СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ ПОЛЁТА ОБЪЕКТА В ВИДЕ КРУПНОГО МЕТЕОРИТА, АСТЕРОИДА ИЛИ ЯДРА КОМЕТЫ, С УВОДОМ ЕГО В СТОРОНУ ОТ ОРБИТЫ ЗЕМЛИ Российский патент 2015 года по МПК B64G99/00 B64G1/56 

Предлагаемое изобретение относится к космическим средствам защиты от фрагментов космического мусора, например объектов, состоящих из метеоритов, ядер комет или астероидов ,и может быть использовано для предотвращения столкновения крупных фрагментов космического мусора с Землей.

Техническая задача - повышение производительности и эффективности предотвращения столкновения крупных фрагментов космического мусора с Землей.

Известен способ разрушения фрагментов космического мусора путем воздействия на них лазерным излучением (1). Недостатком данного способа является его низкая производительность, невозможность применения по крупным объектам метеоритно-кометного вещества и большие энергозатраты.

Также известен способ разрушения фрагментов космического мусора, состоящего из метеоритов и техногенного загрязнения, путем ударно-кинетического воздействия за счет создания препятствия из распыленных мелкодисперсных частиц взрывчатого вещества на пути следования космического мусора (2). Недостатком данного способа является недостаточная эффективность при применении по крупным фрагментам метеоритно-кометного вещества.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ разрушения объекта, состоящего из метеоритно-кометного вещества, с достижением технического результата в виде повышения производительности и эффективности разрушения с широким спектром их характеристик (3).

В данном способе эффект достигается за счет разрушения фрагмента объекта космического мусора, состоящего из метеоритно-кометного вещества, путем воздействия на этот объект взрывами взрывчатых веществ в приповерхностных слоях метеоритно-кометного вещества с использованием последовательно запускаемых к объекту из метеоритно-кометного вещества космических перехватчиков, указанные взрывы производят последовательно серией с изменяющейся частотой, согласованной с геометрическими размерами и плотностью данного метеоритно-кометного вещества, полученными с использованием дистанционного зондирования и спектрографического исследования, и последовательно увеличивающейся мощностью вышеуказанных взрывов.

При этом космические перехватчики запускают с космической платформы, на которой установлено устройство наведения на цель.

Перед запуском перехватчиков с взрывчатыми веществами запускают первый перехватчик с размещенным на нем вместо взрывчатого вещества приводным маяком для привода стартующих позже перехватчиков.

Серию взрывов производят с увеличивающейся, уменьшающейся частотой или по заранее заданному закону.

Недостатком данного способа является невозможность изменить траекторию полета крупного астероида или ядра кометы в том случае, если не достигнут эффект разрушения.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа изменения траектории полета объекта в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, с уводом его в сторону от орбиты Земли в том случае, если отсутствует возможность разрушить это небесное тело.

Данная задача решается тем, что в способе изменения траектории полета объекта в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, с уводом его в сторону от орбиты Земли, путем воздействия на этот объект взрывами взрывчатых веществ в приповерхностных слоях метеоритно-кометного вещества, производимыми последовательно серией, согласованной с геометрическими размерами и плотностью данного объекта, с использованием последовательно запускаемых к объекту из метеоритно-кометного вещества космических перехватчиков, в соответствии с изобретением каждый взрыв в серии указанных взрывов производят отделяющимися от космических перехватчиков пространственно распределенными группами зарядов взрывчатого вещества одновременно, причем каждый заряд взрывчатого вещества предварительно снабжают детонатором и дистанционным устройством одновременного подрыва всех зарядов группы, заряды в каждой группе зарядов взрывают по линии воображаемой окружности на поверхности космического объекта и равномерно по поверхности воображаемого купола, опирающегося на эту окружность, причем в вершине воображаемого купола производят взрыв заряда большей мощности, а остальные взрывы производят зарядами равной мощности, каждый заряд взрывчатого вещества снабжают емкостью с жидкостью, ориентированной относительно заряда взрывчатого вещества внутрь воображаемого купола, а дистанцию между космическими перехватчиками выбирают большей дистанции самопроизвольной детонации зарядов от предыдущей серии взрывов, при этом космические перехватчики снабжают системой управления, двигателями коррекции траектории полета, двигателями выравнивания скоростей данных перехватчиков и космического объекта, а также устройством наведения на цель.

