СПОСОБ УВОДА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА, ЗАВЕРШИВШЕГО АКТИВНОЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ С ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЫ Российский патент 2024 года по МПК B64G1/24 

Способ увода космического аппарата, завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для увода космического аппарата (КА), завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты (ГСО).

КА, выработавшие свой ресурс, могут оставаться на орбите в течение многих лет, засоряя таким образом околоземное космическое пространство (ОКП).

Наибольший уровень засоренности ОКП - низкоорбитальная, до высот примерно 2000 км, и область геостационарной орбиты [1, 2].

Геостационарная орбита превратилась в уникальную полосу космического пространства и широко используется для размещения телекоммуникационных, телетрансляционных, метеорологических, научно-исследовательских и прочих спутников.

Чрезвычайная загруженность этого участка разнообразными спутниками стала серьезной проблемой. По прогнозам экспертов в двадцать первом веке ожидается жесточайшее конкурентное экономическое и политическое противостояние за место на геостационарной орбите. По компетентным прогнозам в ближайшие два десятилетия геостационарная орбита в качестве наивыгоднейшего места полностью исчерпает свой ресурс.

Поэтому нефункционирующие космические аппараты на ГСО, превратившиеся в космический мусор, являются актуальной проблемой для космической деятельности.

Для удаления космического мусора в настоящее время предложен целый ряд технических решений, которые являются аналогами предлагаемого изобретения.

Например, известен способ удаления нефункционирующего космического аппарата с геостационарной орбиты путем захвата его и увода на орбиту захоронения с использованием космического аппарата - патент RU 2559392 [3]. Выводят на геостационарную орбиту КА со средством наблюдения и захвата нефункционирующего КА и дополнительным запасом компонентов топлива. Переводят КА после окончания срока активного существования в точку стояния на геостационарной орбите нефункционирующего КА. Осуществляют ориентацию относительно нефункционирующего КА. Наводят на нефункционирующий КА, захватывают нефункционирующий КА, включают двигатель КА, переводят связку космических аппаратов на орбиту захоронения.

Другим аналогом предлагаемого изобретения является способ очистки геостационарной орбиты от антропогенных объектов - патент RU 2573015 [4], включающий запуск КА на дежурную орбиту, близкую по высоте к геостационарной орбите нахождения сводимого с орбиты космического аппарата (СКА), во встречном направлении по отношению к направлению движения СКА. Производят запуск многомодульного космического аппарата (МКА). С наземного пункта управления передают МКА данные о координатах СКА и времени физического контакта с СКА. При прохождении МКА по дежурной орбите более одного витка с помощью аппаратуры МКА автономно находят заданный СКА и уточняют параметры его орбиты. Рассчитывают параметры маневра для физического контакта с СКА. Отделяют один из модулей автономного маневрирования для совершения маневра, физического контакта с СКА и сведения его с ГСО.

Недостатками аналогов являются высокие затраты на разработку и выведение специализированных космических аппаратов для удаления космического мусора с геостационарной орбиты.

Известен также способ снятия спутников с орбиты с использованием технологии аэроторможения. Принцип действия аэродинамических устройств увода КА с рабочих орбит основан на увеличении площади поперечного к направлению потока сечения КА, что приводит к увеличению силы аэродинамического сопротивления, которая направлена противоположно направлению движения КА. В качестве примера технологии увода КА, реализующей аэродинамическое торможение, следует признать аэродинамическое устройство увода космического аппарата с рабочей орбиты по технологии Gossamer Orbit Lowering Device, предложенное в 2011 году доктором Кристин Гейтс (Kristen Gates) [6]. Способ с помощью устройства увода в виде объемной конструкции в форме шара прост в применении. Этот способ выбран в качестве прототипа предложенного решения.

Недостатком прототипа является невозможность его использования для увода КА, завершившего активное функционирование, с ГСО.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в уводе космического аппарата, завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты и перевод его на геосинхронную орбиту с наклонением в плоскости Лапласа 7,3 градуса, где действие главных возмущений компенсирует друг друга.

