RU2548973C1

RU2548973C1 - Apparatus for simulating gravitational traction engine when combating asteroid hazard

Info

Publication number: RU2548973C1
Application number: RU2013152145/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Борисович Игнатьев; Ян Александрович Липинский; Артём Александрович Литовкин
Priority date: 2013-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2015-04-20
Also published as: RU2013152145A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: apparatus comprises a steel sphere (1), which simulates an asteroid, a circular trough (2) and a movable base (4) which simulates spacecraft. The base (4) is fitted with a laser range finder (3), solar batteries, a control unit and permanent magnets (now shown). The base (4) is moved on a circle by a motor with a rotor (5) and a stator (9). Wires pass through pins (6) and (7) respectively from the control unit and a command button on a handle (8). Gravitational interaction between the spacecraft and the asteroid is simulated by magnetic attraction of the sphere (1) and said permanent magnets. The control unit enables to maintain distance between the sphere (1) and the magnets of around 2…3 cm.

EFFECT: clear demonstration of the process of towing an asteroid linked to spacecraft by gravitational force.

2 dwg

Description

Устройство предназначено для имитации космических условий при обучении управлению космическим аппаратом - гравитационным тягачом.The device is designed to simulate space conditions when learning to control a spacecraft - a gravity tractor.

Устройство служит для лучшего понимания работы гравитационного тягача в образовательных целях.The device serves to better understand the operation of the gravitational tractor for educational purposes.

Специалисты NASA утверждают, что закрепить на астероиде двигатели (для коррекции его орбиты) - очень сложно. В силу малой гравитации надежного соединения не получится. Или нужно бурить. Что тоже - сложно и ненадежно.NASA experts say that fixing the engines on the asteroid (to correct its orbit) is very difficult. Due to low gravity, a reliable connection will not work. Or you need to drill. What is also difficult and unreliable.

Вместо этого астронавты предлагают применять «гравитационный трактор (или тягач)». Это сравнительно крупный автоматический корабль, который по прибытию на место должен неподвижно зависнуть на небольшой высоте над астероидом.Instead, astronauts propose using a "gravity tractor (or tractor)." This is a relatively large automatic ship, which upon arrival at the site should hover motionless at a low altitude above the asteroid.

Теперь тягач включает свои двигатели (очевидно - маломощные, но зато чрезвычайно экономичные - ионные) и начинает медленно-медленно ускоряться. Естественно, струи выхлопа нужно направить несколько в сторону от астероида - как лепестки цветка.Now the tractor turns on its engines (obviously - low-power, but extremely economical - ionic) and begins to slowly and slowly accelerate. Naturally, the exhaust stream must be directed somewhat away from the asteroid - like the petals of a flower.

Астероид будет смещаться вслед за машиной - просто за счет силы гравитационного притяжения между скалой и космическим аппаратом. Нужно лишь регулировать силу тяги так, чтобы зонд не улетел прочь.The asteroid will be displaced after the machine - simply due to the force of gravitational attraction between the rock and the spacecraft. It is only necessary to adjust the traction force so that the probe does not fly away.

И хотя сила притяжения будет чрезвычайно мала, по расчетам авторов идеи, 20-тонный зонд может увести с опасной траектории 200-метровый астероид всего за один год такой буксировки.And although the attractive force will be extremely small, according to the authors of the idea, a 20-ton probe can lead a 200-meter asteroid from a dangerous trajectory in just one year of such towing.

А 200-метровый «камень», при неудачном стечении обстоятельств, вполне может поставить под угрозу всю жизнь на планете (за счет изменения климата) и уж город может уничтожить спокойно (1).And a 200-meter “stone”, under an unfortunate set of circumstances, may well endanger all life on the planet (due to climate change) and the city can destroy it calmly (1).

Известен патент РФ №2486115.Known RF patent No. 2486115.

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для защиты Земли от астероидов. В сторону астероида запускают последовательно с промежутками времени космические ракеты (КР) с бортовыми средствами наведения и ядерной боевой частью (БЧ) и сближают на возможно близкое расстояние, затем взрывают БЧ, изменяя скорость и направление полета астероида в сторону от Земли. Временные интервалы запусков КР зависят от уменьшения массы астероида от предшествующего взрыва, скорости и направления КР, ожидаемого времени сближения очередной КР. Изобретение позволяет исключить столкновение астероида с Землей (2).The invention relates to astronautics and can be used to protect the Earth from asteroids. In the direction of the asteroid, space rockets (CR) are launched sequentially at time intervals with on-board guidance and nuclear warheads (warheads) and brought together as close as possible, then the warheads explode, changing the speed and direction of flight of the asteroid away from Earth. The time intervals of launches of the Raman scattering depend on the decrease in the mass of the asteroid from the previous explosion, the speed and direction of the Raman scattering, the expected time of approaching the next rocket scattering. The invention eliminates the collision of an asteroid with the Earth (2).

