RU2456639C1 - Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk - Google Patents
Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk Download PDFInfo
- Publication number
- RU2456639C1 RU2456639C1 RU2010150983/28A RU2010150983A RU2456639C1 RU 2456639 C1 RU2456639 C1 RU 2456639C1 RU 2010150983/28 A RU2010150983/28 A RU 2010150983/28A RU 2010150983 A RU2010150983 A RU 2010150983A RU 2456639 C1 RU2456639 C1 RU 2456639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- ion detector
- photodiodes
- receiver
- micrometeoroids
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение предназначено для использования в космической технике, в частности для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы.The invention is intended for use in space technology, in particular for the registration of micrometeoroids and charged particles of the ionosphere.
Известно устройство (a.c. N 1830499, МПК G01E 1/34, опуб. 13.10.2002), включающее в себя плоскую мишень с отверстиями, приемник ионов, блок обработки информации.A device is known (a.c. N 1830499, IPC G01E 1/34, publ. 13.10.2002), which includes a flat target with holes, an ion receiver, an information processing unit.
Недостатком такого устройства является невозможность использования мишени на большой площади чувствительной поверхности, а следовательно, низкая эффективность использования.The disadvantage of this device is the inability to use the target on a large area of the sensitive surface, and therefore, low efficiency.
Известно устройство (Diretzel H., Eihborn e.t.c. The Heos 2 aud Helios micrometeoroid experiments. J.Phys.Sei. Justrum. 1973, 6, 3, p.209-217) предназначено для регистрации параметров микрометеороидов и содержит полусферическую мишень и приемник ионов полусферической формы, блок измерения.A known device (Diretzel H., Eihborn etc The Heos 2 aud Helios micrometeoroid experiments. J.Phys.Sei. Justrum. 1973, 6, 3, p.209-217) is designed to record the parameters of micrometeoroids and contains a hemispherical target and a hemispherical ion receiver forms, measurement unit.
Другое устройство (патент №2348949, МПК G01T 3/04, опуб. 28.05.2007) предназначено для детектирования микрометеороидных и техногенных частиц, содержит мишень в виде пленочного конденсатора, нанесенного на металлическую пластину, приемник ионов.Another device (patent No. 2348949, IPC G01T 3/04, publ. 05.28.2007) is designed to detect micrometeoroid and technogenic particles, contains a target in the form of a film capacitor deposited on a metal plate, an ion receiver.
Недостатками таких устройств является невозможность использования мишени на большой площади чувствительной поверхности, а следовательно, низкая эффективность использования.The disadvantages of such devices is the inability to use the target on a large area of the sensitive surface, and therefore, low efficiency.
В качестве прототипа выбрано устройство (патент №78956, МПК G01T 3/04, опуб. 10.12.2008, Бюл. №34), включающее в себя мишень из нескольких панелей солнечных батарей, соединенных между собой пленочными структурами металл-диэлектрик-металл, приемник ионов в виде шара, электромагниты системы управления.As a prototype, a device was selected (patent No. 78956, IPC G01T 3/04, publ. 10.12.2008, Bull. No. 34), which includes a target from several solar panels interconnected by metal-dielectric-metal film structures, a receiver ions in the form of a ball; electromagnets of the control system.
Недостатком которого является слабый сбор ионов и зависимость их количества от места соударения высокоскоростных частиц с мишенью (панелями солнечных батарей), отсутствие информации о направлении соударяющихся частиц, большое время процесса ориентации устройства (в частности, на Солнце).The disadvantage of which is the weak collection of ions and the dependence of their quantity on the site of collision of high-speed particles with the target (solar panels), lack of information about the direction of the colliding particles, a long process of orientation of the device (in particular, to the Sun).
В основу поставлена задача повышения эффективности сбора ионов приемником с большой площади мишени (солнечных батарей) зависимости их от места соударения, эффективности солнечных батарей, направленных на Солнце, а также повышения быстродействия системы управления.It is based on the task of increasing the efficiency of collecting ions by a receiver from a large target area (solar panels), depending on their impact location, the efficiency of solar panels aimed at the Sun, as well as improving the speed of the control system.
