СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ВИЗУАЛЬНО ВОСПРИНИМАЕМОЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2019 года по МПК H04L29/00 H04N1/00 

Изобретение относится к области информации, в частности, к способам передачи визуально воспринимаемой информации посредством сформированного соответствующим образом изображения.

Известны способы передачи визуально воспринимаемой информации с помощью световых сигналов (света, цвета, дыма, и др.), печатных текстов и графических изображений (книги, рекламные щиты, картины, и др.), оптического телеграфа, телевидения и т.д. (см., например, С.В. Батусов. Светосигнальные установки. М.: Энергия, 1979). Известен также способ визуально воспринимаемой информации, включающий формирование изображения на некоторой высоте от поверхности Земли путем поднятия на эту высоту группы летательных аппаратов, каждый из которых представляет собой элемент изображения, соответствующим образом расположенный в пространстве (см., например, журнал "Крылья родины", №7, 1952, стр. 2 обложки).

Однако все указанные способы передачи информации действуют либо в некоторой локальной области досягаемости, не превышающей нескольких квадратных километров, либо требуют для приема и преобразования информационных сигналов специальных технических средств (например, телеприемников).

Известен также способ передачи визуально воспринимаемой информации, включающий формирование точечных изображений на околопланетных орбитах посредством искусственных спутников (см. патент РФ №2093967, приоритет от 27.02.1991) - ближайший аналог.

Операция "формирование изображения" (иначе - формирование определенного построения и пространственной ориентации специализированных элементов изображения) на околопланетной (в частности, околоземной) орбите есть необходимое и достаточное условие, которое, вкупе с природными факторами, действующими в условиях орбитального полета (космическим фоном, градиентом освещенности Солнцем спутников-носителей изображения и подспутниковой зоны наблюдаемости - области информационной досягаемости, возможностью "включения" естественных небесных тел в число носителей изображения, глобальностью и периодичностью охвата поверхности планеты без существенных энергетических затрат после выведения и развертывания, др.), обеспечивает возможность осуществления изобретения - ближайшего аналога. Следует отметить, что способ передачи визуально воспринимаемой информации - ближайший аналог не требует для приема и преобразования информационных сигналов специальных технических средств. Специфическими особенностями передачи информации по предлагаемому техническому решению являются глобальная площадь и межконтинентальная география охвата, возможность обеспечения строгой периодичности появления информационных сообщений, возможность реализации режимов "мигания" ("мерцания", "пульсирования"), например, посредством соответствующей закрутки элементов орбитального изображения, обеспечения продолжительности штатного функционирования носителей изображения до нескольких месяцев.

Недостатком ближайшего аналога является сложность практической реализации некоторых специфических изображений типа "салют" ("фейерверк", "метеорный дождь"), охватывающих значительную часть небосвода над зоной наблюдения космического информационного построения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение, является осуществление практической реализации визуально наблюдаемых короткоживущих изображений типа "салют" ("фейерверк", "метеорный дождь"), охватывающих значительную часть небосвода над зоной наблюдения, в т.ч. проводимых одновременно с демонстрацией визуально наблюдаемых изображений в виде орбитального построения - "символа" ("текста", "знака" и т.п. в соответствии с техническим решением - ближайшим аналогом).

Данный технический результат достигается тем, что в способе передачи визуально воспринимаемой информации, включающем формирование изображения из выводимых на орбиту искусственных спутников планеты, - указанные искусственные спутники выводят на орбиту заблаговременно в составе космического аппарата-носителя, при формировании орбитального изображения искусственные спутники отделяют от аппарата-носителя и сообщают им импульс характеристической скорости до 500 м/с таким образом, чтобы они вошли в зону визуального наблюдения на высоте 60…100 км в программный момент времени формирования орбитального изображения, при этом в состав искусственных спутников вводят пирофорные материалы. Как правило, изменение траектории искусственных спутников осуществляют посредством ракетных двигателей. В ряде случаев искусственные спутники группируют в кассету с общим ракетным двигателем. Кроме того, допускается выведение космического аппарата-носителя на суборбитальную траекторию полета. В отдельных случаях импульс характеристической скорости в заданном направлении реализуют давлением светового лучистого потока Солнца, который формируют посредством солнечного концентратора, при этом искусственные спутники выполняют с отношением миделя к массе в диапазоне 10…1000 м²/кг.

На фиг. 1 представлена схема функционирования предложенного технического решения. Приняты обозначения:

1 - аппарат-носитель;

2 - траектория полета (рабочая орбита) аппарата-носителя;

3 - искусственный спутник;

4 - зона отделения искусственных спутников, выдача расчетных импульсов изменения траектории;

5 - попадающая траектория искусственного спутника;

6 - зона формирования орбитального изображения типа "салют", освещаемая Солнцем;

7 - зона формирования орбитального изображения типа "салют", не освещаемая Солнцем (в тени Земли);

8 - подспутниковая зона визуального наблюдения расчетного орбитального изображения;

9 - элемент "жесткого" ("пульсирующего") целевого изображения (космический аппарат - ближайший аналог).

Аппарат-носитель поз. 1 выводится на рабочую орбиту поз. 2 посредством ракеты-носителя из существующего типоряда (на фиг. 1 не показана). В расчетный момент времени аппарат-носитель поз. 1 производит отделение искусственных спутников поз. 3 в зоне поз. 4, при этом каждому искусственному спутнику (либо группе искусственных спутников) поз. 3 сообщается импульс характеристической скорости в диапазоне до 500 м/с таким образом, чтобы, двигаясь по собственным т.н. попадающим траекториям поз. 5, они вошли в зону (зоны) формирования орбитального изображения поз. 6 (поз. 7) на высоте 60…100 км в строго определенный программный момент времени.

