Способ забора и доставки на землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы земля-луна и комплекс средств для его реализации


G01N1/02 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2691686:

Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Группа изобретений относится к технологиям проведения исследований в космическом пространстве. Способ включает запуск с борта окололунной орбитальной станции (ООС) малого космического аппарата (МКА) на гало-орбиту вокруг одной из точек либрации и, через некоторое время полёта (дрейфа) по этой орбите, возвращение МКА к ООС и его захват роботом-манипулятором станции. Затем из шлюзового отсека ООС выносят гермоконтейнер со стерильными пробоотборниками и берут пробы-мазки с поверхностей МКА. Пробоотборники с мазками изолируют в гермоконтейнере и затем доставляют на Землю в возвращаемом модуле. Для осуществления данного способа предусмотрен соответствующий комплекс средств, в котором МКА и гермоконтейнер базируются на ООС. Техническим результатом является обеспечение эффективности, надежности и безопасности сбора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Группа изобретений относится к космическим технологиям, а именно к способам и средствам экспериментальных исследований в космическом пространстве, в частности, к способам и средствам забора и доставки на Землю проб космической пыли.

Космическая пыль межпланетного и межзвездного пространства является одним из важнейших объектов исследования. Космическая пыль, как природный дисперсный объект, может представлять собой смесь дисперсной фазы как неорганических частиц, так и частиц биологического происхождения. Важность исследования пылевой плазмы, особенно за пределами радиационных поясов Земли, стимулирует поиски способов и средств ее сбора и доставки в лаборатории на Земле.

В настоящее время наблюдается актуализация внимания к точкам либрации, где гравитационное и центробежное ускорения, воздействующие на помещенное в окрестностях точки тело, уравновешиваются, в связи с чем так называемые «малые тела» могут там накапливаться. Особый интерес вызывает открытие «облакоподобных пылевых образований Кордылевского» в окрестностях точек L4 и L5 системы Земля-Луна (Г.Л. Сучкин и др. Лагранжевы точки в проблеме поиска жизни во Вселенной. - В кн. Проблема поиска жизни во Вселенной. Москва, «Наука», 1986. С. 136-144).

Известно предложение «использовать окрестности лагранжевых точек в качестве мест дислокации спутников-либроидов с последующим взятием проб-мазков с их поверхности (О.С. Цыганков. Реальные шаги в область эмпирической экзобиологии: программа «Тест» / Авиапанорама, №3, 2014. С. 52). (Либроид - от лат. Librare - раскачивать, либрация - колебания).

Известен способ поиска и обнаружения микроорганизмов в космическом пространстве, заключающийся в том, что выполняют взятие проб с поверхности искусственного космического объекта посредством стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробоотборника, после чего последний гермоизолируют в вакууме и возвращают на Землю, при этом пробы берут с поверхности объекта, размещенного в зонах эквидистантных точек либрации L4 и L5 в системе Земля-Луна (Патент RU 2603706, опубл. 27.11.2016, бюл. №33) (прототип).

В прототипе не представлены способы и средства обеспечения доставки тест-объекта в зону точки либрации, доступа к поверхности тест-объекта, а также доставки отобранной пробы на Землю. Указанные недостатки являются весьма существенными препятствиями для осуществления поставленной задачи.

Задачей изобретений является оптимизация способа забора и доставки на Землю космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна и комплекса средств для его реализации.

Техническим результатом изобретений является повышение технической и экономической эффективности, надежности и безопасности способа забора и доставки на Землю космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна и комплекса средств для его реализации путем использования окололунной орбитальной станции и базируемого на ней малого космического аппарата (МКА), а также возвращаемого на Землю модуля.

