RU2510359C1 - Shuttle tractor for removal of space rubbish - Google Patents
Shuttle tractor for removal of space rubbish Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510359C1 RU2510359C1 RU2012145048/11A RU2012145048A RU2510359C1 RU 2510359 C1 RU2510359 C1 RU 2510359C1 RU 2012145048/11 A RU2012145048/11 A RU 2012145048/11A RU 2012145048 A RU2012145048 A RU 2012145048A RU 2510359 C1 RU2510359 C1 RU 2510359C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- space
- tug
- harpoon
- drum
- spacecraft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкции космических аппаратов и может быть использовано при разработке космических аппаратов для решения актуальной задачи борьбы с космическим мусором, в том числе с его крупногабаритными объектами - верхними ступенями ракет-носителей, отработавшими космическими аппаратами, представляющими большую опасность для отдельных космических аппаратов. Известен, в частности, случай столкновения в 2009 г. выведенного из эксплуатации спутника связи «Космос-2251» с американским спутником связи Иридиум.The invention relates to the construction of spacecraft and can be used in the development of spacecraft to solve the urgent task of combating space debris, including its large-sized objects - the upper stages of launch vehicles, spent spacecraft, which pose a great danger to individual spacecraft. In particular, there is a known case of a collision in 2009 of a decommissioned communications satellite "Cosmos-2251" with the American communications satellite Iridium.
Периодически возникают аварийные ситуации, касающиеся Международной Космической станции.Occasionally, emergencies regarding the International Space Station occur.
По состоянию на 2012 год вокруг Земли летает 16000 объектов размером более 10 сантиметров и сотни миллионов более мелких кусочков мусора.As of 2012, 16,000 objects flying over 10 centimeters and hundreds of millions of smaller pieces of garbage fly around the Earth.
В этих условиях возникает необходимость в срочных и масштабных работах по созданию космических аппаратов для уборки космического мусора.Under these conditions, there is a need for urgent and large-scale work on the creation of spacecraft for cleaning space debris.
Известен спутник - уборщик космического мусора CleanSpace One, разработанный швейцарскими учеными политехнической школы EPFL в г.Лозанна и представленный в электронном научно-популярном журнале «Мембрана» (www.membrana.ru).The well-known satellite is the CleanSpace One space debris cleaner, developed by Swiss scientists at the EPFL Polytechnic School in Lausanne and presented in the electronic popular science magazine “Membrane” (www.membrana.ru).
Специалисты EPFL поясняют, что CleanSpace One - это проект по созданию целой линейки орбитальных уборщиков, размеры и детали строения которых будут приспособлены для захвата и сведения с орбиты самых разных старых аппаратов.EPFL experts explain that CleanSpace One is a project to create a whole line of orbital cleaners, the dimensions and structural details of which will be adapted to capture and bring from orbit a variety of old devices.
Новый спутник должен перехватывать мертвые аппараты или крупные обломки мусора и сводить их с околоземной орбиты, направляя в океан.The new satellite should intercept dead vehicles or large debris and bring them from near-Earth orbit, directing them to the ocean.
В качестве пробной цели разработчики намерены использовать один из двух пикоспутников. Кандидатура номер один - Swisscube. Это первый спутник швейцарского производства, созданный как раз в EPFL и запущенный в космос в 2009 году. Второй претендент на принудительное удаление с орбиты - опять же швейцарский Tlsat, запущенный в 2010 г.As a test goal, the developers intend to use one of the two picosatellites. The number one candidate is Swisscube. This is the first Swiss-made satellite, created just in the EPFL and launched into space in 2009. The second contender for forced removal from orbit is again the Swiss Tlsat, launched in 2010.
Швейцарцы намерены стать пионерами в деле очистки околоземного пространства от космического мусора.The Swiss intend to become pioneers in cleaning space near the Earth from space debris.
После вывода на орбиту CleanSpace One при помощи ионных двигателей начнет менять ее параметры так, чтобы аккуратно сойтись с целью, летящей несколько выше или ниже.After putting into orbit CleanSpace One using ion engines will begin to change its parameters so as to neatly converge with a target flying slightly higher or lower.