Данная задача достигается за счет того, что в устройстве регистрации параметров микрометеороидов и космического мусора, содержащем мишень в виде четырех панелей солнечных батарей, соединенных между собой пленочной структурой металл-диэлектрик-металл, приемник ионов в виде шара, блок измерения, электромагниты, отличающемся тем, что электромагниты установлены по четыре штуки на каждую ось устройства и соединены между собой последовательно, приемник ионов выполнен в виде четырех микроканальных пластин, каждая из которых расположена параллельно соответствующей панели солнечной батареи, с внешней стороны приемника ионов установлен датчик Солнца в виде ПЗС-матрицы, соединенный с блоком измерения, на передней поверхности блока управления установлена панель солнечной батареи, на боковых поверхностях установлены фотодиоды, а на обратной стороне его установлен фотодиод и антенна GPS-приемника, причем приемник ионов, пленочные структуры металл-диэлектрик-металл и фотодиоды соединены соответственно с блоками измерения ионов, проводимости пленочных структур и фототоков.This problem is achieved due to the fact that in the device for recording the parameters of micrometeoroids and space debris containing a target in the form of four solar panels interconnected by a metal-dielectric-metal film structure, an ion receiver in the form of a ball, a measurement unit, electromagnets, characterized in that the electromagnets are installed in four pieces on each axis of the device and are connected together in series, the ion receiver is made in the form of four microchannel plates, each of which is a pair Along with the corresponding panel of the solar battery, on the outside of the ion receiver there is a solar sensor in the form of a CCD matrix connected to the measurement unit, a solar panel is installed on the front surface of the control unit, photodiodes are installed on the side surfaces, and a photodiode and antenna are installed on the back of it A GPS receiver, wherein the ion receiver, film structures metal-dielectric-metal, and photodiodes are connected respectively to units for measuring ions, conductivity of film structures, and photocurrents.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство в развернутом виде (рабочий режим).The invention is illustrated in the drawing, which shows the device in expanded form (operating mode).
Устройство регистрации параметров микрометеороидов и космического мусора содержит четыре солнечных батареи 1 - мишень, приемники ионов 2, датчик Солнца в виде ПЗС-матрицы 3, по трем взаимно ортогональным осям установлены электромагниты 4, 5 и 6 по четыре штуки на каждую ось, солнечные батареи соединены между собой пленочными структурами металл-диэлектрик-металл 7 (мишень), верхняя сторона блока управления представляет собой панель солнечной батареи 8, блок управления с аппаратурой 9, фотодиоды 10, расположенные по боковым сторонам блока управления и снизу, блок измерения 11, блок управления 12 системы ориентации, GPS-приемник 13, расположенный снизу устройства.The device for recording the parameters of micrometeoroids and space debris contains four solar panels 1 - a target, ion receivers 2, a solar sensor in the form of a CCD matrix 3, electromagnets 4, 5 and 6 are installed in three mutually orthogonal axes, four pieces per axis, solar panels are connected between each other with film structures metal-dielectric-metal 7 (target), the upper side of the control unit is a solar panel 8, a control unit with equipment 9, photodiodes 10 located on the sides of the control unit bottom and bottom, measuring unit 11, control unit 12 of the orientation system, GPS receiver 13 located at the bottom of the device.
Устройство работает следующим образом. При соударении микрометеороида с мишенями 1 и 7 в месте контакта образуется плазма, ионы которой попадают на приемник ионов 2. Сбор их осуществляется за счет напряжения на приемнике, равного 250 В относительно мишени. Выход приемника ионов соединен с усилителями, расположенными в 11, которые необходимы для реализации режима регистрации ионов, образованных при ударе высокоскоростных частиц (микрометеороидов или частиц космического мусора).The device operates as follows. When a micrometeoroid collides with targets 1 and 7, a plasma is formed at the point of contact, whose ions fall on the ion receiver 2. They are collected due to the voltage at the receiver equal to 250 V relative to the target. The output of the ion receiver is connected to amplifiers located at 11, which are necessary for the implementation of the registration mode of ions formed upon impact of high-speed particles (micrometeoroids or particles of space debris).
Пленки на основе МДМ-структур являются так же, как и солнечные батареи, мишенью устройства. При ударе частицы в одну из четырех МДМ-структур 7 она может замкнуть источник питания или изменить сопротивление между обкладками конденсатора. При этом конденсатор (полностью или частично) разряжается и образованный импульс напряжения усиливается усилителем.Films based on MDM structures are, like solar panels, the target of the device. When a particle hits one of the four MDM structures 7, it can short-circuit the power source or change the resistance between the capacitor plates. In this case, the capacitor (fully or partially) is discharged and the generated voltage pulse is amplified by the amplifier.
Для правильной интерпретации данных о параметрах космической пыли необходима ориентация устройства (космического аппарата), которая осуществляется с помощью установленных двенадцати электромагнитов (4 по каждой оси), на которые от блока управления подаются импульсы тока соответствующей длительности и амплитуды.For the correct interpretation of the data on the parameters of cosmic dust, the orientation of the device (spacecraft) is necessary, which is carried out using the installed twelve electromagnets (4 on each axis), to which current pulses of the corresponding duration and amplitude are supplied from the control unit.