Технический результат изобретения достигается тем, что способ забора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна содержит забор проб с поверхности искусственного тест-объекта, размещенного в зонах точек либрации, посредством стерилизованных и гермоизолированных на Земле пробоотборников, после чего последние изолируют в термоконтейнере, при этом забор проб производят с поверхностей МКА, который перед забором проб размещают вместе с термоконтейнером на окололунной орбитальной станции, шлюзуют, отделяют от упомянутой станции, инициируют его перелет с окололунной орбиты на гало-орбиту вокруг одной из точек либрации, поддерживают корректируемый полет-дрейф МКА по гало-орбите, затем осуществляют его переход с гало-орбиты на орбиту окололунной орбитальной станции, захват с помощью многофункционального робота-манипулятора и причаливание к упомянутой станции, при этом из шлюзового отсека окололунной орбитальной станции выносят термоконтейнер, извлекают из него стерильные пробоотборники, которыми берут пробы-мазки с поверхностей МКА, после чего изолируют пробоотборники в термоконтейнере, выполняют обратное шлюзование МКА и термоконтейнера, доставляют термоконтейнер с пробами на Землю в возвращаемом модуле.

Технический результат достигается тем, что в комплекс средств для реализации способа забора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна, содержащий термоконтейнер со стерилизованными, изолированными на Земле пробоотборниками и искусственный тест-объект, введены окололунная орбитальная станция с возвращаемым на Землю модулем, состоящая из шлюзового отсека с выдвижным столом и устройствами фиксации малого космического аппарата, многофункциональный робот-манипулятор, а в качестве искусственного тест-объекта использован малый космический аппарат с двигательной установкой, системой управления, ресурсами для автономного функционирования, при этом малый космический аппарат и термоконтейнер размещены на упомянутой окололунной орбитальной станции.

Имели место попытки запуска спутников в окрестности точек либрации (например, ИС ЕЕ-С, США, 1978). Осуществление подобной миссии к точкам либрации системы Земля-Луна - технически и экономически чрезвычайно затратная акция, равноценная полету на окололунную орбиту. Очевидна целесообразность использовать для этого малые космические аппараты. Однако их применение для полетов в дальнем космосе является проблематичным. Гипотетически можно рассматривать миссии к точкам либрации малых аппаратов, стартующих с доступных геоцентрических орбит. Такие аппараты должны быть выполнены возвращаемыми на Землю или иметь отделяемые модули, гермозащищенные при проходе на спуске через атмосферу Земли. Основная проблема в осуществлении полетов малых аппаратов заключается в жестких ограничениях на массу потребляемого топлива для совершения маневров и возвращения к Земле. Частично острота этой проблемы может быть снижена использованием двигателей с высоким удельным импульсом (электроракетные двигательные установки), использованием солнечного паруса, попутных запусков.

Совместное Заявление ГК «РОСКОСМОС» и NASA о сотрудничестве в области исследования и освоения дальнего космоса, создании Международной окололунной посещаемой платформы Deep Space Gateway (https://roscosmos.ru/print/24136/). проект отечественной Лунной орбитальной станции (Авиапанорама. №4, 2016. С. 23) оптимизируют ситуацию, открывая возможности использования малых космических аппаратов в рамках эксплуатации околунной орбитальной станции.

Изобретение поясняется чертежом на фиг. 1, где:

1 - окололунная орбитальная станция;

2 - шлюзовой отсек;

3 - выдвижной стол;

4 - многофункциональный робот-манипулятор (МРМ);

5 - малый космический аппарат (МКА);

6 - термоконтейнер.

Комплекс средств для реализации способа забора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна содержит термоконтейнер 6 со стерилизованными, изолированными на Земле пробоотборниками, окололунную орбитальную станцию 1 с возвращаемым на Землю модулем (не показан на фиг. 1), состоящую из шлюзового отсека 2 с выдвижным столом 3 и устройствами фиксации малого космического аппарата (на фиг. 1 не показаны). Кроме того, комплекс средств содержит многофункциональный робот-манипулятор (МРМ) 4 и искусственный тест-объект, в качестве которого используют малый космический аппарат (МКА) 5 с двигательной установкой, системой управления, ресурсами для автономного функционирования (на фиг. 1 не показаны). МКА 5 и термоконтейнер 6 размещают на окололунной орбитальной станции 1.

Способ забора и доставки на Землю космической пыли из окрестностей точек либрации осуществляется с помощью указанного выше комплекса средств следующим образом.

