СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАЩИТЫ ИСКУССТВЕННОГО ОБЪЕКТА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА Российский патент 2020 года по МПК B64G1/52 E04H9/00 

Изобретение относится к космической технике и космической архитектуре и может быть использовано для защиты космических станций и обитаемых баз от вредного воздействия факторов космического пространства, таких как радиация, экстремальные температуры, микрометеороиды в природных условиях Луны, Марса, Меркурия и других естественных космических объектов.

Из уровня техники известен способ выполнения защиты искусственного объекта от воздействия факторов космического пространства, включающий обнесение защищаемого искусственного объекта на естественном космическом объекте несущей структурой и несущей поверхностью, на которую укладывают встык между собой средства защиты в виде оболочек, заполненных реголитом, при этом оболочки укладывают по крайней мере в два слоя с перекрытием стыков между оболочками нижележащего слоя оболочками вышележащего слоя. При этом несущую структуру и несущую поверхность выполняют сборными арочными или балочными и монтируют на естественном космическом объекте /RU 2624893 С1; В64G 1/54, 1/56, 1/58; 25.02.2016; 07.07.2017/.

Выполнение несущей структуры и несущей поверхности сборными и монтирование их на естественном космическом объекте в силу многодельности и низкой технологичности возведения несущей структуры и несущей поверхности на естественном космическом объекте снижает эффективность действия конструкции в космическом пространстве, а также увеличивает трудозатраты и продолжительность возведения конструкции на естественном космическом объекте.

Кроме того, конструкции, представленные на фиг. 2, 3, 4, 5, 6 и 8 указанного аналога неработоспособны, поскольку используют в качестве несущей структуры арочные конструкции, являющиеся распорными /Большая советская защиклопедия, третье издание, т.21, стр. 469, столбец 1395/, без применения приспособлений, воспринимающих распор. При нагружении таких конструкций средствами защиты в виде оболочек, заполненных реголитом, арочная несущая структура разрушится от распорных усилий. В указанном аналоге работоспособна только несущая структура, изображенная на фиг. 7, которая предусматривает использование для выполнения несущей структуры балочных конструкций, которые являются безраспорными. Однако применение балочных конструкций для несущей структуры на естественном космическом объекте требует заглубления в грунт защищаемого искусственного объекта, что увеличивает трудозатраты и продолжительность возведения конструкции на естественном космическом объекте.

Задачей изобретения является повышение эффективности действия конструкции в космическом пространстве, снижение трудозатрат и продолжительности возведения конструкции на естественном космическом объекте.

Указанная задача решена за счет того, что в способе выполнения защиты искусственного объекта от воздействия факторов космического пространства, включающем обнесение защищаемого искусственного объекта на естественном космическом объекте несущей структурой с несущей поверхностью, на которую укладывают встык между собой средства защиты в виде оболочек, заполненных реголитом, при этом оболочки укладывают по крайней мере в два слоя с перекрытием стыков между оболочками нижележащего слоя оболочками вышележащего слоя, несущую структуру с несущей поверхностью выполняют зонтичной и раскрывают на естественном космическом объекте, а в нижней части искусственного объекта выполняют кольцо, воспринимающее растягивающие усилия.

Изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных отличительных признаков: выполнением несущей структуры с несущей поверхностью зонтичной с раскрыванием ее на естественном космическом объекте; выполнением в нижней части искусственного объекта кольца, воспринимающего растягивающие усилия.

Указанная совокупность существенных отличительных признаков позволяет повысить эффективность действия конструкции в космическом пространстве и снизить трудозатраты и продолжительность возведения конструкции на естественном космическом объекте.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен размещенный на естественном космическом объекте искусственный объект, общий вид, совмещено: на левой половине - на стадии раскрытия несущей структуры с несущей поверхностью; на правой половине - после укладки заполненных реголитом оболочек.

Размещенный на естественном космическом объекте 1 искусственный объект 2 обнесен несущей структурой 3 с несущей поверхностью 4, на которую укладывают заполненные реголитом оболочки 5. Искусственный объект 2 в нижней части снабжен регулировочными опорами 6, в верхней части - кольцом 7 и шлюзом 8.

Изобретение ориентировано преимущественно на освоение Луны. Исследования показывают, что слой реголита толщиной 2-3 м может служить защитой от космических лучей, толщиной 1-3 м - от характерного для Луны резкого перепада температур и воздействия микрометеоритов /Луна - шаг к технологиям освоения Солнечной системы. Под ред. В.П. Легостаева - М.: РКК "Энергия", 2011, стр. 277, 210/. Реголит может использоваться для защиты от воздействия вредных факторов космического пространства как заполнение оболочек 5 из материала на основе стекловолокна, укладываемых послойно с перевязкой /перекрытием/ стыков /RU 2624893 С1; 07.07.2017/.

Основой для укладки оболочек 5, наполненных реголитом, служит несущая структура 3 с несущей поверхностью 4, которую выполняют зонтичной и раскрывают на естественном космическом объекте 1. При этом искусственный объект 2 выполняют в форме цилиндра, устанавливаемого на естественном космическом объекте 1 вертикально. В верхней части цилиндра размещают входной шлюз 8, ограждающие конструкции которого выполняют полыми и заполняют реголитом на естественном космическом объекте 1.

