RU2204508C1 - Способ разрушения фрагментов космического мусора - Google Patents
Способ разрушения фрагментов космического мусора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204508C1 RU2204508C1 RU2002110406/28A RU2002110406A RU2204508C1 RU 2204508 C1 RU2204508 C1 RU 2204508C1 RU 2002110406/28 A RU2002110406/28 A RU 2002110406/28A RU 2002110406 A RU2002110406 A RU 2002110406A RU 2204508 C1 RU2204508 C1 RU 2204508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fragments
- space debris
- space
- debris
- particles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к космическим средствам защиты от метеоритов и может быть использовано для очистки околоземного космического пространства от техногенного загрязнения. Техническая задача - повышение производительности и эффективности разрушения фрагментов космического мусора с широким спектром их характеристик. На пути следования фрагментов устанавливается препятствие в виде искусственного облака, состоящего из мелкодисперсных частиц. В качестве материала частиц используется взрывчатое вещество (преимущественно прессованный гексоген с плотностью 1,7 - 1,8 г/см3) со скоростью детонации, превышающей скорость соударения с фрагментами космического мусора. Технический результат: повышение производительности и эффективности способа. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области космических средств защиты от метеоритов и может быть использовано для очистки околоземного космического пространства от прекративших активное существование искусственных спутников Земли, их обломков и отходов жизнедеятельности человека. Способ может быть использован для уничтожения других опасных космических объектов.
Известен способ разрушения фрагментов космического мусора путем воздействия на них лазерных излучением [1]. Недостатком данного способа является его низкая производительность при разрушении мелких, пространственно распределенных фрагментов космического мусора и большие энергозатараты.
Также известен способ ударно-кинетического разрушения фрагментов космического мусора, основанный на их взаимодействии (столкновении) с искусственным ударником [2] , выведенным на орбиту, встречную по отношению к орбите фрагментов космического мусора. Недостатком указанного способа является его низкая эффективность при разрушении мелких, пространственно распределенных фрагментов космического мусора.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ очистки околоземного космического пространства от космических объектов и мелких частиц путем их разрушения [3]. Способ включает в себя выведение на орбиту, встречную по отношению к орбите засоряющих космических объектов, препятствия, выполненного в виде тонкой пленки, поверхность которой ориентирована поперечно указанной орбите. Таким образом достигается ударно-кинетическое взаимодействие фрагментов космического мусора с материалом пленки. При этом за счет кинетической энергии соударения, выделяющейся за 10-9. ..10-10 сек, т.е. за счет взрыва происходит превращение фрагментов космического мусора в мелкие осколки, капли расплава и газы. Длительность существования осколков, образовавшихся при разрушении фрагментов, существенно меньше времени существования целого фрагмента за счет увеличившегося баллистического сопротивления. Способ может быть применен для разрушения пространственно распределенных фрагментов космического мусора, однако имеет недостаточную эффективность, т. к. при столкновении фрагмента космического мусора с пленкой происходит частичное нарушение ее целостности, и в дальнейшем она не оказывает воздействия на пролетающие сквозь нее фрагменты космического мусора, а также из-за недостаточной энергии ударно-кинетического воздействия.
Технической задачей предложения является повышение производительности и эффективности разрушения фрагментов космического мусора с широким спектром их характеристик.
Указанная задача решена тем, что в способе разрушения фрагментов космического мусора путем ударно-кинетического воздействия, включающем создание в околоземном космическом пространстве препятствия на пути следования фрагментов космического мусора, согласно изобретению препятствие образуют распылением мелкодисперсных частиц, причем в качестве материала частиц используют взрывчатое вещество со скоростью детонации, превышающей скорость соударения с фрагментами космического мусора. В качестве взрывчатого вещества используют гексоген с плотностью 1,7...1,8 г/см3, а характерный размер частиц составляет не менее 1,5 мм.
Технический результат при реализации данного изобретения заключается в следующем:
- повышение производительности способа за счет воздействия на фрагмент космического мусора энергией взрыва частиц, дополнительной к ударно-кинетическому воздействию;
- препятствие - пространственно распределенные частицы (облако) взрывчатого вещества после их детонации с фрагментами космического мусора превращаются в газ, не увеличивая общую массу фрагментов.
- повышение производительности способа за счет воздействия на фрагмент космического мусора энергией взрыва частиц, дополнительной к ударно-кинетическому воздействию;
- препятствие - пространственно распределенные частицы (облако) взрывчатого вещества после их детонации с фрагментами космического мусора превращаются в газ, не увеличивая общую массу фрагментов.