Кроме того данный способ для решения поставленной задачи предполагает отличия в том, что воображаемый купол формируют разной формы, в том числе сферической, эллиптической, параболической, произвольной, а для взрывов используют в том числе ядерные и термоядерные заряды, причем в вершине воображаемого купола взрывы производят в том числе зарядом равной или меньшей мощности.

Далее предлагаемый способ поясняется с помощью схемного чертежа, где на фиг. 1 - космический перехватчик, на фиг. 2 - заряд взрывчатого вещества и емкость с жидкостью, на фиг. 3 представлена схема подлета космических перехватчиков к космическому объекту, а на фиг. 4 - схема формирования воображаемого купола зарядами взрывчатого вещества.

Способ изменения траектории полета объекта в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, с уводом его в сторону от орбиты Земли осуществляется следующим образом.

Пересекающий орбиту Земли объект 1 в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, обладающий скоростью $${\overline{V}}^1$$ , уводят с траектории полета последовательно запускаемыми космическими перехватчиками 2 путем воздействия на этот объект взрывами взрывчатых веществ 3, в приповерхностных слоях метеоритно-кометного вещества, производимыми последовательно серией, согласованной с геометрическими размерами и плотностью данного объекта. Каждый взрыв в серии указанных взрывов производят отделяющимися от космических перехватчиков пространственно распределенными группами зарядов взрывчатых веществ 4 одновременно, в том числе ядерными и термоядерными, причем каждый заряд взрывчатого вещества 4 предварительно снабжают детонатором 5 и дистанционным устройством одновременного подрыва 6 всех зарядов группы. Также каждый заряд взрывчатого вещества снабжают емкостью с жидкостью 7 ориентированной относительно заряда внутрь воображаемого купола 8, в том числе сферической, эллиптической, параболической или произвольной формы, опирающегося на линию воображаемой окружности 9 на поверхности космического объекта. Дистанцию L между космическими перехватчиками 2 выбирают большей дистанции самопроизвольной детонации зарядов 4 от предыдущей серии взрывов, при этом космические перехватчики 2 снабжают системой управления 10, двигателями коррекции траектории полета 11, двигателями выравнивания скоростей 12 данных перехватчиков и космического объекта, а также устройством наведения на цель 13.

Перехватчик 2 использует устройство наведения на цель 13, сближается с объектом 1, применяет двигатели выравнивания скоростей 12 и выравнивает с объектом 1 вектор и модуль скорости $${\overline{V}}^1$$ и, используя двигатели коррекции траектории, плавно подлетает к объекту 1 со скоростью $${\overline{V}}^2$$ . При этом перехватчик высвобождает взрывчатое вещество 3, которое после отделения распадается на группу зарядов взрывчатого вещества 4, формирующую в своем пространственном расположении воображаемый купол 8, опирающийся на воображаемую окружность 9. Как только какой-нибудь заряд взрывчатого вещества 4 первым подлетит на эффективное расстояние взрыва к объекту 1, срабатывает дистанционное устройство одновременного подрыва 6 всех зарядов группы, после чего одновременно срабатывают детонаторы 5 всех зарядов 4, один из которых расположен в вершине воображаемого купола 8 и имеет большую, равную или меньшую мощность, чем каждый другой заряд в группе, кроме того, все остальные заряды имеют одинаковую мощность. Емкости с жидкостью 7 каждого заряда взрывчатого вещества 4 ориентируют внутрь воображаемого купола 8, при взрыве происходит распыление и мгновенное испарение жидкости внутри воображаемого купола 8 за счет энергии взрыва, при этом внутри воображаемого купола 8 создается давление образовавшихся газов, которые энергией взрывов зарядов взрывчатых веществ 4 оттесняются во внутреннюю область воображаемого купола 8 и вниз за счет заряда взрывчатого вещества 4, расположенного в вершине воображаемого купола 8, причем давление образовавшегося газа создает в площади воображаемой окружности 9 распределенную силу, оказывающую воздействие на объект 1, отчего объект 1 меняет вектор скорости $${\overline{V}}^1$$ и продолжает движение по другой траектории, уводящей от столкновения с Землей. Заряды взрывчатых веществ 4 распределены равномерно по линии воображаемой окружности 9 и поверхности воображаемого купола 8 с тем, чтобы создать преграду для преждевременного истечения перегретого газа за пределы воображаемого купола 8, а заряд взрывчатого вещества 4 в вершине купола запирает перегретые газы сверху, что создает временный эффект замкнутого пространства с перегретыми газами внутри. Последовательный запуск группы перехватчиков 2 усиливает эффект изменения вектора скорости объекта 1 и еще больше снижает вероятность столкновения объекта 1 с Землей.