Данное изобретение ставит задачу по защите Земли от астероидов, но недостаточно конкретно.This invention sets the task of protecting the Earth from asteroids, but not specifically enough.

Известен патент РФ №2112718.Known RF patent No. 2112718.

Изобретение относится к космической энергетике, а также к способам и средствам защиты Земли от опасных космических объектов: астероидов, комет, космического мусора. В предлагаемом способе выводят компоненты ядерных зарядов (сокращаемых в процессе разоружения) на орбиты и используют для оснащения космических перехватчиков, направляемых к опасным объектам и железосодержащим астероидам; последние переводят серией ядерных взрывов в сферу действия Земли, где подвергают дезактивации и переработке с целью строительства из астероидного железа элементов космической энергоиндустриальной инфраструктуры Земли. В эту инфраструктуру входят солнечные отражатели и платформы, причем для напыления отражающего слоя использован материал одноразовых ракет-носителей. Для осуществления межорбитальных транспортных операций в космической системе на последующих этапах ее развития предполагается применение неракетных средств: резонансных систем типа “гравилет” и систем с обменом энергии и импульса (тросовых и роторно-маятниковых) (3).The invention relates to space energy, as well as to methods and means of protecting the Earth from dangerous space objects: asteroids, comets, space debris. In the proposed method, the components of nuclear charges (reduced during the disarmament process) are brought into orbits and used to equip space interceptors directed to dangerous objects and iron-containing asteroids; the latter are transferred by a series of nuclear explosions into the Earth’s sphere of action, where they are subjected to decontamination and reprocessing with the aim of constructing elements of the Earth’s space energy industrial infrastructure from asteroid iron. This infrastructure includes solar reflectors and platforms, and material for disposable launch vehicles was used to spray the reflective layer. For the implementation of interorbital transport operations in the space system at the subsequent stages of its development, it is proposed to use non-rocket means: resonant systems of the “gravity” type and systems with the exchange of energy and momentum (cable and rotary-pendulum) (3).

Упомянутое изобретение может быть выбрано как наиболее близкое по концептуальной сущности.The mentioned invention can be selected as the closest in conceptual essence.

С учетом поставленной задачи заявителем реализуется технический результат - заявляется достаточно эффективный тренажер для обучения и тренировки по управлению космическим летательным аппаратом, при этом повышается удобство и наглядность его управления и действия.Based on the task, the applicant implements the technical result - a sufficiently effective simulator for training and training in controlling the spacecraft is claimed, while the convenience and visibility of its control and action are increased.

Предлагаемое устройство для моделирования гравитационного тягача характеризуется тем, что гравитационные силы моделируются магнитными, астероид моделируется подвижным стальным шаром, перемещающимся по круговому желобу, дистанция между шаром и подвижным основанием обеспечивается путем регулирования двигателя в зависимости от показаний лазерного дальномера.The proposed device for modeling a gravitational tractor is characterized by the fact that gravitational forces are modeled magnetic, the asteroid is modeled by a moving steel ball moving along a circular trough, the distance between the ball and the moving base is provided by adjusting the engine depending on the readings of the laser range finder.