На Земле пробоотборники стерилизуют, помещают в стерилизованные полости, гермоизолируют в термоконтейнере 6. В модуле окололунной орбитальной станции 1 (или в грузовом корабле снабжения) доставляют на окололунную орбиту МКА 5 и термоконтейнер 6, устанавливают МКА 5 в шлюзовом отсеке 2 на выдвижной стол 3 и выполняют шлюзование, выдвигают стол 3 с размещенным на нем МКА 5, к последнему присоединяют МРМ 4, с помощью которого отделяют МКА 5 от стола 3 и помещают его в стартовую позицию для перелета на гало-орбиту, инициируют и выполняют перелет МКА 5 на гало-орбиту вокруг одной из точек либрации и далее поддерживают периодически корректируемый полет-дрейф МКА 5 по гало-орбите; в период полета по гало-орбите МКА 5 выдвижной стол 3 и шлюзовой отсек 2 приводят в исходное положение, выполнив промежуточное обратное шлюзование, и используют шлюзовой отсек 2 для других задач; по программе полета осуществляют переход МКА 5 с гало-орбиты на орбиту окололунной станции 1, подготавливают шлюзовой отсек 2, для чего космонавты устанавливают на стол 3 термоконтейнер 6, выполняют шлюзование и выдвигают стол 3 с размещенным на нем термоконтейнером 6, при этом выполняют захват МКА 5 посредством МРМ 4, с помощью последнего причаливают МКА 5 к окололунной станции 1 путем перемещения и установки МКА 5 на стол 3, упомянутым МРМ 4 захватывают и извлекают поочередно из термоконтейнера 6 стерильные пробоотборники, манипуляциями МРМ 4 выполняют взятие проб-мазков космической пыли с поверхности МКА 5 и изолируют пробоотборники, возвращая их в термоконтейнер 6 действиями МРМ 4, стол 3 вводят в шлюзовой отсек 2, выполняют обратное шлюзование МКА 5 и термоконтейнера 6, последней с пробами космонавты переносят в возвращаемый модуль (на фиг. 1 не показан) и доставляют на Землю.

Различные окололунные орбиты представляют определенный интерес из естественного побуждения изучать Луну не только в зонах проекции орбиты окололунной станции на поверхность Луны.

На современном этапе исследования и освоения космического пространства отмечается тенденция к активизации создания и использования малых космических аппаратов мини-размерности с научными, коммуникационными и двойного назначения задачами, преимущественно в околоземном пространстве.

МКА могут эффективно использоваться для широкого спектра задач на окололунных орбитах при условии их базирования на окололунной орбитальной станции, исключив таким образом из использования МКА перелет с большими затратами характеристической скорости по маршруту Земля - окололунные орбиты. Так, например, перелет с окололунной высокоэллиптической гало-орбиты (за которой признается ряд преимуществ для орбитальной станции), на низкую круговую орбиту (удобную для исследования поверхности Луны) (Yury Makushenko. The cislunur space port: approach for the crew delivery to the lunar surface) // IAC-17-A5/1/2), no затратам характеристической скорости становится высокоэкономичным по сравнению с перелетом Земля-Луна. Базирование МКА на окололунной станции открывает возможности для их дозаправки, полетного технического обслуживания, замены датчиковой аппаратуры, дооснащения, т.е. создавать их как многоразовые и многоцелевые аппараты с модернизационным потенциалом. Таким образом, МКА (аппараты-либроиды) могут быть пионерами в ряду космической техники аналогичного предназначения.

1. Способ забора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна, включающий забор проб с поверхности искусственного тест-объекта, размещенного в зонах точек либрации, посредством стерилизованных и гермоизолированных на Земле пробоотборников, после чего последние изолируют в гермоконтейнере, отличающийся тем, что забор проб производят с поверхностей малого космического аппарата, который перед забором проб размещают вместе с гермоконтейнером на окололунной орбитальной станции, шлюзуют, отделяют от упомянутой станции, инициируют его перелет с окололунной орбиты на гало-орбиту вокруг одной из точек либрации, поддерживают корректируемый полет-дрейф малого космического аппарата по гало-орбите, затем осуществляют его переход с гало-орбиты на орбиту окололунной орбитальной станции, захват с помощью многофункционального робота-манипулятора и причаливание к упомянутой станции, при этом из шлюзового отсека окололунной орбитальной станции выносят гермоконтейнер, извлекают из него стерильные пробоотборники, которыми берут пробы-мазки с поверхностей малого космического аппарата, после чего изолируют пробоотборники в гермоконтейнере, выполняют обратное шлюзование малого космического аппарата и гермоконтейнера, доставляют гермоконтейнер с пробами на Землю в возвращаемом модуле.