Использование известных промышленных взрывчатых веществ и капсюлей в качестве частиц облака, ракетных двигателей, пиротехнических элементов и аккумуляторов давления для создания искусственного облака, систем управления для позиционирования облака на пути следования фрагментов космического мусора позволяет считать предложение Заявителя соответствующим критерию "промышленная применимость".
Проведенный авторами поиск по патентам и научно-техническим источникам не выявил аналогов предложенному изобретению, которые в совокупности признаков, их свойствам и полученному результату идентичны ему, что позволяет считать предложение Заявителя соответствующим критерию "изобретательский уровень".
При сравнении предложения Заявителя с прототипом выявлено, что предложенный способ отличается пространственной структурой и материалом препятствия, создаваемого на пути следования фрагментов космического мусора, что позволяет считать предложение Заявителя соответствующим критерию "новизна".
Суть изобретения заключается в том, что препятствие, оказывающее ударно-кинетическое воздействие на фрагменты космического мусора, образуют распылением мелкодисперсных частиц, т.е. в виде искусственного облака, причем в качестве материала частиц используют взрывчатое вещество. В качестве взрывчатого вещества преимущественно используют прессованный гексоген с плотностью 1,7...1,8 г/см3, обладающий сильными бризантными свойствами. Также гексоген обладает высокой чувствительностью к удару и трению, что обеспечивает надежность детонации при ударе о поверхность фрагмента космического мусора.
Гексоген (Циклотриметилентринитрамин - химическая формула С3Н6N6O6) при взрывном разложении образует только газы. Для обеспечения условий устойчивой детонации используют частицы с характерным размером более 1,5 мм. Скорость детонации гексогена составляет 8370 км/сек, что позволяет его эффективно использовать при соударении с фрагментами космического мусора (средняя скорость движения фрагментов космического мусора составляет 8 км/сек).
Пример осуществления способа.
На пути следования фрагментов космического мусора в околоземном космическом пространстве распыляют мелкодисперсные частицы, например, с помощью газового аккумулятора давления. При этом образуется искусственное облако с объемной плотностью частиц ≈104 частиц/м3. При прохождении фрагментов космического мусора сквозь облако за счет ударно-кинетического воздействия частиц взрывчатого вещества на материал фрагментов кинетическая энергия превращается в тепловую и одновременно происходит выделение химической энергии взрыва.
Схема образования препятствия в виде искусственного облака представлена на фиг.1, где облако частиц 1 выведено на орбиту ракетой-носителем 2 с поверхности Земли 3 и расположено на пути следования 4 фрагментов космического мусора 5 (стрелками показаны предпочтительные направления скоростей фрагментов космического мусора 5 и облака частиц 1).
В качестве фрагмента космического мусора рассмотрим полусферу массой mфpaгмeнта= 262 кг, радиуса rфрагмента=0,5 м, выполненную из пористого алюминия, которая движется на низкой околоземной орбите со скоростью, близкой к первой космической. Искусственное облако размером rобл=5 м (для гарантированного попадания фрагмента космического мусора в облако размер облака должен быть существенно больше размера разрушаемого фрагмента ~ в 10 раз) и массой mобл=654 кг образовано из частиц гексогена массой mч=0,1 г и радиусом rч=2,3 мм (капсюль). При взаимодействии частицы облака с движущимся фрагментом образуется кратер с формой, близкой к сферической, и радиусом rкратера= 7,6 мм. Размер кратера получен расчетным путем на основе анализа энергетического баланса. Таким образом, фрагмент разрушается на осколки сферической формы радиусом около 10 мм и массой mоско лка фраг мента≈0,004 кг.
Эффективность разрушающего воздействия (ЭРВ) искусственного облака на фрагменты космического мусора определим как отношение времени жизни космического мусора до воздействия (tдо) облака к времени его жизни после воздействия (tпосле), т.е.:
ЭРВ=tдо/tпосле=bпосле/bдо=83,5,
где bдо=схSмф/mфpaгмeнтa=5,64•10-3 и bпосле= схSмоф/mоско лка фpaг мeнтa= 4,71•10-1 - соответствующие баллистические коэффициенты (сх=1,884 - аэродинамический коэффициент для фрагмента-полусферы, Sмф=0,785 м2 - площадь Миделя фрагмента, Sмоф=0,001 м2 - площадь Миделя осколка фрагмента).
ЭРВ=tдо/tпосле=bпосле/bдо=83,5,
где bдо=схSмф/mфpaгмeнтa=5,64•10-3 и bпосле= схSмоф/mоско лка фpaг мeнтa= 4,71•10-1 - соответствующие баллистические коэффициенты (сх=1,884 - аэродинамический коэффициент для фрагмента-полусферы, Sмф=0,785 м2 - площадь Миделя фрагмента, Sмоф=0,001 м2 - площадь Миделя осколка фрагмента).
