КОСМИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 1998 года по МПК B64G1/12 

Изобретение относится к области строительства в космосе крупных объектов, преимущественно предназначенных для размещения в них поселений, комплексов, объединяющих производственные, лабораторные и бытовые службы с обслуживающими их вспомогательными и подсобными помещениями.

Предполагается размещение КС на околоземных орбитах и в открытом космосе.

Известны аналогичные устройства, как, например, из [1], [2].

Станция Елисеева по технической сущности наиболее близка к заявленному решению и является прототипом.

В ней имеется несколько рабочих и бытовых отсеков тороидальной формы с переходным туннелем, имеются шлюзовые камеры и стыковочные узлы, а также другие службы.

Для создания искусственной гравитации станция-прототип вращается вокруг продольной оси.

Прототип имеет следующие недостатки:
станция должна поставляться в космос в полной готовности, для чего требуется сверхмощная ракета, и размер станции поэтому ограничен;
перекрытия в станции направлены перпендикулярно наружным стенам, искусственная сила тяготения будет действовать сбоку на оборудование и людей, а кроме этого, в связи с малым диаметром станции она будет быстро убывать в направлении от стен к оси вращения;
станция непригодна для эксплуатации в открытом космосе, т.к. не имеет для этого необходимой защиты.

Техническим результатом изобретения являются:
создание космических объектов неограниченных размеров, приспособленных к эксплуатации на околоземной орбите и в открытом космосе с размещением в них помещений для производственных, научных и др. целей, а также поселений;
обеспечение строительства КС в полносборном исполнении с применением облегченных сборных конструкций и материалов, которые можно поставлять в космос грузовыми кораблями малой мощности:
обеспечение в КС помещений с "земными условиями" (искусственной гравитацией), а также с сохранением "космических условий";
организация посадки зеленых насаждений;
уменьшение расхода средств на строительство при повышении качества обслуживания и безопасности эксплуатации.

Для достижения указанных результатов КС принята цилиндрической формы с продольной осью симметрии, содержит две части: неподвижную внутреннюю, в которой сохраняются космические условия, и вторую подвижную тоже цилиндрическую, охватывающую первую, способную вращаться вокруг общей оси для создания искусственной гравитации "земных условий" в составляющих ее помещениях.

К цилиндрической части прикреплены приемные пункты, снабженные стыковочными узлами для прибывающих кораблей, и шлюзовые галереи, через которые они сообщаются с основной цилиндрической частью.

К КС в среднем участке неподвижной части прикреплены кольцевые переходные камеры и балансирные устройства в кольцевых трубчатых корпусах с расположением по их внешнему периметру линейных статоров электромагнитных двигателей, над которыми установлена и способна вращаться на магнитных подвесках круговыми линейными роторами подвижная оболочка КС, состоящая из помещений, размещенных в герметизированных секциях (космических строительных блоков КСБ).

КСБ являются секциями, из которых собираются тороидальные элементы, при сплачивании образующие подвижную оболочку.

Для защиты помещений от влияния радиации, метеоритных воздействий и другого вредного космического влияния подвижная оболочка снаружи защищается сборной облицовкой, а для сообщения между помещениями, расположенными в подвижной и неподвижной частях, первая снабжена снизу герметичными переходными галереями и кольцевыми камерами, а также герметизированной подшивкой, на которой может быть произведена посадка различных зеленый насаждений.

Между кольцевыми переходными камерами неподвижной и подвижной частей, для сообщения установлены лифтовые кабины, способные перемещаться по кругу и поперек с попеременным закреплением к одной из камер, в которую происходит выход из кабины.

Лифтовые кабины снабжены системой передвижения, фиксации у проемов камер и системой герметизации переходов.

Внутреннее естественное освещение производится через часть светопрозрачных КСБ или подшивки с использованием для рассеивания и концентрации света выпуклых или вогнутых зеркал (соответственно), закрепленных на теле неподвижной части.

Для иллюстрации изложенного к заявке приложены чертежи, где на фиг. 1 - разрез 1-1, продольный, фиг. 2 - разрез 2-2, поперечный, фиг. 3 - разрез 3-3, поперечный, фиг. 4 - вид по А.

Космическая станция имеет:
неподвижную часть "б", расположенную вдоль оси станции, содержащую цилиндрическое тело 6, собранное из рулонной конструкции, усиленной элементами жесткости, снабженной прикрепленными в торцах шлюзовыми галереями 8 ( с герметизированными подшипниками 18) и приемными пунктами 9 (со стыковочными узлами 10 и уплотнением 19), а также прикрепленными в середине тела 6 кольцевыми переходными камерами 7 и балансирными устройствами "В" в кольцевых трубчатых корпусах 11, развязанных распорками 14 и оттяжками 13 с расположенными по внешнему периметру 11 статоров электромагнитными двигателями 12;
подвижную часть "А", способную вращаться на магнитной подвеске роторами электромагнитных двигателей 12 вокруг общей с "Б" оси, представляющую из себя цилиндрическую оболочку, составленную из тороидальных элементов А, собранных из КСБ-1 (герметизированные секции), скрепленных боковой стороной, снабженную снаружи защитной облицовкой 2, изнутри герметизированной подшивкой 3, переходными галереями 5 с выходами ( в кольцевые переходные камеры 4) 16;
переходные кабины 15 (лифтовые), расположенные независимо между кольцевыми переходами 4 и 7, снабженные системами движения по кругу и поперек, фиксаторами у переходов в местах проемов, с герметизацией в примыканиях по контуру проемов.