Указанный технический результат достигается тем, что для увода КА, завершившего активное функционирование, с ГСО на его борту транспортируют крупноячеистую сеть, содержащую несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из углеродных нанотрубок (УНТ). Внутри крупноячеистой сети размещают надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ. При этом надувные баллоны покрывают тонким слоем вещества или материала с высокой отражательной способностью. Перед выводом КА на ГСО надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ герметизируют при давлении, близком нормальному атмосферному. Причем во внутренней полости надувных баллонов из пленки с волокнами из УНТ сохраняют остаточный воздух. Затем надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ в сложенном виде и в сдутом состоянии закладывают во внутренний объем крупноячеистой сети, содержащую несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ. Далее крупноячеистую сеть и размещенные внутри нее надувные баллоны в сдутом состоянии упаковывают и в упакованном виде размещают в герметичном контейнере на борту КА. После завершения активного функционирования КА на ГСО по команде и/или программе, передаваемым по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами или от бортовой вычислительной системы КА, крупноячеистую сеть, внутри которой находятся надувные баллоны в сдутом состоянии, выталкивают или выдвигают из герметичного контейнера. При этом сохраняют жесткую или гибкую механическую связь крупноячеистой сети с КА. После выхода крупноячеистой сети из герметичного контейнера внутри крупноячеистой сети разворачивают надувные баллоны. Для разворачивания в космосе надувных баллонов используют давление остаточного воздуха, находящегося в них. Вместе с тем за счет развернутых надувных баллонов крупноячеистой сети придают форму в виде объемной геометрической конструкции.

В результате на ГСО образуют космический объект, состоящий из КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами, обладающий большим отношением площади поверхности к массе.

Далее используют многократно возросшую силу светового давления солнечного излучения, действующую на связку КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами, изменяют наклонение ее орбиты и осуществляют перевод связки КА и крупноячеистой сети с ГСО на геосинхронную орбиту.

При этом одновременно измеряют параметры движения связки КА и крупноячеистой сети при помощи радиотехнических и/или оптических средств наблюдения, входящих в состав наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами. Причем данные измерений параметров движения связки КА и крупноячеистой сети передают на наземный автоматизированный комплекс управления космическими полетами, где при помощи быстродействующих электронно-вычислительных машин в результате математической обработки измерений параметров движения связки КА и крупноячеистой сети рассчитывают текущее наклонение орбиты связки КА и крупноячеистой сети. Затем контролируют процесс изменения наклонения орбиты связки КА и крупноячеистой сети, при помощи радиотехнических и/или оптических средств наблюдения, входящих в состав наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами. Далее после достижения значения наклонения орбиты связки КА и крупноячеистой сети в плоскости Лапласа 7,3 градуса по команде, передаваемой по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, осуществляют разгерметизацию или разрушение надувных баллонов, находящихся внутри сети. Вследствие разгерметизации или разрушения надувных баллонов более чем на порядок уменьшают площадь поверхности связки КА и крупноячеистой сети. В силу этого резко падает значение отношения площади поверхности связки КА и крупноячеистой сети к ее массе. В результате снижают силу светового давления солнечного излучения, действующего на связку КА и крупноячеистой сети, вследствие этого практически исключают дальнейшее влияние светового давления солнечного излучения на параметры орбиты связки.

В итоге стабилизируют наклонение геосинхронной орбиты КА, завершившего активное функционирование в плоскости Лапласа на уровне 7,3 градуса, где действие главных возмущений компенсируют друг друга. В результате связка КА и крупноячеистой сети, движущаяся по этой орбите, приобретает тренд оставаться на ней [5] стр. 21.

Существует вариант, в котором линейные размеры надувных баллонов выполняют больше линейного размера ячейки крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ.