Несущую структуру 3 с несущей поверхностью 4 размещают в сложенном состоянии вокруг цилиндрической поверхности искусственного объекта 2 и по конструкции выполняют аналогично складному зонту. На время космического полета конструкцию защищают удаляемой оболочкой. Несущую структуру 3 выполняют из металла, несущую поверхность 4 - например, из ткани на основе стекловолокна. Наряду со шлюзом 8 целесообразно также выполнение шлюзов в защищаемое пространство из искусственного объекта 2 и снаружи конструкции.

В раскрытом состоянии зонтичная несущая структура 3 с несущей поверхностью 4, на которой размещены заполненные реголитом оболочки 5, представляет собой купол. В нижней части зонтичная несущая структура 3 соединена с цилиндрическим искусственным объектом 2 тросовыми металлическими затяжками, воспринимающими распор. Для крепления затяжек в нижней части искусственного объекта 2 выполняют кольцо, воспринимающее растягивающие усилия. Для восприятия сжимающих усилий от купола в верхней части цилиндрического искусственного объекта 2 располагают кольцевой элемент /сжатое кольцо 7/. Для обеспечения пространственной жесткости и устойчивости несущую структуру 3 снабжают связями жесткости. Нижний край несущей поверхности 4 укрепляют, например, многослойным подгибом ткани. Оболочки 5 нижних рядов при укладке скрепляют с несущей структурой 3 и несущей поверхностью 4 связями /креплениями/, предотвращающими отрыв оболочек 5.

Посадку искусственного объекта 2 на естественный космический объект 1 выполняют в вертикальном положении искусственного объекта 2. Если есть возможность осуществить посадку искусственного объекта 2 на скальное основание, то такой посадочной площадке следует отдавать предпочтение. После посадки удаляют защитную оболочку конструкции и раскрывают несущую структуру 3 с несущей поверхностью 4. Затем регулировочными опорами 6 структуре 3 с несущей поверхностью 4 придают пространственное положение, наиболее соответствующее рельефу /поверхности/ площадки, на которую осуществлена посадка. Далее устанавливают связи жесткости, проверяют натяжение затяжек, в случае необходимости натяжение выравнивают, например, с помощью талрепов или других приспособлений. Затем заполняют реголитом полые ограждающие конструкции входного шлюза 8 и оболочки 5. Далее кольцеобразными рядами снизу доверху на несущую поверхность 4 укладывают заполненные реголитом оболочки 5. После этого на первый слой оболочек 5 аналогичным образом с перевязкой /перекрытием/ стыков укладывают последующий /последующие/ слои оболочек 5.

Изобретение осуществляют с помощью известных методов и средств.

Таким образом, выполнение несущей структуры 3 с несущей поверхностью 4 зонтичной с раскрыванием ее на естественном космическом объекте 1 за счет трансформируемоети конструкции, ее компактности при космической перевозке и простоты раскрытия на естественном космическом объекте 1 позволяет повысить эффективность действия конструкции в космическом пространстве и снизить трудозатраты и продолжительность возведения конструкции на естественном космическом объекте 1.

При этом выполнение в нижней части искусственного объекта 2 кольца, воспринимающего растягивающие усилия, за счет восприятия этим кольцом распора, передаваемого тросовыми металлическими затяжками от нижней части зонтичной несущей структуры 3 к воспринимающему растягивающие усилия кольцу позволяет избежать заглубления в грунт на естественном космическом объекте 1 искусственного объекта 2 и сопряженных с этим работ /операций/ и тем самым снизить трудозатраты и продолжительность возведения конструкции на естественном космическом объекте 1.

Изобретение относится к космической строительной технике. На естественном космическом объекте (1) размещают искусственный объект (2), обнесенный несущей структурой (3) с несущей поверхностью (4), на которую, после её раскрытия, укладывают заполненные реголитом оболочки (5). Несущую структуру выполняют зонтичной и соединяют с искусственным объектом (2). В нижней части зонтичная несущая структура (3) соединена с искусственным объектом (2) тросовыми затяжками, воспринимающими распор. Для крепления затяжек в нижней части объекта (2) выполняют силовое кольцо (не показано). Для восприятия сжимающих усилий от купола в верхней части объекта (2) располагают другое силовое кольцо (7). Технический результат состоит в снижении трудозатрат и продолжительности возведения защитной конструкции на естественном космическом объекте при обеспечении её необходимой жёсткости и устойчивости. 1 ил.

Способ выполнения защиты искусственного объекта от воздействия факторов космического пространства, включающий обнесение защищаемого искусственного объекта на естественном космическом объекте несущей структурой с несущей поверхностью, на которую укладывают встык между собой средства защиты в виде оболочек, заполненных реголитом, при этом оболочки укладывают по крайней мере в два слоя с перекрытием стыков между оболочками нижележащего слоя оболочками вышележащего слоя, отличающийся тем, что несущую структуру с несущей поверхностью выполняют зонтичной и раскрывают на естественном космическом объекте, причём в нижней части зонтичную несущую структуру соединяют с искусственным объектом тросовыми затяжками, для крепления которых в нижней части искусственного объекта выполняют кольцо, воспринимающее растягивающие усилия.