Патент доставки груза и способ исследования грунта небесного тела

Patent dostavki gruza i sposob issledovaniya gruntaУченые из Омского государственного технического университета зарегистрировали патент «Способ доставки полезного груза в грунт небесного тела и устройство его реализации.

Важным моментом при реализации космических программ всегда были обязательные исследования грунта планет Солнечной системы, их спутников или астероидов. Горные породы и образцы почвы небесных тел помогают учёным в создании теорий происхождения космоса, возникновении планет, объяснении множества процессов, происходящих во Вселенной. Добычу полезных ископаемых и сырья, не имеющего аналогов на Земле, тоже уже не считают фантастическими проектами, а всерьез рассматривают как перспективные проекты.

 Если говорить о способе получения образцов пород или почвы, то сегодня существуют аппараты, которые позволяют получать подобные материалы. Как правило, это специальные зонды с так называемым «полезным грузом» — комплексом научной аппаратуры (КНА). В него обычно включают гравиметр для измерения массы небесного тела, гироскоп для определения параметров его вращения, сейсмограф для зондирования его внутреннего строения акустическими методами, масс-спектрометр для определения состава пород и различные приборы для измерения прочности и пористости пород, наличия магнитного поля, температуры на разной глубине, токопроводности, радиоактивности, других характеристик. Иногда на зонд ставится второй блок КНА, который не погружается в грунт полностью, а фиксирует космические события, обозревая звёздное небо.

Главным недостатком существующих устройств в первую очередь всегда была малая ударостойкость КНА. При внедрении пенетратора в грунт до сих пор сохраняется угроза полного разрушения КНА. На точность измерений всегда влияет механический контакт КНА с грунтом, так что необходимо минимизировать влияние пенетратора на результаты измерений. Кроме того, должны быть обеспечены устойчивая радиосвзь с Землей и гарантия взаимодействия и синхронизации двух блоков КНА. К тому же за время космических путешествий сильно снижается емкость аккумуляторов: так к комете Чурюмова-Герасименко зонд Розетта летел более 10 лет — с марта 2004 года до ноября 2014 года. Примерно такое же время зонд будет доставляться, например, к спутникам Юпитера Ганимеду и Ио. Поэтому почти все существующие способы доставки полезного груза в грунт небесного тела различались в зависимости от компромиссов при решении этих проблем.

Сущность предлагаемых технических решений заключается в следующем.

  1. Основа предлагаемого изобретения заключается в следующем:

- (при ударном внедрении в грунт) повышение ударостойкости полезного груза в виде КНА 4 за счет размещения его внутри высокопрочного ледяного балласта 3, служащего дополнительным цельным единым защитным телом;

- (после ударного внедрения в грунт) повышение точности измерений параметров грунта и небесного тела за счет освобождения КНА 4 удалением этого ледяного балласта 3 для обеспечения хорошего механического контакта с грунтом.

При этом повышение ударостойкости обусловлено, в первую очередь, следующим:

а) исключением смещений слоев высокопрочного балласта 3 и жесткой фиксацией полезного груза;

б) снижением ударного удельного давления из-за:

- равномерного его распределения по всей площади сечения этого тела, заостренного спереди «под конус» или «под пирамиду». Подобное активно используется строительстве для повышения ударостойкости ж/б свай (Цой Л.Б. Создание конструкций железобетонных свай с повышенной ударостойкостью и внедрение результатов исследований в практику строительного производства./Автореферат диссертации кандидата технических наук, 05.23.01, Челябинск, 1992.);

- за счет особенностей нагружения тел, погруженных в цельный балласт 3, распределяющих внешнее ударное воздействие в зависимости от угла падения. Это позволяет уменьшить нагрузку на КНА специальных форм с малой площадью фронтального падения ударной волны, например, вытянутых и/или округлых (сигарообразных, круглых и др.) форм КНА. Это применяется у военных: для создания округлых танковых башен, касок, снижающих вероятность пробития снарядом или пулей.

г) преобразованием части кинетической энергии от ударного внедрения в тепловую, рассеянную по всему объему тела.

