Способ защиты космического аппарата от столкновения с преднамеренно сближающимся активным объектом Российский патент 2017 года по МПК B64G1/00 

Изобретение относится к области обеспечения долговременного устойчивого развития космической деятельности и может быть использовано для защиты космического аппарата от столкновения с преднамеренно сближающимся активным объектом.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №95115874/11, МПК B64G 9/00, 1995 год. «Способ селекции космических объектов» (Атнашев А.Б., Атнашев В.Б., Докукин В.Ф., Землянов А.Б., Чуев В.И.), предназначенное для селекции пассивных космических объектов и обнаружения с борта космической станции (КС) фрагментов частиц, движущихся по траекториям опасного сближения. Сущность изобретения заключается в том, что проводят пеленгацию космических объектов, находящихся вблизи КС (в зоне действия пеленгатора). При этом измеряют два параметра: текущее взаимное положение КС и пеленгуемого объекта, а также относительную радиальную скорость. На основании этих данных осуществляют идентификацию космического объекта. К недостаткам способа следует отнести необходимость применения радиолокационной аппаратуры на борту КС, что приводит к увеличению массы, габаритных размеров и бортовой энергетики КС, а также отсутствие возможности его использования для защиты КА от воздействия преднамеренно приближающихся активных объектов.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: заявка №2011131723/11, МПК B64G 1/00, B64G 1/56, 2011 год. «Способ разрушения фрагментов космического мусора» (Мирошников С.Ю., Сорокин С.В., Хмелыциков М.В., Тимофеев Ю.Т.), которое предназначено для защиты от космического мусора, метеоритов и других опасных объектов, а также для очистки околоземного космического пространства от КА, прекративших активное существование, и их обломков. Предложенный способ может быть использован, например, для предотвращения столкновения крупных фрагментов космического мусора с Землей. Способ разрушения космического мусора заключается в воздействии на опасный объект взрывами взрывчатых веществ в приповерхностных слоях вещества с использованием последовательно запускаемых к опасному объекту космических перехватчиков. Взрывы производят последовательно серией с изменяющейся частотой, согласованной с геометрическими размерами и плотностью опасного объекта, в том числе метеоритно-кометного происхождения. Необходимую информацию о свойствах опасного объекта получают с использованием дистанционного зондирования и спектрографических исследований. Взрывы последовательно увеличиваются по мощности. Достигается повышение производительности и эффективности разрушения фрагментов космического мусора с широким спектром их характеристик. К недостаткам способа относится необходимость предварительного дистанционного зондирования и проведения спектрографических исследований, что выполняется с использованием наземных средств контроля космического пространства.

Известно защищенное патентом изобретение - прототип: заявка №2008108324/11, МПК B64G 1/52, B64G 1/56, 2008 год. «Способ защиты космических аппаратов» (Новосельцев Д.Α.), которое предназначено для защиты космических аппаратов от столкновения с объектами естественного и искусственного происхождения различной массы и степени дисперсности. Способ заключается в том, что в направлении потенциально опасных объектов перед КА направляют экран, который выполняют в виде твердого тела малой плотности. Экран выдувают газом из полимерного материала с малым временем затвердевания в условиях вне защищаемого КА. Полимерный материал или его смесь с указанным газом обладают свойством детонации при столкновении с опасными объектами. Габаритные размеры и массу экрана выбирают достаточными для разрушения указанных объектов и отклонения их фрагментов от КА. В направлении опасных объектов может быть направлено, при необходимости, несколько экранов необходимой массы и габаритных размеров. Экраны могут формироваться непосредственно перед отделением от КА из вспененного полимерного материала или аэрогеля путем вспенивания жидкого полимерного материала или выдувания порошкообразного компонента газом. Техническим результатом изобретения является обеспечение многократной и эффективной защиты КА от столкновений с потенциально опасными объектами и их группами при минимальной массе используемых для этого средств. Данный способ требует использования наземных средств контроля космического пространства, которые не обладают достаточной эффективностью при работе в области высоких орбит и геостационарной орбиты, особенно в случае малых размеров космических объектов, сближающихся с космическим аппаратом и представляющих опасность. Помимо сложности обнаружения опасных объектов малой размерности дополнительным недостатком способа-прототипа является задержка выдачи команды на отделение защитного экрана за счет использования наземного контура управления, что повышает вероятность столкновения космического аппарата с приближающимся активным объектом.

Целью предлагаемого изобретения является защита космического аппарата от столкновения с преднамеренно сближающимся активным объектом.

Указанная цель достигается в заявляемом способе защиты космического аппарата от столкновения с преднамеренно сближающимся активным объектом. Согласно заявляемому способу в направлении активного объекта выпускают защитный экран для его разрушения и отклонения образовавшихся фрагментов. Экран выпускают при обнаружении непрерывной последовательности сигналов с нарастающей амплитудой. Указанные сигналы являются достоверным признаком преднамеренного приближения активного объекта к защищаемому космическому аппарату (заявка на предлагаемое изобретение №2015129373/11(045378), МПК B64G 3/00, 2015 год. «Способ обнаружения преднамеренного сближения активного объекта с космическим аппаратом» - Яковлев М.В., Яковлева Т.М., Яковлев Д.М.). Направление движения экрана определяют по данным о пространственной ориентации детекторов с максимальными показаниями амплитуды принимаемых сигналов. Эти детекторы выбирают среди набора плоских детекторов, расположенных на поверхности двух сферических оболочек (заявка на предлагаемое изобретение №2015152105/11(080336) от 07.12.2015 г., МПК B64G 3/00, 2015 год. «Способ определения направления на активный объект, преднамеренно сближающийся с космическим аппаратом» - Яковлев М.В., Яковлева Т.М., Яковлев Д.М.). Одна из сферических оболочек находится на защищаемом космическом аппарате, вторая - на малом космическом аппарате, сопровождающем защищаемый аппарат.

Все операции выполняются автономно без подключения наземного контура управления. Это обеспечивает высокую надежность идентификации потенциально опасных ситуаций и повышает оперативность выполнения защитных мероприятий.

Таким образом, реализуемость и эффективность заявляемого способа не вызывают сомнений.

Изобретение относится к области обеспечения долговременного устойчивого развития космической деятельности и может быть использовано для предупреждения столкновений космического аппарата с преднамеренно сближающимся активным объектом. Cпособ защиты космического аппарата от столкновения с преднамеренно сближающимся активным объектом, согласно которому экран выпускают при обнаружении непрерывной последовательности сигналов с нарастающей амплитудой, а направление движения экрана определяют по данным о пространственной ориентации детекторов с максимальными показаниями амплитуды регистрируемых сигналов среди набора плоских детекторов на поверхности двух сферических оболочек, которые устанавливают на защищаемом космическом аппарате и на малом космическом аппарате, сопровождающем защищаемый космический аппарат. Техническим результатом является обеспечение высокой надежности идентификации потенциально опасных ситуаций и повышение оперативности выполнения защитных мероприятий.

Способ защиты космического аппарата от столкновения с преднамеренно сближающимся активным объектом, согласно которому выпускают защитный экран в направлении активного объекта, причем экран выпускают при обнаружении непрерывной последовательности сигналов с нарастающей амплитудой, а направление движения экрана определяют по данным о пространственной ориентации детекторов с максимальными показаниями амплитуды регистрируемых сигналов среди набора плоских детекторов, расположенных на поверхности двух сферических оболочек, которые устанавливают на защищаемом космическом аппарате и на малом космическом аппарате, сопровождающем защищаемый космический аппарат.