Существует вариант, в котором внутри крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ, размещают несколько десятков надувных баллонов.

Существует вариант, в котором размеры крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ, и количество надувных баллонов рассчитывают до запуска КА, исходя из массы КА.

Существует вариант, в котором для увода с ГСО КА, завершившего активное функционирование, применяют надувные баллоны, имеющие площадь поверхности не менее чем на порядок больше площади поверхности КА.

Существует вариант, в котором используют крупноячеистую сеть, содержащую несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ, которая при разворачивании надувных баллонов приобретает вид объемной геометрической конструкции шарообразной формы.

Существует вариант, в котором после разгерметизации надувных баллонов или разрушения оболочки их фрагменты сохраняют внутри крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из углеродных нанотрубок.

Существует вариант, в котором разгерметизацию надувных баллонов осуществляют путем подачи напряжения на проволоку, изготовленную из прочного материала с высоким сопротивлением, размещенную локально на поверхности каждого надувного баллона.

Предложенный способ реализуется следующим образом. На борту К А транспортируют крупноячеистую сеть, содержащую несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ. Внутри крупноячеистой сети размещают надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ. При этом надувные баллоны покрывают тонким слоем вещества или материала с высокой отражательной способностью. Перед выводом КА на ГСО надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ герметизируют при давлении, близком нормальному атмосферному. Причем во внутренней полости надувных баллонов из пленки с волокнами из УНТ сохраняют остаточный воздух. Затем надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ в сложенном виде и в сдутом состоянии закладывают во внутренний объем крупноячеистой сети. Далее крупноячеистую сеть с размещенными внутри нее надувными баллонами в сдутом состоянии упаковывают и в упакованном виде размещают в герметичном контейнере на борту КА. После завершения активного функционирования КА на ГСО по команде и/или программе, передаваемым по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами или от бортовой вычислительной системы КА, крупноячеистую сеть, внутри которой находятся надувные баллоны в сдутом состоянии, выталкивают или выдвигают из герметичного контейнера. При этом сохраняют жесткую или гибкую механическую связь крупноячеистой сети с КА. После выхода крупноячеистой сети из герметичного контейнера, внутри крупноячеистой сети разворачивают надувные баллоны. Причем для разворачивания в космосе надувных баллонов используют давление остаточного воздуха, находящегося в них. При этом за счет развернутых надувных баллонов крупноячеистой сети придают форму в виде объемной геометрической конструкции.

В результате на ГСО образуют космический объект, состоящий из КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами, обладающий большим отношением площади поверхности к массе.

Известно, что космический объект на ГСО с большим отношением площади поперечного сечения к массе подвержен существенному воздействию светового давления [12] стр. 301-302. При этом влияние светового давления приводит к существенной эволюции эксцентриситета и наклонению его орбиты [11] стр. 333.

Причем сила светового давления пропорциональна отношению площади поверхности космического объекта к его массе [12] стр. 301-302.

Поэтому, используя многократно возросшую силу светового давления солнечного излучения, действующую на связку КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами, изменяют наклонение ее орбиты и осуществляют перевод связки КА и крупноячеистой сети с ГСО на геосинхронную орбиту [11] стр. 333.

При этом одновременно измеряют параметры движения связки КА и крупноячеистой сети при помощи радиотехнических и/или оптических средств наблюдения, входящих в состав наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами. Получаемая измерительная информация прямо или косвенно связана с траекторией движения или параметрами орбиты связки КА и крупноячеистой сети [13] стр. 164-168. Далее измерительная информация поступает на наземный автоматизированный комплекс управления космическими полетами.

Искомые параметры движения связки КА и крупноячеистой сети определяют в результате математической обработки полученных измерений при использовании современных быстродействующих ЭВМ [13] стр. 165. Далее рассчитывают текущее наклонение орбиты КА.

