutions R&D Ltd | Low volume micro satellite with flexible winded panels expandable after launch |
RU2624959C1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-07-11 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А.Лавочкина" | Adapter for way loose of useful load |
RU2761486C1 (en) * | 2021-04-21 | 2021-12-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" | Binary space vehicle for searching and collecting outer space objects in the neighborhood of libration points of planets included in the solar system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8529825B2 (en) | Fabrication of nanovoid-imbedded bismuth telluride with low dimensional system | |
RU202757U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING OUTSIDE OBJECTS WITH QUANTUM DOT PROPERTIES IN THE NEIGHBORHOOD OF LIBRATION POINTS | |
Yanagisawa et al. | Nanostructured planar-type uni-leg Si thermoelectric generators | |
RU2744277C1 (en) | Binary space vehicle for searching and collecting outer space objects with quantum dot properties in the neighborhood of libration points | |
CN104995750B (en) | Polycrystalline photodetector and use and manufacture method | |
RU198984U1 (en) | BINARY SPACE WITH RECONFIGURABLE ANTENNA COMBINED WITH A ROLLABLE SOLAR BATTERY, DEPLOYABLE MULTIVECTOR MATRIX ROCKET ENGINES | |
RU218355U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL CRYOTEMPERATURE NANO-OBJECTS IN THE SURROUNDINGS OF LIBRATION POINTS OF THE PLANETS IN THE SOLAR SYSTEM | |
RU2797453C1 (en) | Binary space vehicle for searching and collecting extraterrestrial cryo-temperature nano-objects in the surroundings of libration points of the planets in the solar system | |
RU218396U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL CRYOTEMPERATURE NANO-OBJECTS WITH MAGNETIC PROPERTIES NEAR THE LIBRATION POINTS OF THE PLANETS IN THE SOLAR SYSTEM | |
RU217330U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL LOW-TEMPERATURE NANO-OBJECTS IN THE SURROUNDINGS OF LIBRATION POINTS OF THE PLANETS IN THE SOLAR SYSTEM | |
RU217021U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL LOW-TEMPERATURE NANO-OBJECTS WITH MAGNETIC PROPERTIES NEAR THE LIBRATION POINTS OF THE PLANETS IN THE SOLAR SYSTEM | |
RU2798620C1 (en) | Binary space vehicle for searching and collecting extraterrestrial low temperature nano-objects in the surroundings of libration points of the planets in the solar system | |
Georgiadis et al. | Energy Harvesting: Technologies, Systems, and Challenges | |
US10637391B2 (en) | Autonomous solar tracking in flat-plate photovoltaic panels using kirigami-inspired microstructures | |
RU206426U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING OUTSIDE NANO-OBJECTS WITH MAGNETIC PROPERTIES IN THE NEIGHBORHOOD OF LIBRATION POINTS | |
RU2761686C1 (en) | Binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial nanoobjects with magnetic properties in the vicinity of libration points | |
RU206424U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING OUTSIDE NANO OBJECTS IN THE NEIGHBORHOOD OF LIBRATION POINTS OF PLANETS INCLUDING THE SOLAR SYSTEM | |
RU2761486C1 (en) | Binary space vehicle for searching and collecting outer space objects in the neighborhood of libration points of planets included in the solar system | |
WO2009085089A1 (en) | Fabrication of nanovoid-imbedded bismuth telluride with low dimensional system | |
Skuza et al. | Feasibility study of cargo airship transportation systems powered by new green energy technologies | |
RU2772290C1 (en) | Binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial emitting nanoobjects in the vicinity of libration points of planets belonging to the solar system | |
RU207630U1 (en) | BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL RADIATING NANO OBJECTS IN THE ENVIRONMENT OF LIBRATION POINTS OF PLANETS INCLUDING A SOLAR SYSTEM | |
Choi et al. | Power budget analysis for high altitude airships | |
RU202750U1 (en) | BINARY SPACE APPARATUS FOR SEARCHING AND COLLECTING OUTSIDE OBJECTS WITH THE PROPERTIES OF QUANTUM DOTS AND UPONVERTING NANOPARTICLES IN THE NEIGHBORHOOD OF LIBRATION POINTS | |
RU2749431C1 (en) | Binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial objects with properties of quantum dots and upconverting nanoparticles near libration points |