RU2598978C1 - Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids - Google Patents

Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids Download PDF

Info

Publication number
RU2598978C1
RU2598978C1 RU2015127393/28A RU2015127393A RU2598978C1 RU 2598978 C1 RU2598978 C1 RU 2598978C1 RU 2015127393/28 A RU2015127393/28 A RU 2015127393/28A RU 2015127393 A RU2015127393 A RU 2015127393A RU 2598978 C1 RU2598978 C1 RU 2598978C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control unit
system control
metal
space
micrometeoroids
Prior art date
Application number
RU2015127393/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Данилович Семкин
Алексей Михайлович Телегин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority to RU2015127393/28A priority Critical patent/RU2598978C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2598978C1 publication Critical patent/RU2598978C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/34—Measuring cross-section, e.g. absorption cross-section of particles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: space.
SUBSTANCE: invention relates to space instrument-making and may be used for collection of data on parameters of movement of space objects such as particles of space garbage and micrometeoroids. Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids consists of metal-dielectric-metal film structure, electromagnets arranged in three mutually orthogonal axes, ion receiver, solar battery, at that each axis holds one electromagnet connected to control unit electromagnets, that is connected to the system control unit, additional components include the recording unit connected to the metal-dielectric-metal film structure of overhead-hood version and system control unit, power forming unit connected to solar battery and system control unit, receiving-transmitting module connected with command antenna, telemetric system control unit and antenna, a film sensor sweep unit connected to system control unit whereto connected are six solar sensors located on each of the faces of the small spacecraft.
EFFECT: technical result is reduction of target dimensions in unopened state.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано для сбора данных о параметрах движения космических объектов - частиц космического мусора и микрометеороидов.The invention relates to the field of space instrumentation and can be used to collect data on the motion parameters of space objects - particles of space debris and micrometeoroids.

Известно устройство (а.с. №1830499, МПК G01E 1/34, опубл. 13.10.2002), включающее в себя плоскую мишень с отверстиями, приемник ионов, блок обработки информации.A device is known (AS No. 1830499, IPC G01E 1/34, publ. 10/13/2002), 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 Н., Eihborn e.t.c. The Heos 2 aud Helios micrometeoroid experiments. J. Phys. Sei. Justrum. 1973, 6, 3, p. 209-217), предназначенное для регистрации параметров микрометеороидов и содержащее полусферическую мишень и приемник ионов полусферической формы, блок измерения.A device is known (Diretzel N., Eihborn etc The Heos 2 aud Helios micrometeoroid experiments. J. Phys. Sei. Justrum. 1973, 6, 3, p. 209-217), designed to record the parameters of micrometeoroids and containing a hemispherical target and an ion receiver hemispherical shape, measurement unit.

Устройство (патент №2348949, МПК G01T 3/04, опубл. 28.05.2007) предназначено для детектирования микрометеороидных и техногенных частиц, содержит мишень в виде пленочного конденсатора, нанесенного на металлическую пластину, приемник ионов.The device (patent No. 2348949, IPC G01T 3/04, publ. 05.28.2007) is intended for the detection of 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, the low efficiency of use.

В качестве прототипа выбрано устройство (патент №2456639, МПК G01T 1/04, опубл. 20.07.2012, бюл. №20). Устройство регистрации параметров микрометеороидов и космического мусора содержит мишень в виде четырех панелей солнечных батарей, соединенных между собой пленочной структурой металл-диэлектрик-металл, приемник ионов в виде шара, блок измерения, электромагниты, согласно изобретению электромагниты установлены по четыре штуки на каждую ось устройства, 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.As a prototype of the selected device (patent No. 2456639, IPC G01T 1/04, publ. 20.07.2012, bull. No. 20). The device for recording parameters of micrometeoroids and space debris contains a target in the form of four solar panels connected to each other by a metal-dielectric-metal film structure, an ion receiver in the form of a ball, a measurement unit, electromagnets, according to the invention, electromagnets are four in each axis of the device, interconnected in series, the ion receiver is made in the form of four microchannel plates, each of which is parallel to the corresponding solar panel and, on the outside of the ion receiver, a solar sensor is installed 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 GPS antenna are installed on its back side, moreover, the ion detector, film structures metal-dielectric-metal and photodiodes are connected respectively to the units for measuring ions, conductivity of film structures and photocurrents.