На фигурах 1, 2 обозначено: 1 - стальной шар, имитирующий астероид, 2 - круговой желоб, 3 - лазерный дальномер, 4 - шайба (подвижное основание), на которой установлен лазерный дальномер, солнечные батареи, блок управления и постоянные магниты в трех гнездах, 5 - ось подвижной части и одновременно ротор двигателя, 6 - цапфа, через которую проходят провода для управления двигателем, 7 - цапфа, через которую проходят провода от командной кнопки, размещенной на рукоятке, 8 - рукоятка для установки начального положения и обеспечения ручного режима имитации, 9 - опорная шайба и статор двигателя.In figures 1, 2 are indicated: 1 - a steel ball simulating an asteroid, 2 - a circular groove, 3 - a laser range finder, 4 - a washer (moving base), on which a laser range finder, solar panels, a control unit and permanent magnets are installed in three sockets 5 - axis of the moving part and at the same time the engine rotor, 6 - pin through which wires pass to control the engine, 7 - pin, through which wires pass from the command button located on the handle, 8 - handle for setting the initial position and ensuring manual mode imitations, 9 - thrust washer and motor stator.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Предлагаемое устройство состоит из кругового желоба из оргстекла 2, по которому может перемещаться стальной шар 1, который имитирует астероид. Над желобом размещается подвижная часть, состоящая из лазерного дальномера 3, солнечных батарей и сильных постоянных магнитов. Гравитационные силы имитируются магнитными силами. Подвижная часть приводится в движение двигателем 5, 9, который управляется так, чтобы расстояние между стальным шаром (астероидом) и постоянными магнитами было два-три сантиметра. Шар стремится к постоянным магнитам, которые «убегают» и тянут шар за собой без соприкосновения.The proposed device consists of a circular gutter made of Plexiglas 2, which can move a steel ball 1, which simulates an asteroid. A moving part consisting of a laser range finder 3, solar panels and strong permanent magnets is located above the gutter. Gravitational forces are simulated by magnetic forces. The moving part is driven by an engine 5, 9, which is controlled so that the distance between the steel ball (asteroid) and the permanent magnets is two to three centimeters. The ball tends to permanent magnets that “run away” and pull the ball behind them without contact.

В качестве сильных постоянных магнитов можно использовать неодим-железо-бор магниты, производимые российской промышленностью.As strong permanent magnets, neodymium-iron-boron magnets produced by Russian industry can be used.

Разработанный макет устройства успешно работает.The developed device layout works successfully.

Источники информацииInformation sources

1. membrana.ru/partical/9361.1. membrana.ru/partical/9361.

2. Патент РФ №2486115, СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗЕМЛИ ОТ МАССИВНЫХ АСТЕРОИДОВ, B64G 99/00, заявл. 01.10.2012.2. RF patent No. 2486115, METHOD FOR PROTECTING THE EARTH FROM MASSIVE Asteroids, B64G 99/00, decl. 10/01/2012.

3. Патент РФ №2112718, СПОСОБ ДОСТИЖЕНИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ И ЗАЩИТЫ ЗЕМЛИ ОТ ОПАСНЫХ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМА ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ЦИВИЛИЗАЦИИ, B64G 9/00, E21C 51/00, F42B 15/12, F42B 39/00, заявл. 16.08.1996.3. RF patent No. 2112718, METHOD FOR ACHIEVING SUSTAINABLE DEVELOPMENT AND PROTECTION OF THE EARTH FROM DANGEROUS SPACE OBJECTS AND SYSTEM FOR ACHIEVING SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF CIVILIZATION, B64G 9/00, E21C 51/00, F42B 15. 08/16/1996.

Claims

Устройство для моделирования гравитационного тягача при борьбе с астероидной опасностью, отличающееся тем, что содержит стальной шар, имитирующий астероид, круговой желоб, шайбу (подвижное основание), на которой установлен лазерный дальномер, солнечные батареи, блок управления и постоянные магниты в гнездах, ось подвижной части и одновременно ротор двигателя, цапфу, через которую проходят провода от блока управления, цапфу, через которую проходят провода от командной кнопки, размещенной в рукоятке, рукоятку для установки начального положения и обеспечения ручного режима имитации, опорную шайбу и статор двигателя, при этом гравитационные силы имитируются магнитными силами, подвижная часть приводится в движение двигателем, который управляется так, чтобы расстояние между стальным шаром (астероидом) и постоянными магнитами было два-три сантиметра. A device for simulating a gravitational tractor in the fight against an asteroid hazard, characterized in that it contains a steel ball simulating an asteroid, a circular trough, a washer (movable base), on which a laser range finder, solar panels, a control unit and permanent magnets in the sockets are mounted, the movable axis parts and at the same time the rotor of the engine, the trunnion through which the wires pass from the control unit, the trunnion through which the wires pass from the command button located in the handle, the handle for installing the initial polo to maintain and maintain a manual simulation mode, a support washer and a motor stator, while gravitational forces are simulated by magnetic forces, the moving part is driven by a motor that is controlled so that the distance between the steel ball (asteroid) and permanent magnets is two to three centimeters.