Сблизившись до минимального расстояния, мусорщик должен захватить бездействующий спутник или фрагмент разрушенного аппарата при помощи манипулятора. Строение этого универсального захвата будет подражать какому-нибудь природному аналогу - части растения или животного, сообщают швейцарцы.Having approached the minimum distance, the garbage man must capture the inactive satellite or a fragment of the destroyed apparatus with the help of a manipulator. The structure of this universal capture will imitate some natural analogue - parts of a plant or animal, the Swiss report.
Момент захвата, безусловно, самый ответственный во всей операции. Ведь спутник - цель не только способен сам маневрировать для стыковки, но некоторые такие аппараты вдобавок хаотично вращаются.The capture moment is by far the most critical in the entire operation. After all, a satellite - the target is not only capable of maneuvering itself for docking, but some of these devices also rotate randomly.
Принципиальным недостатком КА CleanSpace One является его оснащение устройством захвата КА-цели, рассчитанным на непосредственный контакт двух КА. Это определяет сложность конструкции устройства захвата и процесса маневрирования КА-буксира при его сближении с КА-целью.The fundamental disadvantage of the CleanSpace One spacecraft is its equipping with a spacecraft capture device designed for direct contact between two spacecraft. This determines the complexity of the design of the capture device and the maneuvering process of the KA-tug when it approaches the KA-target.
Кроме этого, конструкция устройства рассчитывается на захват КА-цели с определенными габаритными размерами, что резко сокращает область применения конкретного КА-буксира. Многоразовое применение такого КА-буксира представляется также маловероятным.In addition, the design of the device is designed to capture the KA-target with certain overall dimensions, which dramatically reduces the scope of the specific KA-tug. Reusable use of such a KA-tug is also unlikely.
Целью изобретения является устранение этих недостатков.The aim of the invention is to eliminate these disadvantages.
Указанная цель достигается тем, что многоразовый КА-буксир для уборки космического мусора (фиг.1 - фиг.3), состоящий из корпуса 1, приборного отсека 2 с системой управления 3, двигательной установки 4, солнечных батарей 5, головки самонаведения 6, оснащается несколькими устройствами дистанционного захвата космического мусора 7. Общий вид устройства дистанционного захвата космического мусора представлен на фиг.4-фиг.7.This goal is achieved by the fact that a reusable spacecraft tug for cleaning space debris (Fig. 1 - Fig. 3), consisting of a
Основу устройства захвата составляет космический гарпун 1, который вместе с пороховым двигателем 2 размещается в стакане 3, установленном на съемной крышке 4 контейнера 5. Поджиг порохового двигателя 2 осуществляется с помощью 2-мостикового пиропатрона 6.The basis of the capture device is a
Космический гарпун оснащается оперением 7, изготавливаемым из рессорно-пружинной стали.The space harpoon is equipped with
В донной части космического гарпуна закрепляется трос 8, основная часть которого наматывается на барабан 9, установленный внутри контейнера 5.In the bottom of the space harpoon, a cable 8 is fixed, the main part of which is wound on a
На барабане устанавливается устройство разделения троса 10.A
Снаружи контейнера соосно с барабаном устанавливается электропривод барабана 11.Outside the container, an electric drive of the
Для защиты космического гарпуна от механических воздействий на всех этапах эксплуатации КА-буксира используется кожух 12.To protect the space harpoon from mechanical stress at all stages of the operation of the spacecraft-tugboat, a
КА-буксир функционирует следующим образом.KA-tug operates as follows.