Затем с использованием средств внешнетраекторных измерений (радиотехнических и/или оптических), входящих в состав наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, контролируют процесс изменения наклонения орбиты связки КА и крупноячеистой сети. При этом после достижения наклонения орбиты связки КА и крупноячеистой сети в плоскости Лапласа значения 7,3 градуса по команде, передаваемой по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, осуществляют разгерметизацию или разрушение надувных баллонов, находящихся внутри сети. Разгерметизацию надувных баллонов осуществляют путем подачи напряжения на проволоку, сделанную из прочного материала с высоким сопротивлением, размещенную на поверхности каждого надувного баллона. Ток нагревает проволоку, расплавляет часть поверхности надувных баллонов, в результате разрушения оболочки происходит удаление из баллонов остаточного воздуха [7] стр. 589.

Вследствие разгерметизации или разрушения надувных баллонов, более чем на порядок уменьшают площадь поверхности связки КА и крупноячеистой сети. В силу этого резко падает отношение площади поверхности связки КА и крупноячеистой сети к ее массе. В результате уменьшают силу светового давления солнечного излучения, действующего на связку, вследствие этого практически исключают дальнейшее влияние светового давления солнечного излучения на параметры орбиты КА. В итоге созданный ранее космический объект в виде объемной геометрической конструкции значительных геометрических размеров с большим отношением площади поверхности к массе по команде, передаваемой по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, преобразуют в объект со значительно меньшим отношением площади поверхности к массе.

В результате стабилизируют наклонение геосинхронной орбиты КА, завершившего активное функционирование, в плоскости Лапласа на уровне 7,3 градуса, где действие главных возмущений компенсируют друг друга. При этом связка КА и крупноячеистой сети, движущаяся по этой орбите, приобретает тренд оставаться на ней [5] стр. 21.

Таким образом, реализуют увод космического аппарата, завершившего активное функционирование с геостационарной орбиты и перевод на геосинхронную орбиту с использованием силы светового давления солнечного излучения.

Создание на ГСО космического объекта в виде объемной геометрической конструкции значительных геометрических размеров в виде связки КА и крупноячеистой сети с размещенными внутри нее надувными баллонами приводит к такому увеличению отношения площади поверхности к массе, что влияние светового давления ведет к существенной эволюции эксцентриситета и наклонения орбиты КА [11] стр. 333. В силу этого происходит перевод КА с геостационарной на геосинхронную орбиту. Причем наиболее целесообразен перевод геостационарных КА на геосинхронную орбиту в плоскости Лапласа с наклонением 7,3 градуса, где действие главных возмущений компенсирует друг друга.

Перевод геостационарных КА на геосинхронную орбиту в плоскости Лапласа с наклонением 7,3 градуса - один из вариантов очистки ГСО от космических аппаратов, завершивших активное функционирование. В результате космические аппараты, движущиеся по этой орбите, имеют тренд оставаться на ней, а их относительные скорости составляют всего несколько метров в секунду и практически не опасны в случае столкновений [5] стр. 21.

Исследования показывают, что давление солнечного излучения является существенным фактором, влияющим на движение КА, находящегося на геостационарной орбите [7] стр. 164. Его воздействие в большой степени зависит от отношения площади поверхности к массе КА и характеристик его поверхности [12] стр. 301-302. В этом отношении действие давления солнечного излучения схоже с влиянием сопротивления атмосферы [12] стр. 301. Нанесение на поверхность надувных баллонов тонкого слоя вещества или материала с высокой отражательной способностью существенно повышает эффект воздействия на КА давления солнечного света [7] стр. 164 и в результате способствует уводу космического аппарата, завершившего активное функционирование, с геостационарной на геосинхронную орбиту.