2. Комплекс средств для реализации способа забора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна, содержащий гермоконтейнер со стерилизованными, изолированными на Земле пробоотборниками и искусственный тест-объект, отличающийся тем, что в состав комплекса введены окололунная орбитальная станция с возвращаемым на Землю модулем, состоящая из шлюзового отсека с выдвижным столом и устройствами фиксации малого космического аппарата, многофункциональный робот-манипулятор, а в качестве искусственного тест-объекта использован малый космический аппарат с двигательной установкой, системой управления, ресурсами для автономного функционирования, при этом малый космический аппарат и гермоконтейнер размещены на упомянутой окололунной орбитальной станции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области испытания оптической аппаратуры и предназначено для экспериментальной оценки технических характеристик Фурье-спектрорадиометров в полевых условиях.

Изобретение относится к области иммунологии. Предложены гуманизированное антитело или его антигенсвязывающий фрагмент, а также антитела или их антигенсвязывающие фрагменты, которые специфически связываются с H7CR человека.

Изобретение относится к области клинической лабораторной диагностики и представляет собой способ определения бактериального эндотоксина (БЭ) в плазме крови и моче, отличающийся тем, что предварительная подготовка образцов плазмы крови включает разбавление образцов плазмы крови физиологическим раствором в 10-100 раз и их термическую обработку при 45-85°С в течение 30-60 мин, а предварительная подготовка образцов мочи включает экстракцию мочи при помощи хлористого метилена или 1,2-дихлорэтана; после чего реакцию образцов с ЛАЛ-реактивом проводят в следующей последовательности: в стерильные пробирки наливают 100 мкл обработанных образцов, содержащих БЭ, и туда же добавляют 100 мкл ЛАЛ-реактива, пробирки термостатируют в течение 1 часа при 37°С, для прекращения реакции в каждую пробирку добавляют по 50 мкл 50%-ной уксусной кислоты, далее проводят спектрофотометрическое определение концентрации БЭ в образцах, включающее измерение концентрации БЭ по показателю оптической плотности образца после ЛАЛ-теста на длине волны λ=388 нм.

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей, химической и другим отраслям промышленности, использующим теплоизолированное ёмкостное оборудование, например сепараторы, реакторные колонны и трубопроводы, проходящие регулярную техническую диагностику.

Настоящее изобретение относится к области анализа небиологических материалов физическими и химическими методами. Способ оценки термостойкости фосфорорганических пестицидов путем определения степени разложения дисперсной фракции аэрозоля фосфорорганического соединения состоит из разделения аэрозоля на дисперсные фракции с помощью импактора и определения в экстрактах проб изменения доли «рабочего» фосфора в общем, отличающийся тем, что общий фосфор определяют по площади неразделенного хроматографического пика всех фосфорорганических компонентов пробы газохроматографическим методом с пламенно-фотометрическим детектированием, используя вместо хроматографической колонки полый капилляр, в условиях минимальной скорости азота через капилляр, равной 0,1 см3/мин, и постоянной температуры термостата капилляра 250°С, равной температуре детектора.

Изобретение относится к области переработки сыпучих материалов и может быть использовано при исследовании процессов смешивания сыпучих материалов. Способ включает загрузку компонентов в смеситель, включение привода, его остановку, фиксацию изображений поверхностей смеси через прозрачные поперечные перегородки, установленные внутри смесителя, анализ изображений поверхностей посредством деления на пробные зоны и вычисление в них концентраций ключевого компонента с последующим определением коэффициента неоднородности и его корректировкой с учетом случайных колебаний числа частиц ключевого компонента на поверхностях наблюдения.

Группа изобретения относится к клеткам и способам для идентификации модуляторов ощущения сладкого вкуса. Выделенная клетка U2-OS для идентификации модулятора ощущения сладкого вкуса содержит рецептор сладкого вкуса T1R2/T1R3 или одну или более последовательностей экзогенной нуклеиновой кислоты, кодирующих рецептор сладкого вкуса T1R2/T1R3, и последовательность экзогенной нуклеиновой кислоты, кодирующую Gα15gust25, Gα15gust44 или Gα15-i/3-5, и причем клетка U2-OS стабильно экспрессирует β-аррестин-GFP.