При практическом применении изобретения заводским путем производится изготовление сборных элементов, крепежных деталей КС и др., а затем подача в космос и производство работ в следующем порядке:
монтаж тороидальных элементов из блоков КСБ [3], [4];
сборка из готовых тороидальных элементов подвижной части КС путем их сплачивания в круговую оболочку;
установка с креплением к каркасам КСБ линейных круговых роторов электромагнитных двигателей и магнитных подвесок;
устройство герметизированных с креплением к КСБ подшивки переходных галерей и переходных кольцевых кабин,
установка с креплением к каркасам КСБ солнечных электростанций, сборной защитной обшивки;
используя жесткость и устойчивость смонтированной круговой оболочки, производится монтаж неподвижной средней цилиндрической части с шлюзовыми галереями, приемными пунктами, кольцевыми камерами перехода;
монтаж балансирных устройств [5], с раскреплением их к телу неподвижной части распорками и оттяжками с креплением по их внешней окружности линейных статоров электромагнитных двигателей;
установка переходных лифтовых кабин, выполнение прочих и предпусковых работ, введение в эксплуатацию.

Использование изобретения позволит добиться существенного положительного эффекта, а именно:
обеспечить свободное и в больших объемах размещение в космосе технологических, научных, исследовательских с вспомогательными и обслуживающими службами жилых поселений с созданием "земных условий";
произвести полносборное строительство из облегченных конструктивных элементов, что позволит применять для их доставки в рабочую зону грузовые корабли малой мощности, получить экономию средств и дефицитных материалов;
организации производства материалов высокой чистоты и новых, которые невозможно производить в земных условиях, а также лекарственных средств в необходимом количестве;
повысить качество жизни и обслуживания персонала в космосе, степень безопасности и защиты от космических воздействий;
выполнения посадок огородных и садовых культур.

Изобретение относится к области строительства в космосе крупных объектов, преимущественно орбитальных комплексов с производственными, лабораторными и бытовыми службами, а также вспомогательными помещениями. Согласно изобретению космическая станция выполнена с неподвижной осевой частью и подвижной цилиндрической ограждающей оболочкой, составленной из сборных блоков тороидальных элементов, в которых имеются сообщенные друг с другом и с осевой частью помещения и службы. Между оболочкой и осевой частью установлены круговые линейные электродвигатели и балансирные устройства, создающие искусственную гравитацию в оболочке. Снаружи станция покрыта защитной облицовкой. На торцах неподвижной части предусмотрены приемные пункты для прибывающих космических кораблей со стыковочными устройствами. При вращении оболочки с помощью указанных электродвигателей создается искусственная тяжесть, причем для сообщения с неподвижной частью используются переходные кольцевые камеры с попеременно закрепляемыми к ним лифтами, перемещающимися в круговом и поперечном направлениях. Изобретение направлено на снижение затрат, повышение качества и безопасности эксплуатации при создании в космосе крупногабаритных объектов из облегченных унифицированных сборных конструкций и материалов 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Космическая станция, содержащая производные, жилые и вспомогательные помещения, расположенные в тороидальных элементах станции, снабженных средствами создания искусственной гравитации путем вращения, отличающаяся тем, что выполнена с осевой неподвижной цилиндрической частью, имеющей в торцах приемные пункты для космических кораблей, и подвижной ограждающей оболочкой, составленной из блоков тороидальных элементов, причем указанная осевая неподвижная часть снабжена балансирными устройствами с кольцевыми трубчатыми корпусами, внутри которых посредством магнитных подвесок установлены круговые роторы линейных электродвигателей, а по внешнему периметру корпусов закреплены круговые статоры указанных электродвигателей, над которыми, в свою очередь, с зазором расположены и прикреплены к указанной ограждающей оболочке другие круговые роторы с постоянными магнитами, при этом указанные блоки тороидальных элементов соединены между собой, выполнены герметичными и снабжены изнутри герметичной облицовкой, а снаружи сборной негерметичной облицовкой для защиты от вредного влияния космоса, для сообщения между указанными помещениями предусмотрены переходные галереи, а для сообщения этих помещений с неподвижной частью - переходные кольцевые камеры с попеременно закрепляемыми к ним лифтовыми кабинами, способными перемещаться в круговом и поперечном направлениях. 2. Станция по п. 1, отличающаяся тем, что указанные приемные пункты снабжены стыковочными устройствами для прибывающих кораблей, примкнуты к шлюзовым галереям, которые соосно и жестко прикреплены к неподвижной части, кольцевые переходные камера расположены в поперечных плоскостях объекта по окружностям и также прикреплены по окружностям: одни к неподвижной, а другие к подвижной частям. 3. Станция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на ограждающей оболочке закреплена конструкция электростанции. 4. Станция по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что часть указанной подвижной ограждающей оболочки выполнена светопрозрачной, а для концентрации и рассеивания света на указанной неподвижной части установлены выпуклые и вогнутые зеркала. 5. Станция по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что указанные кольцевые корпуса балансирных устройств раскреплены распорками и оттяжками.