Следует отметить, что давление солнечного света при высоте полета h<500 км оказывает на движение КА меньше влияние, чем сопротивление атмосферы. На высоте полета КА 500 км < h < 700 км влияние светового давления и сопротивления атмосферы приблизительно одинаково, а для высоты полета h>700 км световое давление становится более значимым, чем сопротивление атмосферы [2] стр. 100-101. Для большинства крупных космических объектов отношение площади поверхности к массе составляет порядка 10^-2…10^-3 м²/кг. Поэтому основной эффект в действии светового давления для них обусловлен падающим на объект прямым солнечным излучением [12] стр. 301.

Применение пленки с волокнами из углеродных нанотрубок для изготовления надувных баллонов обеспечивает их высокую стойкость к пробою при столкновении с мелкими частицами космического мусора. Предел прочности пленки с волокнами из углеродных нанотрубок составляет 9,6 гигапаскаля. Для сравнения: предел прочности кевларовых волокон составляет всего 3,7 гигапаскаля [8].

Таким образом, обеспечивается сохранность надувных баллонов в процессе перехода связки КА и сети с геостационарной на геосинхронную орбиту.

При этом сеть и пленка с волокнами из углеродных нанотрубок обладают исключительно малой массой [9]. В силу этого даже в условиях жестких массогабаритных ограничений надувные баллоны в развернутом виде могут иметь линейные размеры до 10 метров, а сеть - до сотни метров.

Кроме того, размещение внутри крупноячеистой сети несколько десятков надувных баллонов позволяет сохранить функциональное качество в условиях длительного нахождения КА в космосе и потерю герметичности одного или нескольких надувных баллонов.

В результате обеспечивается надежность функционирования предлагаемого способа увода космического аппарата, завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты и перевод на геосинхронную орбиту в плоскости Лапласа с наклонением 7,3 градуса.

После достижения наклонения в плоскости Лапласа значения 7,3 градуса, по команде, передаваемой по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, осуществляют разгерметизацию надувных баллонов с целью сохранения движения КА на геосинхронной орбите с наклонением на уровне 7,3 градуса, где действие главных возмущений компенсирует друг друга [5] стр. 21.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод, что получено новое техническое решение увода космического аппарата с геостационарной орбиты с помощью использования естественных возмущающих сил (силы светового давления). При этом перевод космического аппарата с геостационарной на геосинхронную орбиту осуществляют посредством изменения площади поверхности космического объекта по командам с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами.

Сначала на ГСО создают космический объект в виде связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами. Поскольку связка КА и крупноячеистой сети и надувные баллоны обладает большим отношением площади поверхности к массе, значительно возрастает сила светового давления на связку КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами [12] стр. 302. В силу этого происходит существенная эволюция эксцентриситета и наклонения орбиты связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами [11] стр. 333. В результате осуществляют переход связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами с геостационарной на геосинхронную орбиту.

Затем по команде, передаваемой по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, осуществляют разгерметизацию надувных баллонов, находящихся внутри крупноячеистой сети. Вследствие разгерметизации надувных баллонов уменьшают площадь поверхности космического объекта (КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами) и стабилизируют наклонение орбиты КА на уровне 7,3 градуса.

При этом преимущество предложенного способа в том, что для его осуществления не требуется топливо.

Предлагаемый способ увода космического аппарата, завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты и перевод на геосинхронную орбиту в плоскости Лапласа с наклонением 7,3 градуса обещает быть наиболее эффективным для сведения с ГСО КА массой не более 200-250 килограмм.

Источники информации:

1. Шатров Я.Т. Развитие исследований по выбору трасс пусков и районов падения отделяющихся частей ракет-носителей в целях обеспечения экологической безопасности. Космонавтика и ракетостроение. №1.2017. С. 124-125.

2. Иванов Н.М., Лысенко Л.Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016. С. 50-51, с. 100-101, с. 486.

3. Способ удаления нефункционирующего космического аппарата с геостационарной орбиты: патент на изобретение №2559392 Российская Федерация: МПК₈ B64G 1/00. Сергеев В.Е., Бурдаев М.Н., Головко А.В.; патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш), №2014115630/11, заявл. 18.04.2014; опубл. 10.08.2015 Бюл. №22.