На первом этапе полета с использованием двигательной установки КА-буксира 4 и головки самонаведения 6 осуществляется сближение КА-буксира с КА-целью, на конечном этапе которого обеспечивается оптимальная ориентация КА-буксира относительно КА-цели, при которой продольная ось КА-буксира становится перпендикулярной к одной из граней корпуса КА-цели.At the first stage of the flight, using the propulsion system of the KA-
После достижения оптимального расстояния между КА-буксиром и КА-целью система управления КА-буксира 3 посылает электрический сигнал на 2-мостиковый пиропатрон установки космического гарпуна 6, с помощью которого срабатывает пороховой двигатель 2, обеспечивающий разгон космического гарпуна 1 с оперением 7 и тросом 8 с большой скоростью, его ударное заглубление внутрь корпуса КА-цели. В процессе полета космического гарпуна 1 осуществляется сматывание троса 8 с барабана 9.After reaching the optimal distance between the KA tug and the KA target, the control system of the
На 2-м этапе полета срабатывает электропривод барабана 11, осуществляющий намотку троса 8 на барабан 9 и одновременное подтягивание КА-цели к КА-буксиру вплоть до их контакта. Оперение 7 при этом препятствует выходу космического гарпуна 1 из корпуса 1 КА-буксира. На этом заканчивается операция захвата КА-буксиром КА-цели.At the 2nd stage of the flight, the electric drive of the
На третьем этапе осуществляется баллистический маневр по переводу связки КА-буксир - КА-цель на траекторию полета КА-цели к Земле или на орбиту хранения КА-цели.At the third stage, a ballistic maneuver is carried out to transfer the KA-tug-KA-target link to the KA-target flight path to the Earth or to the KA-target storage orbit.
На заключительном этапе полета с помощью двигательной установки 4 КА-буксира осуществляется отделение КА-цели от КА-буксира. При этом срабатывает устройство разделения троса 10. После этого КА-буксир осуществляет полет для захвата следующей КА-цели. Общее число таких КА-целей определяется запасами топлива двигательной установки КА-буксира и числом устройств захвата космического мусора.At the final stage of the flight, using the
Техническим результатом изобретения, основанным на использовании устройств захвата космического мусора, является возможность дистанционного захвата КА-буксиром отработавших космических объектов вне зависимости от их геометрической формы и габаритных размеров и возможность многоразового применения КА-буксира в процессе полета, а также его перевода на орбиту хранения или на траекторию входа в атмосферу Земли.The technical result of the invention, based on the use of space debris capture devices, is the ability to remotely capture a spent spacecraft by a tugboat regardless of their geometrical shape and overall dimensions and the possibility of reusable use of a tugboat in flight, as well as its transfer to storage orbit on the path of entry into the Earth’s atmosphere.
Конструкция КА-буксира основана на использовании существующей элементной базы, что обеспечивает минимальные сроки и стоимость его создания.The design of the spacecraft tug is based on the use of the existing elemental base, which ensures the minimum time and cost of its creation.
Представляется целесообразным использование КА-буксира в рамках Международного сотрудничества и на коммерческой основе для решения актуальных задач, в том числе для очистки орбитальных позиций спутника на геостационарной орбите (ГСО) от отработавших спутников, например связных, путем их перевода на орбиту хранения, высота которой на ~ 200 км больше высоты ГСО. При этом может быть рассмотрен вариант увода нескольких отработавших спутников за один заход КА-буксира на ГСО.It seems advisable to use the spacecraft tug within the framework of international cooperation and on a commercial basis for solving urgent problems, including for cleaning the satellite orbital positions in geostationary orbit (GSO) from spent satellites, for example, connected ones, by transferring them to storage orbit, the height of which ~ 200 km more than GSO altitude. In this case, the option of removing several spent satellites in a single spacecraft tugboat call to the GSO can be considered.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012145048/11A RU2510359C1 (en) | 2012-10-24 | 2012-10-24 | Shuttle tractor for removal of space rubbish |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012145048/11A RU2510359C1 (en) | 2012-10-24 | 2012-10-24 | Shuttle tractor for removal of space rubbish |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2510359C1 true RU2510359C1 (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=50343055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012145048/11A RU2510359C1 (en) | 2012-10-24 | 2012-10-24 | Shuttle tractor for removal of space rubbish |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510359C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536297C1 (en) * | 2013-08-22 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Towing space shuttle for removal of large-size space debris |
