УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ КОСМОНАВТОМ С ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2014 года по МПК G01N1/02 B64G4/00 

Изобретение относится к космической технике, в частности к исследовательским инструментам, используемым космонавтом в открытом космосе.

В течение многолетней непрерывной эксплуатации обитаемых космических объектов регулярно проводится химический и микробиологический контроль состояния воздушной среды, поверхностей интерьеров и оборудования внутри обитаемых отсеков. Например, для санитарно-микробиологической оценки состояния поверхностей внутри МКС на борту станции проводится отбор проб микрофлоры с поверхностей интерьерных панелей и оборудования.

В интересах дальнейшего развития, расширения исследований сформировалось предложение по проведению отбора проб с внешней поверхности орбитальной станции под теплоизоляцией для выявления очагов коррозии, биодеструкции оболочки (по аналогии с выявленными внутри гермоотсеков), а также с целью обнаружения признаков жизни в открытом космическом пространстве.

Известно оборудование для отбора проб внутри гермоотсеков МКС. Комплект для отбора проб представляет собой чехол с закрепленными в нем фторопластовыми пробирками с тампонами, пропитанными консервантом (прототип). (Международная космическая станция. Российский сегмент. Космическая биология и медицина. Том 1, с.323. Российская Академия наук, Институт медико-биологических проблем. Москва, 2011.)

Оборудование, принятое в качестве прототипа, не может обеспечить отбор проб с внешней поверхности космического объекта и их гермоизоляцию от внешней среды космонавтом в скафандре ввиду его несоответствия ограниченным функциональным возможностям космонавта в скафандре под избыточным давлением.

Задачей изобретения является обеспечение отбора, например, химических и микробиологических проб с внешней поверхности космических объектов космонавтом в скафандре и их гермоизоляция от внешней среды, в том числе от среды гермоотсеков.

Задача решается тем, что устройство содержит корпус из химически, термически, механически устойчивого и проницаемого для γ-облучения материала, в корпусе выполнена глухая полость с резьбой и конической поверхностью на входе в полость, в последнюю ввернут пробоотборник с ответной конической поверхностью, при заворачивании которого осуществляется герметизация упомянутой полости при контакте конических поверхностей, при этом на большей по площади стороне корпуса прикреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку, согласованную с наддутой перчаткой скафандра.

На фиг.1 показано устройство в разрезе. На фиг.2 показан общий вид устройства. На фигурах:

1 - корпус;

2 - полость;

3 - резьба;

4 - пробоотборник;

5 - ручка;

6 - конические поверхности;

7 - металлическая пластина.

В корпусе 1, выполненном из химически, термически, механически устойчивого и проницаемого для γ-лучей материала, например из фторопласта, выполнена глухая полость 2, в которой имеется резьба 3 и коническая поверхность 6, в полость 2 ввернут пробоотборник 4, например из сплава АМг6, с ответной конической поверхностью 6, обеспечивающий при заворачивании герметизацию полости 2 при контакте конических поверхностей 6; к корпусу 1 прикреплена металлическая пластина 7, например, из сплава АМг6, вырез в которой образует ручку 5, согласованную с наддутой перчаткой скафандра.

В корпусе 1 для надежности получаемых результатов может быть выполнено более одной полости 2 и одного пробоотборника 4.

Пробоотборник на конце оснащается скребком, тампоном и прочим.

Устройство используется следующим образом. На Земле пробоотборник 4 вворачивается в полость 2 корпуса 1 по резьбе 3, герметизируя полость 2 при контакте конических поверхностей 6. Затем производится γ-облучение корпуса 1, чем достигается стерилизация полости 2 и пробоотборника 4. В таком состоянии устройство доставляется на орбитальную станцию и при выходе космонавтов в открытый космос выносится из шлюзового отсека.

В процессе внекорабельной деятельности космонавт, удерживая корпус 1 за ручку 5, выворачивает и извлекает пробоотборник 4 из полости 2, берет пробы, заводит в полость 2 пробоотборник 4 и, ввинчивая его по резьбе 3, герметизирует полость 2 при контакте конических поверхностей 6, возвращает устройство в шлюзовой отсек, а затем в гермоотсек. В таком виде устройство возвращается на транспортном корабле на Землю для исследований.

Изготовлен и испытан экспериментальный образец устройства.

Таким образом, решение задачи изобретения достигается следующими отличительными признаками:

- выполнение сопрягаемых резьб и сопрягаемых, контактирующих конических поверхностей в полости корпуса и на пробоотборнике обеспечивает гермоизоляцию пробы в полости корпуса от окружающей среды, в том числе от среды гермоотсека;

- прикрепление металлической пластины на большей стороне корпуса обеспечивает механическую устойчивость корпуса, исключает его деформацию в условиях знакопеременных температур в открытом космосе и искривление оси полости;

- вырез в металлической пластине и образование таким образом ручки, согласованной с наддутой перчаткой скафандров, обеспечивает эргономичность устройства.

Материал корпуса, проницаемый для γ-лучей, позволяет осуществить стерилизацию полости и пробоотборника в герметизированном состоянии путем облучения устройства в собранном виде и исключает засорение полости и пробоотборника земными микроорганизмами.

В результате совокупность отличительных признаков устройства обеспечивает решение задачи изобретения, то есть выполнения отбора химических, микробиологических проб с внешней поверхности космических объектов космонавтом в скафандре и их гермоизоляцию от внешней среды, в том числе и от среды гермоотсеков.

Изобретение относится преимущественно к инструментам, используемым космонавтом в открытом космосе. Устройство содержит корпус из химически, термически, механически устойчивого и γ-проницаемого материала. В корпусе выполнены одна или более глухих полостей с резьбой и конической поверхностью на входе. В полость ввернут пробоотборник с ответной конической поверхностью, обеспечивающей герметизацию полости при контакте обеих конических поверхностей. К корпусу прикреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку для захвата корпуса наддутой перчаткой скафандра космонавта. На Земле устройство в собранном и загерметизированном виде стерилизуется γ-облучением. На орбите космонавт, удерживая корпус за ручку, извлекает пробоотборник из полости. После взятия проб и герметизации пробоотборника устройство возвращается на Землю для исследований. Техническим результатом изобретения является обеспечение отбора проб с внешней поверхности космических объектов космонавтом в скафандре и их изоляция от внешней среды, в т.ч. среды гермоотсеков данных объектов. 2 ил.

Устройство для отбора проб космонавтом с внешней поверхности космического объекта, содержащее корпус из химически, термически, механически стойкого и γ-проницаемого материала, отличающееся тем, что в корпусе выполнена по меньшей мере одна глухая полость с резьбой и конической поверхностью на входе, в полость ввернут пробоотборник с ответной конической поверхностью, обеспечивающий при завертывании герметизацию полости при контакте конических поверхностей, при этом к одной из сторон корпуса прикреплена металлическая пластина, вырез в которой образует ручку, согласованную с перчаткой скафандра.