4. Многомодульный космический аппарат для очистки геостационарной орбиты и способ очистки геостационарной орбиты: патент на изобретение №2573015 Российская Федерация: МПК₈ B64G 1/00. Леонов А.Г., Ефремов Г.А., Палкин М.В. и др.; патентообладатель Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (АО "ВПК "НПО машиностроения"), №2014114880/11 заявл. 16.04.2014; опубл. 20.01.2016 Бюл. №2.

5. Вениаминов С.С.Космический мусор - угроза человечеству. М.: ФГБУН Институт космических исследований Российской академии наук. 2013. С. 16-21, с. 34-54, с. 168-179.

6. Клюшников В.Ю. Как очистить околоземное пространство от космического мусора? // Воздушно-космическая сфера. 2019. №1. С. 96-107.

7. Разработка систем космических аппаратов / под ред. Фортескью П., Старка Дж., Суайнерда Г.М.: Альпина Паблишер. 2018. С. 119-120, с. 164-170, с. 588-589.

8. Углеродная нанопленка прочнее кевлара и углеродного волокна. Биржа Интеллектуальной собственности. Т. XV. №5. 2016. С. 24.

9. Колмаков А.Г., Баринов С.М., Алымов М.И. Основы технологий и применение наноматериалов. М.: Физматлит. 2013. С. 134.

10. Космический мусор в рыболовные сети. Биржа Интеллектуальной собственности. Т. X. №7. 2011. С. 26.

11. Инфраструктура малых космических аппаратов / под ред. Фатеева В.Ф. М.: Радиотехника. 2011. С. 315-347.

12. Тюлин А.Е., Бетанов В.В., Юрасов B.C., Стрельников С.В. Навигационно-баллистическое обеспечение полета ракетно-космических средств. Системный анализ НБО. Кн. 2. Монография. М.: Радиотехника. 2018. С. 301-302.

13. Иванов Н.М., Лысенко Л.Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016. С. 100-101, с. 164-168, с. 172-196.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для увода космического аппарата (КА), завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты (ГСО). Для этого перед выводом КА на ГСО крупноячеистую сеть с надувными баллонами в сдутом состоянии упаковывают и размещают в герметичном контейнере на борту КА. Надувные баллоны выполнены из пленки с волокнами из углеродных нанотрубок и покрыты тонким слоем вещества или материала с высокой отражательной способностью. После завершения активного функционирования КА на ГСО крупноячеистую сеть выталкивают из герметичного контейнера, сохраняя механическую связь крупноячеистой сети с КА. Затем в космосе разворачивают надувные баллоны, используя давление остаточного воздуха, находящегося в них. При этом за счет давления солнечного излучения изменяют наклонение орбиты и осуществляют перевод связки КА и крупноячеистой сети с ГСО на геосинхронную орбиту. После достижения наклонения орбиты в плоскости Лапласа значения 7,3 градуса осуществляют разгерметизацию или разрушение надувных баллонов. Достигается увод КА с ГСО и перевод его на геосинхронную орбиту с наклонением в плоскости Лапласа 7,3 градуса. 7 з.п. ф-лы.