Следовательно, взаимодействие фрагмента космического мусора с облаком мелкодисперсных частиц, выполненных из гексогена, уменьшает время жизни фрагмента в ≈80 раз.
Эффект разрушающего воздействия препятствия, выполненного в виде искусственного облака частиц гексогена, представлен на фиг.2, где показана степень разрушения (глубина кратера) в фрагменте, выполненном из разных материалов, в случае удара частицей, выполненной из гексогена, с учетом энергии взрыва (1 - алюминий, 3 - медь, 5 - железо) и в случае удара частицы той же плотности без учета энергии взрыва (2 - алюминий, 4 - медь, 6 - железо) для различных скоростей соударения.
Таким образом, использование частиц из гексогена повысит глубину образования кратера на 20...30%. При этом частицы превращаются в газ и не создают дополнительного загрязнения околоземного космического пространства.
Источники информации
1. Патент РФ 2040449 кл. В 64 G 9/00, опубл. 27.07.95г.
1. Патент РФ 2040449 кл. В 64 G 9/00, опубл. 27.07.95г.
2. Тезисы международной научно-технической конференции "Комплексная защита Земли - 2000" - Снежинск.: Изд. РФЯЦ-ВНИИТФ, 2000 - 87-88 с.
3. Патент РФ 2092409, кл. В 64 G 9/00, опубл. 10.10.97 г. - прототип.
Claims (2)
1. Способ разрушения фрагментов космического мусора путем ударно-кинетического воздействия, включающий создание в околоземном космическом пространстве препятствия на пути следования фрагментов космического мусора, отличающийся тем, что препятствие образуют распылением мелкодисперсных частиц, причем в качестве материала частиц используют взрывчатое вещество со скоростью детонации, превышающей скорость соударения с фрагментами космического мусора.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве взрывчатого вещества используют гексоген с плотностью 1,7-1,8 г/см3, а характерный размер частиц составляет не менее 1,5 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110406/28A RU2204508C1 (ru) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110406/28A RU2204508C1 (ru) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2204508C1 true RU2204508C1 (ru) | 2003-05-20 |
Family
ID=20255604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002110406/28A RU2204508C1 (ru) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2204508C1 (ru) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2435645A (en) * | 2005-06-06 | 2007-09-05 | Schlumberger Holdings | RDX density |
WO2012094128A1 (en) * | 2011-01-07 | 2012-07-12 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Space debris removal using upper atmosphere |
RU2462401C1 (ru) * | 2011-03-30 | 2012-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
WO2012128851A1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-27 | The Boeing Company | Space debris removal |
RU2474516C1 (ru) * | 2011-07-29 | 2013-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
RU2536349C2 (ru) * | 2010-09-10 | 2014-12-20 | АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН | Способ обнаружения космических обломков |
RU2547315C1 (ru) * | 2014-03-18 | 2015-04-10 | Сергей Юрьевич Мирошников | Способ изменения траектории полёта объекта в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, с уводом его в сторону от орбиты земли |
RU2572283C1 (ru) * | 2014-08-28 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
EP2508430A4 (en) * | 2009-12-04 | 2016-08-17 | Ihi Corp | METHOD FOR REMOVING SPATIAL DEBRIS |
RU2637007C1 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-11-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) | Способ разрушения деталей отработавших космических аппаратов и устройство для его реализации |
RU2656935C1 (ru) * | 2017-06-22 | 2018-06-07 | Александр Федорович Попов | Способ выполнения защиты от метеорных тел |
RU2698608C2 (ru) * | 2017-10-05 | 2019-08-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Способ ограничения срока пассивного существования элементов космического аппарата в околоземном космическом пространстве и устройство для его осуществления |
RU2702478C1 (ru) * | 2018-11-01 | 2019-10-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Способ воздействия мелкодисперсными частицами на космические объекты |
DE102021001229A1 (de) | 2021-03-09 | 2022-09-15 | Sergej Pidan | Verfahren zur Beseitigung von Space Debris Objects mit Hilfe von kristallinen, amorphen und flüssigen Partikeln |
RU2818799C1 (ru) * | 2023-09-22 | 2024-05-06 | Игорь Владимирович Догадкин | Способ уничтожения орбитальных целей ракетами, отделяемыми от ракеты-носителя |
-
2002
- 2002-04-22 RU RU2002110406/28A patent/RU2204508C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2435645A (en) * | 2005-06-06 | 2007-09-05 | Schlumberger Holdings | RDX density |
EP2508430A4 (en) * | 2009-12-04 | 2016-08-17 | Ihi Corp | METHOD FOR REMOVING SPATIAL DEBRIS |
RU2536349C2 (ru) * | 2010-09-10 | 2014-12-20 | АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН | Способ обнаружения космических обломков |