Группа изобретений относится к интерферометрии. При осуществлении способа излучение вводят в двухмодовый волновод, часть которого занимает анализируемое вещество, и выводят через фигурную диафрагму, где на расстоянии, превышающем на порядок среднюю длину волны используемого излучения (>10λ), регистрируют интерференционную картину, получаемую в результате интерференции собственных мод волновода.

Изобретение относится к устройствам для дифференцированного сбора атмосферных осадков. Сущность: устройство содержит защитный корпус (1) цилиндрической формы с открытыми верхней и нижней частями.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ прогнозирования развития раннего тромбоза артериовенозной фистулы для проведения гемодиализа у больных терминальной хронической почечной недостаточностью по уровню фибриногена и креатинина венозной крови, отличающийся тем, что у пациентов с уровнем фибриногена не ниже 4,8 г/л, а также при уровне фибриногена ниже 4,8 г/л, но не ниже 4,0 г/л в сочетании с уровнем креатинина 730 мкмоль/л и выше, определенных перед операцией по формированию артериовенозной фистулы, прогнозируется развитие раннего послеоперационного тромбоза сосудистого доступа для гемодиализа.

Изобретение относится к средствам очистки околоземного космического пространства от отработавших свой срок искусственных космических объектов и их обломков. Предложенный космический аппарат (КА) включает в себя ловушку для космического мусора (КМ) и систему утилизации КМ.

Изобретение относится к средствам исследования спутников и планет, производящих холодные выбросы водосодержащих вулканических газов, а также для наземной экспериментальной отработки таких зондов.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании космических средств и систем обзора космического пространства для обнаружения и наблюдения (мониторинга) опасных небесных тел (ОНТ) Солнечной системы, прежде всего астероидов и комет, сближающихся с Землей.

Изобретение относится к исследованиям космической среды на борту, в частности, орбитальных станций. Согласно способу выполняют отбор проб-мазков с поверхности станции посредством стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробоотборника.

Изобретение относится к космической технике, в частности к техническим средствам обеспечения внекорабельной деятельности (ВКД). Изолирующий контейнер многократного использования космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе ВКД в условиях невесомости содержит емкость из ткани в виде усеченного конуса, манжету, герметично соединенную с емкостью.

Изобретение относится к космической технике, в частности к инструментам и устройствам, применяемым космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе внекорабельной деятельности в условиях невесомости.
Изобретение относится к средствам исследования спутников и планет, производящих выбросы вулканических газов, а также для наземной экспериментальной отработки таких зондов.
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СОСТАВА И ИНТЕНСИВНОСТИ КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ. .

Изобретение относится к космической технике, в частности к устройствам фиксации многофункционального инструмента с протяженной рукояткой для использования космонавтом в условиях невесомости с выполненным в рукоятке продольным сквозным пазом.

Изобретение относится к инструментам для внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), установленный на основании (2) с ручкой (3) и имеющий хотя бы одну глухую полость (14), в которой размещена тарель очистителя (4), имеющего рукоятку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра.

Изобретение относится к космической технике. В способе моделирования процесса удаления космического мусора используют данные по конструкции реального объекта космического мусора (ОКМ), а именно реального нефункционирующего космического аппарата (КА) определенного типа, подлежащего удалению с орбиты, и параметры его орбитального движения.

Группа изобретений относится к технологиям проведения исследований в космическом пространстве. Способ включает запуск с борта окололунной орбитальной станции малого космического аппарата на гало-орбиту вокруг одной из точек либрации и, через некоторое время полёта по этой орбите, возвращение МКА к ООС и его захват роботом-манипулятором станции. Затем из шлюзового отсека ООС выносят гермоконтейнер со стерильными пробоотборниками и берут пробы-мазки с поверхностей МКА. Пробоотборники с мазками изолируют в гермоконтейнере и затем доставляют на Землю в возвращаемом модуле. Для осуществления данного способа предусмотрен соответствующий комплекс средств, в котором МКА и гермоконтейнер базируются на ООС. Техническим результатом является обеспечение эффективности, надежности и безопасности сбора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх