Аппарат для очистки космоса от мусора

 

Использование: в космической технике. Сущность изобретения: аппарат содержит источник электроэнергии, систему обнаружения частиц мусора и несколько устройств генерации и дистанционной передачи энергии обнаруженной частице, размещенных на тросовой системе. Тросовые системы могут быть направлены в противоположные стороны. Аппарат может быть снабжен накопителем, электрореактивными двигателями, а в качестве источника электроэнергии может быть использована термоэмиссионная ЯЭУ или солнечные батареи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к космическим аппаратам (КА) для очистки космоса от мусора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является КА, содержащий источник электрической энергии, систему обнаружения тел, подлежащих уничтожению, и лазерную установку для их уничтожения.

Недостатком этого КА является низкая эффективность вследствие нахождения лазерной установки на одной орбите.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является повышение эффективности работы аппарата.

Это достигается тем, что аппарат для очистки космоса от мусора, содержащий источник электрической энергии, систему обнаружения тел, подлежащих уничтожению, и установку для их уничтожения, снабжен по крайней мере одной, тросовой системой, на которой установлена лазерная установка. Тросовые системы направлены в противоположные стороны.

На фиг. 1 изображен аппарат с лазерной установкой, размещенной на одной тросовой системе; на фиг.2 аппарат с тросовыми системами, направленными в противоположные стороны, на которых установлены лазерные установки.

Аппарат для очистки космоса от мусора включает основной блок 1 КА, где расположены система управления, телеметрии, источник 2 электроэнергии, который может быть выполнен как традиционным (на основе солнечных батарей), так и нетрадиционным (например, на основе ЯЭУ), систему 3 обнаружения частиц мусора, тросовую систему 4, выполненную, например, из прочного троса и токопроводящих силовых и измерительных кабелей.

На тросовой системе может быть размещено несколько устройств 5 генерации и дистанционной передачи энергии, например лазеров. Устройства 5 могут быть снабжены автономными системами наведения луча лазера на осколок. Для обеспечения перехода с очищенных от мусора орбит на неочищенные КА снабжен двигателями 6. Для снижения стартовой массы КА и затрат рабочего тела, а также ввиду наличия на борту источника электроэнергии возможно использование электрореактивных двигателей. Для снижения мощности источника энергии при сохранении энергии, передаваемой частице, в КА установлен накопитель 7 электроэнергии, например, на основе обычных аккумуляторных батарей.

Аппарат для очистки околоземного космического пространства работает следующим образом.

Вывод КА на орбиту осуществляется в виде компактного блока. После выведения на рабочую орбиту включается в работу источник 2 энергии (развертывание солнечных батарей или запуск ЯЗУ). После этого разворачивается тросовая система с последующим удалением устройств 5 от основного блока 1. При этом устройства 5 могут удаляться от основного блока 1 как вверх по местной вертикали, так и вниз, а при наличии на КА солнечных или каких-либо других нетрадиционно-опасных источников электроэнергии могут удаляться в обе стороны сразу. После окончания развертывания всех систем КА готов к работе.

Основной принцип работы КА заключается в следующем: так как относительные скорости всех объектов, находящихся на близких орбитах малы, то встреча с попутными частицами будет происходить сравнительно редко, что предъявляет требование к ресурсу уборочного КА. Избавиться от этого недостатка можно, разместив устройства 5 генерации и дистанционной передачи энергии на тросовой системе, которая при условии, что базовый блок 1 для одностороннего размещения устройств 5 имеет массу много большую, чем суммарная масса всех устройств 5, позволит разместить устройства 5 на высотах, где круговые скорости частиц либо значительно больше, либо значительно меньше скорости центра масс уборочного КА. Таким образом, относительная скорость движения устройств 5 и частиц мусора значительно повышается, что уменьшает время очистки заданной орбиты.

После обнаружения системой 3 осколка мусора производится вычисление его относительной скорости, массы, времени и траектории прохождения частицы вблизи КА. Определяется также, какое из устройств 5 генерации и передачи энергии, расположенной на тросовой системе 4, должно быть включено, в какое время и в течение какого времени для соответственного торможения осколка (при передаче импульса) или его испарения (передача энергии). В соответствующий момент на устройство 5 подается из накопителя 7 (или источника энергии) электроэнергия, которая преобразуется, например, в энергию лазерного излучения, направляемую на частицу. После этого устройство 5 выключается, источник 2 энергии переключается на запитку накопителя 7, после чего КА снова готова к работе. Если осколок мусора большой массы или проходит на достаточно большом расстоянии и не может быть заторможен или испарен за один сеанс воздействия лазерным излучением, то воздействие на него повторяют необходимое число раз. После полной или заданной очистки от осколков мусора соответствующей области околоземного космического пространства включаются электрореактивные двигатели 6, которые изменяют орбиту (высоту и, если нужно, наклонение) для очистки следующей области околоземного космического пространства.

Формула изобретения

1. АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ КОСМОСА ОТ МУСОРА, содержащий источник электрической энергии, систему обнаружения тел, подлежащих уничтожению, и лазерную установку для их уничтожения, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одной тросовой системой, на которой установлена лазерная установка.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что тросовые системы направлены в противоположные стороны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2