Известно, что свечение метеоров происходит в основном на высотах от 80 до 130 км (см., например, П.Г. Куликовский "Справочник любителя астрономии", М., "Наука", 1971, стр. 103-104). При этом чем больше скорость метеора относительно Земли (при прочих равных условиях), тем на большей высоте происходит его сгорание/свечение. Для диапазона скоростей, рациональных для искусственных спутников с точки зрения энергетических затрат характеристической скорости, высота их сгорания/свечения принята в диапазоне 60…100 км. При этом в состав (в т.ч. конструкцию) искусственных спутников введены специализированные пирофорные материалы (например, алюминиево-магниевые корпусные детали, пеналы с порошкообразным натрием, барием и т.п.), за счет которых обеспечивается повышенное свечение в течение единиц секунд при сгорании спутников в атмосфере.

Следует отметить, что свечение спутников может наблюдаться при благоприятных метеоусловиях из подспутниковой зоны поз. 8 как в случае освещения Солнцем зоны формирования данного орбитального изображения - это вариант поз. 6, так и полностью в тени Земли - это вариант поз. 7. При этом в первом случае в зоне поз. 6 может также формироваться составное (для наземного наблюдателя) целевое орбитальное изображение из движущихся по небосводу "точечных" ("жестких", "пульсирующих" либо комбинированных) элементов поз. 9 (техническое решение - ближайший аналог) и "метеорного дождя" из элементов поз. 3 по предлагаемому техническому решению (своеобразный фон-декорация). Допускается "включение" в состав "звездной картины" ярких естественных небесных тел, например, Луны.

Выведение искусственных спутников поз. 3 на траекторию поз. 5 может осуществляться, например, посредством ракетных двигателей. При этом допускается группировать спутники поз. 3 в кассету (кассеты) с общим ракетным двигателем, с последующим разделением спутников после его срабатывания.

В ряде случаев космический аппарат-носитель целесообразно выводить на суборбитальную (менее одного замкнутого витка) траекторию. При этом достигается определенный энергетический выигрыш, но ужесточаются требования по временной циклограмме функционирования (создания изображения), точности навигации и угловой ориентации аппарата-носителя.

Выведение искусственных спутников поз. 3 на траекторию поз. 5 может осуществляться также за счет светового лучистого потока Солнца, направляемого в заданном направлении посредством концентратора (параболического, на базе линз Френеля и т.п.). Для реализации подобного светового разгона (торможения) искусственные спутники поз. 3 должны обладать значительной парусностью (отношением миделя освещаемой поверхности к массе): в рамках предложенного технического решения отношение миделя к массе искусственного спутника поз. 3 принято в диапазоне технологически рациональных значений 10…1000 м²/кг. Следует отметить, что уменьшение массы/размеров искусственных спутников поз. 3, в соответствии с известным соотношением "куба-квадрата" (объема - площади поверхности тела), позволяет формировать чрезвычайно эффектный для наземного наблюдателя продолжительный по времени "залповый" "звездопад" различной яркостной интенсивности.

Применение данного технического решения позволяет реализовать создание масштабного орбитального изображения - искусственного метеорного дождя, визуально наблюдаемого с Земли невооруженным глазом, в том числе соединяющего целевое "смысловое" содержание (ближайший аналог) с подобным салюту (фейерверку) эмоционально воспринимаемым фоном-"звездопадом".

Изобретение относится к области информации, в частности к способам формирования визуально воспринимаемой информации. Технический результат заключается в осуществлении практической реализации визуально наблюдаемых короткоживущих изображений типа "салют" ("фейерверк", "метеорный дождь"), охватывающих значительную часть небосвода над зоной наблюдения. Способ формирования визуально воспринимаемой информации включает образование изображения из выводимых на орбиту искусственных спутников планеты, при этом искусственные спутники выводят на орбиту заблаговременно в составе космического аппарата-носителя, при создании орбитального изображения искусственные спутники отделяют от аппарата-носителя и сообщают им импульс характеристической скорости до 500 м/с таким образом, чтобы, двигаясь по собственным траекториям, они вошли в зону визуального наблюдения на высоте 60…100 км в определенный программный момент времени формирования орбитального изображения, при этом в состав искусственных спутников вводят пирофорные материалы. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ формирования визуально воспринимаемой информации, включающий образование изображения из выводимых на орбиту искусственных спутников планеты, отличающийся тем, что искусственные спутники выводят на орбиту заблаговременно в составе космического аппарата-носителя, при создании орбитального изображения искусственные спутники отделяют от аппарата-носителя и сообщают им импульс характеристической скорости до 500 м/с таким образом, чтобы, двигаясь по собственным траекториям, они вошли в зону визуального наблюдения на высоте 60…100 км в определенный программный момент времени формирования орбитального изображения, при этом в состав искусственных спутников вводят пирофорные материалы.

2. Способ передачи визуально воспринимаемой информации по п. 1, отличающийся тем, что изменение траектории полета искусственных спутников осуществляют посредством ракетных двигателей.

3. Способ передачи визуально воспринимаемой информации по п. 2, отличающийся тем, что искусственные спутники группируют в кассету с общим ракетным двигателем и разделяют после его срабатывания.

4. Способ передачи визуально воспринимаемой информации по п. 1, отличающийся тем, что космический аппарат-носитель выводят на суборбитальную траекторию полета.

5. Способ передачи визуально воспринимаемой информации по п. 1, отличающийся тем, что импульс характеристической скорости реализуют давлением светового лучистого потока Солнца, который формируют посредством солнечного концентратора, при этом искусственные спутники выполняют с отношением миделя к массе в диапазоне 10…1000 м²/кг.