КОСМИЧЕСКИЙ ЗОНД Российский патент 2019 года по МПК B64G4/00 

Изобретение относится к средствам исследования спутников и планет, производящих выбросы водосодержащих вулканических газов, например, спутника Сатурна Энцелада, карликовой планеты Цереры, и может быть использовано при изготовлении космических зондов, а также для их наземной экспериментальной отработки.

Из уровня техники известен космический зонд, перемещаемый под действием силы тяжести, выполненный помещаемым в струю вулканических газов космического объекта и снабженный средством для увеличения его массы в отношении к площади миделя. Данным средством служит обледеняемая часть зонда, на которой образуется лед из вулканических водяного пара и капелек воды и/или за счет налипания микроскопических ледяных частиц. При этом исходная обледеняемая часть выполнена с увеличивающейся площадью миделя обледеняемой части при ее обледенении /RU 2659919 С1; В64G 4/00; 17.08.2017; 04.07.2018/.

Выполнение исходной обледеняемой части космического зонда с увеличивающейся площадью миделя обледеняемой части при ее обледенении определяет низкую эффективность обледеняемой части ввиду того, что увеличение площади миделя увеличивает силу сопротивления струи газов, в которой движется обледеняемая часть.

Задачей изобретения является повышение эффективности действия обледеняемой части космического зонда.

Указанная задача решена за счет того, что в космическом зонде, перемещаемом под действием силы тяжести, выполненном помещаемым в струю вулканических газов космического объекта и снабженным средством для увеличения массы в виде обледеняемой части зонда, обледеняемая часть зонда выполнена в виде свернутого троса, разворачиваемого при обледенении.

Изобретение характеризуется следующим существенным отличительным признаком: выполнением обледеняемой части космического зонда в виде свернутого троса, разворачиваемого при обледенении.

Указанный существенный отличительный признак позволяет повысить эффективность действия обледеняемой части космического зонда.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен космический зонд с обледеняемой частью на стадии развертывания троса при обледенении, общий вид.

Космический зонд 1 снабжен средством для увеличения массы в виде обледеняемой части, выполненной в виде свернутого троса 2, разворачиваемого при образовании льда 3 с помощью вала 4 и деформирующего ролика 5.

Космический зонд 1 вводят в струю вулканических газов космического объекта путем встречного движения зонда 1 к истечению вулканических газов, например, выпусканием снабженного зондом 1 реактивного, гравитационного или иного снаряда в струю вулканических газов с орбитального космического аппарата.

Попав в струю вулканических газов, зонд 1 приводит в действие вал 4, разворачивающий трос 2. Для придания свернутому тросу 2 развернутой формы используют деформирующий ролик 5. Под действием силы тяжести и веса образующегося на тросе 2 льда 3 трос 2 принимает вертикальное положение, параллельное направлению струи истекающих вулканических газов. За счет увеличения массы троса 2 откладывающимся на нем льдом 3 в отношении к площади миделя троса 2 космический зонд 1 под действием силы тяжести продвигается против направления истечения струи вулканических газов.

Для повышения интенсивности образования льда 3 на тросе 2 может быть использовано охлаждающее вещество, например, сжиженный газ, стекающий под действием силы тяжести по развернутому тросу 2. Вращение вала 4, разворачивающего трос 2, может быть обеспечено, например, электроприводом с помощью солнечных батарей, электрических аккумуляторов, электрохимических генераторов, ядерных батарей и т.п. Для облегчения разворачивания свернутого троса 2 перед разворачиванием может быть предусмотрен его прогрев, например, химический или электрический.

Обеспечиваемое медленным наращиванием массы льда 3 плавное перемещение зонда 1 в струе вулканических газов облегчает произведение замеров и анализов при исследовании активных извержений вулканов космических объектов на разных высотах или глубинах погружения в жерла вулканов.

Разворачивание и обледенение троса 2 может быть использовано также для обеспечения мягкой посадки зонда 1 на космический объект, например, путем прилипания и примерзания /примораживания/ обледеняемого троса 2 к твердой поверхности внутри кратера или жерла вулкана космического объекта. В этом случае обледеневший развернутый трос 2 служит арматурой, повышающей прочность и эксплуатационную надежность опоры космического зонда 1 в виде ледяного столба.

Разворачивание троса 2 ведет к уменьшению площади миделя обледеняемой части зонда 1 за счет уменьшения площади миделя развернутого троса 2, располагаемого под действием веса образующегося льда 3 параллельно направлению истечения струи вулканических газов, по сравнению с площадью миделя свернутого троса 2. При этом сокращение площади миделя исходной обледеняемой части повышает отношение массы откладывающегося на тросе 2 льда 3 к площади миделя обледеняемой части, что улучшает продвижение зонда 1 в струе вулканических газов космического объекта под действием силы тяжести.

Изобретение осуществляют с помощью известных методов и средств.

Таким образом, выполнение обледеняемой части космического зонда 1 в виде свернутого троса 2, разворачиваемого при обледенении, благодаря расположению развернутого троса 2 под действием веса образующегося льда 3 параллельно направлению истечения струи вулканических газов, за счет сокращения площади миделя исходной обледеняемой части, повышающего отношение массы откладывающегося на тросе 2 льда 3 к площади миделя обледеняемой части, улучшает продвижение зонда 1 в струе вулканических газов космического объекта под действием силы тяжести и тем самым повышает эффективность действия обледеняемой части космического зонда 1.

Изобретение относится к средствам исследования спутников и планет, производящих холодные выбросы водосодержащих вулканических газов, а также для наземной экспериментальной отработки таких зондов. Зонд (1), помещаемый в струю вулканических газов, снабжен средством для увеличения его массы в виде обледеняемого троса (2), первоначально свернутого на валу (4). Трос (2) развёртывается по мере образования с его свободного конца льда (3) из вулканических водяного пара и капелек воды и/или за счёт налипания микроскопических ледяных частиц. При развёртывании троса может быть использован ролик (5). Технический результат состоит в более эффективном действии обледеняемой части зонда путём снижения (или даже исключения) роста газодинамического сопротивления зонда по мере обледенения. 1 ил.

Космический зонд, перемещаемый под действием силы тяжести, выполненный помещаемым в струю вулканических газов космического объекта и снабженный средством для увеличения массы в виде обледеняемой части зонда, отличающийся тем, что обледеняемая часть зонда выполнена в виде свернутого троса, разворачиваемого при обледенении.