Блок управления 12 реализует закон управления разгрузкой кинетического момента космического аппарата. Такой подход основывается на взаимодействии исполнительных органов системы управления (электромагнитов) с магнитным полем Земли.The control unit 12 implements the control law of the unloading of the kinetic moment of the spacecraft. This approach is based on the interaction of the executive bodies of the control system (electromagnets) with the Earth's magnetic field.
Законы управления могут быть получены из основного уравнения для магнитных систем управления:Control laws can be obtained from the basic equation for magnetic control systems:
, ,
где - дипольный магнитный момент; - вектор индукции магнитного поля Земли; - вектор угловой скорости космического аппарата.Where - dipole magnetic moment; - vector of the induction of the Earth's magnetic field; is the vector of the angular velocity of the spacecraft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010150983/28A RU2456639C1 (en) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010150983/28A RU2456639C1 (en) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2456639C1 true RU2456639C1 (en) | 2012-07-20 |
Family
ID=46847558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010150983/28A RU2456639C1 (en) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2456639C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598978C1 (en) * | 2015-07-07 | 2016-10-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids |
RU170832U1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-05-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Small spacecraft for registering high-speed microparticles |
RU176981U1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-02-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Small spacecraft for registration of particles of space debris and micrometeoroids |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3891851A (en) * | 1974-08-30 | 1975-06-24 | Nasa | Impact position detector for outer space particles |
RU2134435C1 (en) * | 1997-02-28 | 1999-08-10 | Самарский государственный аэрокосмический университет им.С.П.Королева | Cosmic-dust detector |
RU78956U1 (en) * | 2008-07-03 | 2008-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | DEVICE FOR REGISTRATION OF PARAMETERS OF MICROMETEOROIDS AND CHARGED PARTICLES OF THE IONOSPHERE |
-
2010
- 2010-12-13 RU RU2010150983/28A patent/RU2456639C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3891851A (en) * | 1974-08-30 | 1975-06-24 | Nasa | Impact position detector for outer space particles |
RU2134435C1 (en) * | 1997-02-28 | 1999-08-10 | Самарский государственный аэрокосмический университет им.С.П.Королева | Cosmic-dust detector |
RU78956U1 (en) * | 2008-07-03 | 2008-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева | DEVICE FOR REGISTRATION OF PARAMETERS OF MICROMETEOROIDS AND CHARGED PARTICLES OF THE IONOSPHERE |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598978C1 (en) * | 2015-07-07 | 2016-10-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids |
RU176981U1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-02-05 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Small spacecraft for registration of particles of space debris and micrometeoroids |
RU170832U1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-05-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Small spacecraft for registering high-speed microparticles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103954988B (en) | A kind of particles detection and data acquisition treatment method thereof | |
US20120217386A1 (en) | Organic-scintillator compton gamma ray telescope | |
CA2816822C (en) | Tri-material dual-species neutron spectrometer | |
RU2456639C1 (en) | Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk | |
Kempf et al. | SUDA: A dust mass spectrometer for compositional surface mapping for a mission to Europa | |
D'Ascenzo et al. | Silicon avalanche pixel sensor for high precision tracking | |
Granvik et al. | Earth’s temporarily-captured natural satellites–The first step towards utilization of asteroid resources | |
Xu | Gamma-ray imaging and polarization measurement using 3-D position-sensitive CdZnTe detectors | |
US9958560B1 (en) | Neutron imager with spaced diamond detector arrays | |
RU78956U1 (en) | DEVICE FOR REGISTRATION OF PARAMETERS OF MICROMETEOROIDS AND CHARGED PARTICLES OF THE IONOSPHERE | |
Williams Jr | Limitations of Geiger-mode arrays for Flash LADAR applications | |
RU2598978C1 (en) | Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids | |
Masek et al. | Directional detection of fast neutrons by the Timepix pixel detector coupled to plastic scintillator with silicon photomultiplier array | |
Lee et al. | Development of the multi-purpose gamma-ray detection system consisting of a double-sided silicon strip detector and a 25-segmented germanium detector | |
Riley et al. | Low-cost depth and radiological sensor fusion to detect moving sources | |
Nakamura et al. | NEWAGE | |
Kumar | Tracking Cosmic Rays by CRAYFIS (Cosmic Rays Found in Smartphones) Global Detector | |
Sohn et al. | A design of solar proton telescope for next generation small satellite | |
RU176981U1 (en) | Small spacecraft for registration of particles of space debris and micrometeoroids | |
RU170832U1 (en) | Small spacecraft for registering high-speed microparticles | |
Li et al. | Modeling the detection of impact ejecta on the lunar surface | |
Smith et al. | An electronically-collimated gamma-ray detector for localization of radiation sources | |
JPH05312955A (en) | Imaging unit | |
Hashimov et al. | Determination of the bearing angle of unobserved ground targets by use of seismic location cells | |
Chung | Radiation Detection and Imaging: Neutrons and Electric Fields |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121214 |