1. Способ увода космического аппарата, завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты, отличающийся тем, что для увода космического аппарата (КА), завершившего активное функционирование, с геостационарной орбиты (ГСО) на борту КА транспортируют крупноячеистую сеть, содержащую несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из углеродных нанотрубок (УНТ), внутри которой размещают надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ, кроме того, надувные баллоны покрывают тонким слоем вещества или материала с высокой отражательной способностью, причем перед выводом КА на ГСО надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ герметизируют при давлении, близком нормальному атмосферному, при этом во внутренней полости надувных баллонов с волокнами из пленки из УНТ сохраняют остаточный воздух, затем надувные баллоны из пленки с волокнами из УНТ в сложенном виде и в сдутом состоянии закладывают во внутренний объем крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ, далее крупноячеистую сеть и размещенные внутри крупноячеистой сети надувные баллоны в сдутом состоянии упаковывают и в упакованном виде размещают в герметичном контейнере на борту КА, после завершения активного функционирования КА на ГСО по команде и/или программе, передаваемым по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами или от бортовой вычислительной системы КА, крупноячеистую сеть, внутри которой находятся надувные баллоны в сдутом состоянии, выталкивают или выдвигают из герметичного контейнера, при этом сохраняют жесткую или гибкую механическую связь крупноячеистой сети с КА, после выхода крупноячеистой сети из герметичного контейнера внутри крупноячеистой сети разворачивают надувные баллоны, причем для разворачивания в космосе надувных баллонов используют давление остаточного воздуха, находящегося в них, вместе с тем за счет развернутых надувных баллонов крупноячеистой сети придают форму в виде объемной геометрической конструкции, в результате на ГСО образуют космический объект, состоящий из КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами, обладающий большим отношением площади поверхности к массе, далее используют многократно возросшую силу светового давления солнечного излучения, действующую на связку КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами, изменяют наклонение орбиты и осуществляют перевод связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами с ГСО на геосинхронную орбиту, при этом одновременно измеряют параметры движения связки КА и крупноячеистой сети при помощи радиотехнических и/или оптических средств наблюдения, входящих в состав наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, причем полученные измерения параметров движения связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами передают на наземный автоматизированный комплекс управления космическими полетами, где при помощи быстродействующих ЭВМ в результате математической обработки измерений параметров движения связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами рассчитывают текущее наклонение орбиты связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами, затем контролируют процесс изменения наклонения орбиты связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами при помощи радиотехнических и/или оптических средств, входящих в состав наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, далее после достижения наклонения орбиты связки КА и крупноячеистой сети с надувными баллонами в плоскости Лапласа значения 7,3 градуса по команде, передаваемой по радиолинии с наземного автоматизированного комплекса управления космическими полетами, осуществляют разгерметизацию или разрушение надувных баллонов, находящихся внутри крупноячеистой сети, вследствие чего более чем на порядок уменьшают площадь поверхности связки КА и крупноячеистой сети, в силу этого резко падает значение отношения площади поверхности связки КА и крупноячеистой сети к ее массе, в результате снижают силу светового давления солнечного излучения, действующего на связку КА и крупноячеистой сети, вследствие этого практически исключают влияние светового давления солнечного излучения на параметры орбиты связки, в итоге стабилизируют наклонение геосинхронной орбиты КА, завершившего активное функционирование, в плоскости Лапласа на уровне 7,3 градуса, где действие главных возмущений компенсируют друг друга, в результате связка КА и крупноячеистой сети, движущаяся по этой орбите, приобретает тренд оставаться на ней.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что линейные размеры надувных баллонов выполняют больше линейного размера ячейки крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внутри крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ, размещают несколько десятков надувных баллонов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размеры крупноячеистой сети, содержащей несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ, и количество надувных баллонов рассчитывают до запуска КА, исходя из массы КА.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для увода КА, завершившего активное функционирование, с ГСО применяют надувные баллоны, имеющие площадь поверхности не менее чем на порядок больше площади поверхности КА.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют крупноячеистую сеть, содержащую несущую сетевую основу из расположенных в продольном и поперечном направлениях нитей с волокнами из УНТ, которая при разворачивании надувных баллонов приобретает вид объемной геометрической конструкции шарообразной формы.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после разгерметизации надувных баллонов или разрушения оболочки фрагменты надувных баллонов сохраняют внутри крупноячеистой сети с волокнами из УНТ.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разгерметизацию надувных баллонов осуществляют путем подачи напряжения на проволоку, изготовленную из прочного материала с высоким сопротивлением, размещенную локально на поверхности каждого надувного баллона.