US8923561B2 (en) | 2010-09-10 | 2014-12-30 | Ihi Corporation | Method of detecting space debris |
WO2012094128A1 (en) * | 2011-01-07 | 2012-07-12 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Space debris removal using upper atmosphere |
US8919702B2 (en) | 2011-01-07 | 2014-12-30 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Space debris removal using upper atmosphere |
US8657235B2 (en) | 2011-01-07 | 2014-02-25 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Space debris removal using upper atmosphere and vortex generator |
WO2012128851A1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-09-27 | The Boeing Company | Space debris removal |
US8800933B2 (en) | 2011-03-22 | 2014-08-12 | The Boeing Company | Space debris removal |
RU2605799C2 (ru) * | 2011-03-22 | 2016-12-27 | Зе Боинг Компани | Удаление космического мусора |
EP3666666A1 (en) * | 2011-03-22 | 2020-06-17 | The Boeing Company | Space debris removal |
RU2462401C1 (ru) * | 2011-03-30 | 2012-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
RU2474516C1 (ru) * | 2011-07-29 | 2013-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
RU2547315C1 (ru) * | 2014-03-18 | 2015-04-10 | Сергей Юрьевич Мирошников | Способ изменения траектории полёта объекта в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, с уводом его в сторону от орбиты земли |
RU2572283C1 (ru) * | 2014-08-28 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | Способ разрушения фрагментов космического мусора |
RU2637007C1 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-11-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) | Способ разрушения деталей отработавших космических аппаратов и устройство для его реализации |
RU2656935C1 (ru) * | 2017-06-22 | 2018-06-07 | Александр Федорович Попов | Способ выполнения защиты от метеорных тел |
RU2698608C2 (ru) * | 2017-10-05 | 2019-08-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Способ ограничения срока пассивного существования элементов космического аппарата в околоземном космическом пространстве и устройство для его осуществления |
RU2702478C1 (ru) * | 2018-11-01 | 2019-10-08 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") | Способ воздействия мелкодисперсными частицами на космические объекты |
DE102021001229A1 (de) | 2021-03-09 | 2022-09-15 | Sergej Pidan | Verfahren zur Beseitigung von Space Debris Objects mit Hilfe von kristallinen, amorphen und flüssigen Partikeln |
RU2818799C1 (ru) * | 2023-09-22 | 2024-05-06 | Игорь Владимирович Догадкин | Способ уничтожения орбитальных целей ракетами, отделяемыми от ракеты-носителя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2204508C1 (ru) | Способ разрушения фрагментов космического мусора | |
Collins et al. | Earth impact effects program: A web‐based computer program for calculating the regional environmental consequences of a meteoroid impact on Earth | |
US8006621B1 (en) | Linear explosive breaching apparatus and method | |
Nelson | Low-yield earth-penetrating nuclear weapons | |
Toon et al. | Environmental perturbations caused by the impacts of asteroids and comets | |
US8590437B2 (en) | Blast effect mitigating assembly using aerogels | |
DeBlois et al. | Space weapons: crossing the US Rubicon | |
ES2696353T3 (es) | Munición penetradora con fragmentación mejorada | |
US7262734B2 (en) | Apparatus and method for generating a fluid antenna | |
IL182473A (en) | Rocket-propelled vehicle comprising kinetic media and decomposable foam | |
Trigo-Rodríguez | Asteroid Impact Risk | |
Bunn et al. | The uncertainties of a preemptive nuclear attack | |
Lewis | Comet and asteroid impact hazards on a populated Earth: Computer modeling | |
RU2299838C1 (ru) | Устройство для защиты космических аппаратов и станций от высокоскоростного ударного воздействия частиц космической среды | |
RU2478062C2 (ru) | Способ очистки космоса от объектов космического мусора | |
RU2309367C2 (ru) | Способ и устройство формирования компактного элемента | |
De Hon | Meteor impact hazard | |
RU2486115C2 (ru) | Способ защиты земли от массивных астероидов | |
Burmakin et al. | Siberian Fan Reliefs and the Tunguska Cosmic Body | |
Garwin | Holes in the missile shield | |
RU2255225C2 (ru) | Способ защиты окружающей среды от продуктов взрыва | |
JP2007508524A (ja) | 地雷防護システム | |
RU2235454C1 (ru) | Способ акустического воздействия на атмосферные образования и устройство для его осуществления | |
RU2474516C1 (ru) | Способ разрушения фрагментов космического мусора | |
Gennery | Deflecting asteroids by means of standoff nuclear explosions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040423 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090423 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100820 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140423 |