RU2671441C1 (en) * | 2014-09-30 | 2018-10-31 | АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН | Device for removing debris and method for removing debris |
RU2686563C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-04-29 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Spacecraft-evacuator |
RU2703056C1 (en) * | 2019-02-14 | 2019-10-15 | Мария Александровна Лозина | Space debris spacecraft |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6419191B1 (en) * | 1997-09-12 | 2002-07-16 | Robert P. Hoyt | Electrodynamic tether control |
US8226046B2 (en) * | 2009-11-25 | 2012-07-24 | Poulos Air & Space | Stabilization of unstable space debris |
RU119325U1 (en) * | 2012-03-14 | 2012-08-20 | Алексей Игоревич Салмин | FOLDING NET FOR REUSABLE SPACE GARBAGE ASSEMBLY |
RU2012140286A (en) * | 2012-09-20 | 2013-04-10 | Сергей Николаевич Зубов | METHOD OF ELECTRODYNAMIC TRAINING-HARPUNING OF NEAR-EARTH OBJECTS, METHOD OF GRAVITATIONAL INTERBORBITAL TRANSITION (OPTIONS) |
-
2012
- 2012-10-24 RU RU2012145048/11A patent/RU2510359C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6419191B1 (en) * | 1997-09-12 | 2002-07-16 | Robert P. Hoyt | Electrodynamic tether control |
US8226046B2 (en) * | 2009-11-25 | 2012-07-24 | Poulos Air & Space | Stabilization of unstable space debris |
RU119325U1 (en) * | 2012-03-14 | 2012-08-20 | Алексей Игоревич Салмин | FOLDING NET FOR REUSABLE SPACE GARBAGE ASSEMBLY |
RU2012140286A (en) * | 2012-09-20 | 2013-04-10 | Сергей Николаевич Зубов | METHOD OF ELECTRODYNAMIC TRAINING-HARPUNING OF NEAR-EARTH OBJECTS, METHOD OF GRAVITATIONAL INTERBORBITAL TRANSITION (OPTIONS) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536297C1 (en) * | 2013-08-22 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Towing space shuttle for removal of large-size space debris |
RU2671441C1 (en) * | 2014-09-30 | 2018-10-31 | АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН | Device for removing debris and method for removing debris |
US10407184B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-09-10 | Ihi Corporation | Debris removal device and debris removal method |
RU2686563C1 (en) * | 2018-02-13 | 2019-04-29 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Spacecraft-evacuator |
RU2703056C1 (en) * | 2019-02-14 | 2019-10-15 | Мария Александровна Лозина | Space debris spacecraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11161610B2 (en) | Systems and methods for countering an unmanned air vehicle | |
Forshaw et al. | RemoveDEBRIS: An in-orbit active debris removal demonstration mission | |
RU2510359C1 (en) | Shuttle tractor for removal of space rubbish | |
Aglietti et al. | RemoveDEBRIS: An in-orbit demonstration of technologies for the removal of space debris | |
JP6019044B2 (en) | Collecting / braking device for objects flying freely in outer space | |
US8439301B1 (en) | Systems and methods for deployment and operation of unmanned aerial vehicles | |
Guang et al. | Space tether net system for debris capture and removal | |
US20100193640A1 (en) | Method and apparatus for satellite orbital change using space debris | |
RU138497U1 (en) | DEVICE FOR DISPOSING SPACE DEBR FROM USE OF USEFUL LOADS | |
RU2703056C1 (en) | Space debris spacecraft | |
RU2531679C2 (en) | Method of clearing space debri from orbit | |
CN102358436B (en) | Device for realizing spacecraft orbit keeping by utilizing space debris | |
RU2536297C1 (en) | Towing space shuttle for removal of large-size space debris | |
Ragheb | Nuclear marine propulsion | |
CN117944858A (en) | Underwater self-floating unmanned aerial vehicle group carrying device and working process | |
KR101621144B1 (en) | Apparatus of withdrawing Unmaned Aerial Vehicle and the method of withdrawing thereof | |
JPH07251799A (en) | Spacecraft | |
CN116119042B (en) | Flying net type space debris capturing device | |
Taylor et al. | Removedebris preliminary mission results | |
Forshaw et al. | An in-orbit active debris removal mission-REMOVEDEBRIS: Pre-Launch update | |
CN110857149A (en) | But carrying rotor unmanned aerial vehicle's delivery system of recovery type | |
CN207417153U (en) | It is a kind of can anticollision Intelligent unattended machine | |
RU2780074C1 (en) | Space transporter | |
Sinn et al. | Results of REXUS12's Suaineadh Experiment: Deployment of a spinning space web in micro gravity conditions | |
RU2598682C1 (en) | Method of providing operation of group of spacecraft in orbit |