Подобное повышение ударопрочности объектов широко известно на примере т.н. инклюзов - насекомых, застывших в смоле, превратившейся в янтарь. Ударопрочность такого отдельно взятого насекомого минимальна, но, будучи замурованным в цельное единое тело, приближается к ударопрочности янтаря.

Другой пример основан на динамике тел, погруженных в материалы, в частности в жидкость, который реализуется, например, широко распространенном гидрозаполнении манометров. Так внешнее ударное воздействие существенно гасится, снижается за счет объема жидкости, а с увеличением ее плотности и объема растут и значения этого снижения (Павлюк Ю.С., Сакулин В.Д. Динамика тел, погруженных в жидкость / Вестник ЮУрГУ, Серия «Машиностроение», выпуск 8, с. 15-20.).

Для создания такого цельного единого защитного тела предлагается использовать дистиллированную воду или нафталин, или растворы на их основе. Так из дистиллированной воды можно сформировать три модификации льда (лед-VII, -VIII, -X) с хорошо изученными свойствами как для создания балласта 3, так и для последующего его удаления. Созданный из дистиллированной воды балласт 3 на основе такого льда, будет иметь высокую прочность, защитит полезный груз при ударном внедрении в грунт и одновременно является достаточно легко удаляемым, в первую очередь, за счет нагрева и активной сублимации, не загрязняя космическое пространство по международным соглашениям.

  1. В устройстве №1 также предлагается использовать аккумуляторы, активируемые переходом от, так называемого, «спящего» к рабочему режиму ударным воздействием при внедрении устройства в грунт. Это позволяет существенно сэкономить ресурс работы аккумуляторов на время от начала старта с Земли до внедрения в грунт исследуемого небесного тела, которое при исследовании спутников Юпитера, Ганимеда или Ио может составить около 10 лет.
  2. В устройстве №1 для увеличения длительности работы после внедрения пенетратора в грунт, а также расширения функциональных возможностей предлагается использовать кабель 16 с возможностями:

- (если он цел) проводной связи;

- (при его обрыве) беспроводной электромагнитной связи между его концами с индуктивной связью и/или радиосвязью и/или волноводной связью, используя его концы в качестве антенн и/или волноводов.

Таким образом, решение омских конструкторов предлагает способ доставки полезного груза к небесному телу, по которому полезный груз помещают внутрь балласта, который обеспечивает полезному грузу дополнительную защиту. Материалом для балласта служат высокопрочные модификации льда — лёд-VII, лёд-VIII или лёд-X. Когда пенетратор внедряется в грунт, балласт удаляется, освобождая полезный груз. Используя данный алгоритм как основу технического решения, российские изобретатели разработали способ доставки полезного груза и устройство.

Патентование изобретений

По материалам сайта Роспатента http://www.rupto.ru

Подробности новой космической технологии можно прочитать в опубликованном патенте

Бесплатная консультация эксперта

Полезная информация

 

Проверить товарный знакПеред тем как подать заявку на регистрацию товарного знака в Роспатент, рекомендуем проверить Ваш бренд на совпадение с другими товарными знаками, поданными заявками на регистрацию и провести анализ на соответствие требований Гражданского кодекса Российской Федерации


База товарных знаков

Проверка товарного знака поможет исключить риски отказа в регистрации, не потерять время и денежные средства


Подать заявку в РоспатентОплаченные пошлины Роспатент, в случае отказа в регистрации товарного знака, не возвращаются

 

Регистрация товарного знака 10 лет - срок действия зарегистрированного товарного знака

 

Продлить товарный знак

Если действие товарного знака не будет продлено, охрана на товарный знак прекращается

 

Запатентовать товарный знак Обеспечьте максимальную правовую защиту всех элементов бренда Вашей компании, в том числе не забудьте защитить логотип, слоган, доменное имя, этикетки и упаковки

 

Мы в социальных сетях

Наши самые свежие новости и события

Полезные статьи, важные события, новости

Vkontakte

Акции, розыгрыши, общение - мы с Вами!

YouTube

Наши видео-ролики, семинары, уроки