Недостатком прототипа является большие габариты мишени в нераскрытом состоянии спутника.The disadvantage of the prototype is the large dimensions of the target in the undisclosed state of the satellite.

Поставлена задача - уменьшение габаритов мишени в нераскрытом состоянии.The task is to reduce the size of the target in an undisclosed state.

Поставленная задача достигается тем, что в малом космическом аппарате для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов, состоящем из пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, электромагнитов, расположенных по трем взаимно ортогональным осям, приемника ионов, солнечной батареи, согласно изобретению, на каждой оси расположен один электромагнит, соединенный с блоком управления электромагнитами, который соединен с блоком управления системой, дополнительно введен блок регистрации, который соединен с пленочной структурой металл-диэлектрик-металл зонтичной конструкции и блоком управления системой, введен блок формирования питания, соединенный с солнечной батареей и блоком управления системой, добавлен приемопередающий модуль, соединенный с командной антенной, телеметрической антенной и блоком управления системой, введен блок развертки пленочного датчика, который соединен с блоком управления системой, к которой подключены шесть солнечных датчиков, расположенных на каждой из граней малого космического аппарата.The problem is achieved in that in a small spacecraft for detecting particles of space debris and micrometeoroids, consisting of a metal-dielectric-metal film structure, electromagnets located along three mutually orthogonal axes, an ion receiver, a solar battery, according to the invention, is located on each axis one electromagnet connected to the electromagnet control unit, which is connected to the system control unit, an additional registration unit is introduced, which is connected to the film structure metal-dielectric-metal umbrella design and a system control unit, a power generation unit connected to the solar battery and a system control unit is introduced, a transceiver module connected to the command antenna, a telemetric antenna and a system control unit is added, a film sensor scan unit is introduced, which is connected with a control unit for the system, to which are connected six solar sensors located on each of the faces of a small spacecraft.

Кроме того, на каждой оси расположено по одному электромагниту.In addition, on each axis there is one electromagnet.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 (вид справа), Фиг. 2 (вид сверху) изображен малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов в нераскрытом состоянии (перед отстыковкой от космического аппарата или ракетоносителя), на Фиг. 3 (вид справа), Фиг. 4 (вид сверху) - малый космический аппарат в раскрытом состоянии.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 (right view), FIG. 2 (top view) shows a small spacecraft for detecting particles of space debris and micrometeoroids in an undisclosed state (before undocking from a spacecraft or launch vehicle), FIG. 3 (right view), FIG. 4 (top view) - a small spacecraft in the open state.

Малый космический аппарат содержит блок регистрации 1, пленочная структура металл-диэлектрик-металл 2, блок развертки пленочного датчика 3, шесть солнечных датчиков 4, блок формирования питания 5, солнечную батарею 6, блок управления системой 7, приемо-передающий модуль 8, командную антенну 9, телеметрическую антенну 10, блок управления электромагнитами 11, три электромагнита 12, приемник ионов 13.The small spacecraft contains a registration unit 1, a metal-dielectric-metal 2 film structure, a film sensor 3 scan unit, six solar sensors 4, a power generation unit 5, a solar battery 6, a system control unit 7, a transmitter-receiver module 8, a command antenna 9, a telemetric antenna 10, an electromagnet control unit 11, three electromagnets 12, an ion receiver 13.

Малый космический аппарат работает следующим образом. В нераскрытом состоянии свернуты солнечные батареи 6 и пленочная структура металл-диэлектрик-металл 2. При отстыковке данного малого космического аппарата происходит подача управляющего сигнала от блока управления системой 7 на блок развертки пленочного датчика 3. При этом происходит раскрыв пленочной структуры металл-диэлектрик-металл 2 наподобие зонтика. Формирование необходимых напряжений, питание для малого космического аппарата происходит в блоке формирования питания 5, который получает напряжение от солнечной батареи 6. Ориентирование космического аппарата в космическом пространстве происходит с помощью шести солнечных датчиков 4, расположенных на каждой грани космического аппарата, трех электромагнитов 12, расположенных по трем взаимно перпендикулярным осям, и блока управления электромагнитами 11. По солнечным датчикам 4 в блоке управления системой определяется ориентация космического аппарата на Солнце и формируются управляющие команды для блока управления электромагнитами 11, в которых происходит формирование импульса тока с необходимой длительностью и амплитудой для электромагнитных катушек 12.Small spacecraft operates as follows. In an undisclosed state, solar panels 6 and a metal-dielectric-metal 2 film structure are folded. When this small spacecraft is undocked, a control signal is supplied from the control unit of the system 7 to the scanner unit of the film sensor 3. At the same time, the metal-dielectric-metal film structure is opened 2 like an umbrella. The formation of the necessary voltages, power for a small spacecraft takes place in the power generation unit 5, which receives voltage from the solar battery 6. The spacecraft is oriented in space using six solar sensors 4 located on each face of the spacecraft, three electromagnets 12 located along three mutually perpendicular axes, and the control unit of the electromagnets 11. Using solar sensors 4 in the control unit of the system determines the orientation of the space of the spacecraft on the Sun and control commands are formed for the control unit of the electromagnets 11, in which a current pulse is generated with the required duration and amplitude for the electromagnetic coils 12.

Обмен информации с наземным пунктом управления космическими аппаратами происходит по двум каналам: командному (по нему посылается команда с наземным пунктом управления космическими аппаратами на космический аппарат) и телеметрическому (по нему происходит передача телеметрической информации с космического аппарата на наземный пункт управления космическими аппаратами). Связь осуществляется с помощью приемо-передающего модуля 8, соединенного с блоком управления системой 7, командной антенной 9 (для передачи команд), телеметрической антенной 10 (для передачи телеметрии).Information is exchanged with the ground-based spacecraft control center via two channels: command (through which a command is sent with the ground-based spacecraft control center to the spacecraft) and telemetric (telemetry information is transmitted from the spacecraft to the ground-based spacecraft control center). Communication is carried out using the transceiver module 8, connected to the control unit of the system 7, command antenna 9 (for transmitting commands), telemetric antenna 10 (for transmitting telemetry).

Регистрация микрометеороидов и частиц космического мусора происходит следующим образом. Между пленочным детектором 2 и приемником ионов 13 создается разность напряжения порядка несколько сот вольт, при этом на собирающем электроде находится отрицательный потенциал относительно пленочного детектора. Пленочный детектор представляет собой трехслойную структуру металл-диэлектрик-металл, на которую от блока регистрации 1 подается напряжение в несколько десятков вольт. При ударе высокоскоростного микрометеороида или частицы космического мусора по пленочной структуре металл-диэлектрик-металл 2 происходит кратковременное замыкание пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, которое регистрируется блоком регистрации 1, а также происходит образование ионов, которые собирает приемник ионов 13. Информация с приемника ионов 13 и блока регистрации 1 поступает на блок управления системой 7.Registration of micrometeoroids and particles of space debris is as follows. Between the film detector 2 and the ion receiver 13, a voltage difference of the order of several hundred volts is created, while a negative potential with respect to the film detector is located on the collecting electrode. The film detector is a three-layer metal-dielectric-metal structure, to which a voltage of several tens of volts is applied from the recording unit 1. When a high-speed micrometeoroid or space debris hits an impact on a metal-dielectric-metal 2 film structure, the metal-dielectric-metal film structure is short-circuited, which is detected by the registration unit 1, and the formation of ions collected by the ion receiver 13 occurs. Information from the ion receiver 13 and the registration unit 1 is supplied to the control unit of the system 7.

Claims (2)

1. Малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов, состоящий из пленочной структуры металл-диэлектрик-металл, электромагнитов, расположенных по трем взаимно ортогональным осям, приемника ионов, солнечной батареи, отличающийся тем, что электромагниты соединены с блоком управления электромагнитами, который соединен с блоком управления системой, дополнительно введен блок регистрации, который соединен с пленочной структурой металл-диэлектрик-металл зонтичной конструкции и блоком управления системой, введен блок формирования питания, соединенный с солнечной батареей и блоком управления системой, добавлен приемо-передающий модуль, соединенный с командной антенной, телеметрической антенной и блоком управления системой, введен блок развертки пленочного датчика, который соединен с блоком управления системой, к которой подключены шесть солнечных датчиков, расположенных на каждой из граней малого космического аппарата.1. A small spacecraft for detecting particles of space debris and micrometeoroids, consisting of a metal-dielectric-metal film structure, electromagnets located along three mutually orthogonal axes, an ion receiver, a solar battery, characterized in that the electromagnets are connected to an electromagnet control unit, which connected to the system control unit, an additional registration unit is introduced, which is connected to the metal-dielectric-metal film structure of the umbrella structure and the system control unit mine, a power generation unit connected to the solar panel and the system control unit has been introduced, a transceiver module connected to the command antenna, a telemetric antenna and a system control unit has been added, a film sensor scanner unit has been introduced, which is connected to the control unit of the system to which are connected six solar sensors located on each facet of a small spacecraft. 2. Малый космический аппарат для регистрации частиц космического мусора и микрометеороидов по п. 1, отличающийся тем, что на каждой оси расположено по одному электромагниту. 2. A small spacecraft for detecting particles of space debris and micrometeoroids according to claim 1, characterized in that on each axis there is one electromagnet.
RU2015127393/28A 2015-07-07 2015-07-07 Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids RU2598978C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015127393/28A RU2598978C1 (en) 2015-07-07 2015-07-07 Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015127393/28A RU2598978C1 (en) 2015-07-07 2015-07-07 Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2598978C1 true RU2598978C1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57127496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015127393/28A RU2598978C1 (en) 2015-07-07 2015-07-07 Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2598978C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3927324A (en) * 1974-08-30 1975-12-16 Nasa Micrometeoroid velocity and trajectory analyzer
RU2454628C1 (en) * 2011-06-30 2012-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for recording particles of space garbage and micrometeoroids
US20120175467A1 (en) * 2009-06-29 2012-07-12 Quest Product Development Corporation Micrometeoroid and orbital debris (mmod) and integrated multi-layer insulation (imli) structure
RU2456639C1 (en) * 2010-12-13 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3927324A (en) * 1974-08-30 1975-12-16 Nasa Micrometeoroid velocity and trajectory analyzer
US20120175467A1 (en) * 2009-06-29 2012-07-12 Quest Product Development Corporation Micrometeoroid and orbital debris (mmod) and integrated multi-layer insulation (imli) structure
RU2456639C1 (en) * 2010-12-13 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk
RU2454628C1 (en) * 2011-06-30 2012-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) Device for recording particles of space garbage and micrometeoroids

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10921484B2 (en) Methods and systems for detecting motion corresponding to a field of interest
US10274614B2 (en) High speed gamma imaging device
Presti et al. The MEV project: Design and testing of a new high-resolution telescope for muography of Etna Volcano
US20180209765A1 (en) Method and apparatus for variable time pulse sampling
CN107121017A (en) A kind of unmanned plane snipes system
WO2020018600A1 (en) Multi-wavelength lidar and thermal imager
CN105091801B (en) Attachment for asteroid detection detects sensor and attachment region disorder detection method
RU2598978C1 (en) Small spacecraft for detection of space garbage particles and micrometeoroids
RU2456639C1 (en) Device for recording parameters of micrometeoroids and space junk
EP3430799A2 (en) Image data capturing arrangement
Uno et al. Qualification of a time-of-flight camera as a hazard detection and avoidance sensor for a moon exploration microrover
US10444330B2 (en) LADAR receiver with enhanced signal to noise ratio and method
Tameda et al. Trigger electronics of the new Fluorescence Detectors of the Telescope Array Experiment
RU176981U1 (en) Small spacecraft for registration of particles of space debris and micrometeoroids
RU2454628C1 (en) Device for recording particles of space garbage and micrometeoroids
RU170832U1 (en) Small spacecraft for registering high-speed microparticles
CN212321849U (en) Mobile millimeter wave human body security inspection system
CN104266635A (en) Satellite based on compound-eye camera and space-based observation system thereof
RU2479829C1 (en) Device for checking air-tightness of spacecraft structural components
Hanson et al. Discriminating interceptor technology program (DITP) laser radar
Hirn et al. Dust impact monitor (SESAME-DIM) on board Rosetta/Philae: Millimetric particle flux at comet 67p/churyumov-gerasimenko
Wanjari et al. A review paper on iot based cognitive robot for military surveillance
Riley et al. Low-cost depth and radiological sensor fusion to detect moving sources
RU78956U1 (en) DEVICE FOR REGISTRATION OF PARAMETERS OF MICROMETEOROIDS AND CHARGED PARTICLES OF THE IONOSPHERE
RU161144U1 (en) SPACE DEVICE FOR REGISTRATION OF SPACE DEBR PARTICLES AND MICROMETEOROIDS

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180528

Effective date: 20180528

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180708