Что в конечном итоге приводит к решению поставленной задачи: создание способа изменения траектории полета объекта в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, с уводом его в сторону от орбиты Земли в том случае, если отсутствует возможность разрушить это небесное тело.

Изобретение может быть практически реализовано несколько по-другому, чем конкретно описано, без отступления от сущности изобретения и в объеме заявленной формулы.

Источники информации

1. Патент РФ №2040449, кл. B64G 9/00, опубл. 27.07.1995 г.

2. Патент РФ №2204508, кл. B64G 99/00, 1/56 от 2002 г.

3. Патент РФ №2462401, кл. G99/00, 1/56 от 27.09.2012 г.

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для защиты Земли от космических объектов (КО). Формируют линию воображаемой окружности на поверхности КО и равномерно по поверхности воображаемого купола, опирающегося на эту окружность, устанавливают группы зарядов, воздействуют на КО последовательно серией, согласованной с геометрическими размерами и плотностью КО, взрывов, отделяющихся от космических перехватчиков с системой управления, двигателями коррекции траектории полета, двигателями выравнивания скоростей и устройством наведения на цель, пространственно распределенных групп ядерных или термоядерных зарядов взрывчатых веществ с детонатором, жидкостью и дистанционным устройством одновременного подрыва всех зарядов группы в приповерхностных слоях метеоритно-кометного вещества, при этом в вершине воображаемого купола производят взрыв зарядов большей, или равной, или меньшей мощностей, а остальные взрывы производят зарядами равной мощности. Воображаемый купол формируют сферической, эллиптической, параболической и произвольной формами. Изобретение позволяет изменить траекторию полёта КО к Земле без разрушения. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ изменения траектории полета космического объекта в виде крупного метеорита, астероида или ядра кометы, с уводом его в сторону от орбиты Земли, путем воздействия на этот объект взрывами взрывчатых веществ в приповерхностных слоях метеоритно-кометного вещества, производимыми последовательно серией, согласованной с геометрическими размерами и плотностью данного объекта, с использованием последовательно запускаемых к объекту из метеоритно-кометного вещества космических перехватчиков, отличающийся тем, что каждый взрыв в серии указанных взрывов производят отделяющимися от космических перехватчиков пространственно распределенными группами зарядов взрывчатого вещества одновременно, причем каждый заряд взрывчатого вещества предварительно снабжают детонатором и дистанционным устройством одновременного подрыва всех зарядов группы, заряды в каждой группе зарядов взрывают по линии воображаемой окружности на поверхности космического объекта и равномерно по поверхности воображаемого купола, опирающегося на эту окружность, причем в вершине воображаемого купола производят взрыв заряда большей мощности, а остальные взрывы производят зарядами равной мощности, каждый заряд взрывчатого вещества снабжают емкостью с жидкостью, ориентированной относительно заряда взрывчатого вещества внутрь воображаемого купола, а дистанцию между космическими перехватчиками выбирают большей дистанции самопроизвольной детонации зарядов от предыдущей серии взрывов, при этом космические перехватчики снабжают системой управления, двигателями коррекции траектории полета, двигателями выравнивания скоростей данных перехватчиков и космического объекта, а также устройством наведения на цель.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воображаемый купол формируют сферической формы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воображаемый купол формируют эллиптической формы.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воображаемый купол формируют параболической формы.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воображаемый купол формируют произвольной формы.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для взрывов используют ядерные заряды.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для взрывов используют термоядерные заряды.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в вершине воображаемого купола производят взрыв заряда равной мощности.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в вершине воображаемого купола производят взрыв заряда меньшей мощности.