Способ добычи полезных ископаемых на астероиде с помощью искусственного освещения

Способ добычи полезных ископаемых на астероиде с помощью искусственного освещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Группа изобретений относится к разработке ресурсов космической среды, к модификации и размещению на космических аппаратах соответствующих устройств, приборов и инструментов.

В группу, в частности, входят руки для манипуляторов для причаливания к астероиду (B25J 18/00), захватные головки для забора материала (B25J 15/00), вспомогательное устройство для контроля за положением точки сбора лучей расплавляющего вещество астероида прожектора с автоматическим регулятором системы наведения (G05B11/00) и системы объединения луча (G02B 27/10) от искусственного источника света (прожектора).

Искусственный источник питается от раскрываемых солнечных батарей космического аппарата. Устройство содержит узлы, в которых устройства для регулирования механической энергии конструктивно сопряжены с электрическими машинами (H02K 7/14).

(1) Известно устройство для отбора жидких продуктов плавки (по заявке на изобретение СССР №4902441/05 от 14.01.91, по патенту 1835061, G01N 1/10), содержащее шток с рукояткой, трубчатый пробоотбирающий орган и дно, отличающееся тем, что с целью повышения представительности пробы и надежности в работе, оно снабжено тягой и установленными на штоке направляющими, при этом дно жестко закреплено на нижнем торце тяги, тяга установлена в направляющих с возможностью вертикального перемещения, поворота в горизонтальной плоскости и фиксации в крайнем верхнем положении, а пробоотбирающий орган неподвижно установлен на нижнем конце штока. Кроме того, боковая поверхность дна и контактирующая с ней поверхность нижнего отверстия пробоотбирающего органа выполнены с одинаковым уклоном.

Его недостаток в том, что он приспособлен брать пробу из сосуда, который превышает по объему трубчатый пробоотбирающий орган, а его дно может спокойно перемещаться в большом объеме расплавленного металла вокруг него. Им невозможно взять пробу из лунки: дну не дадут открыться ее стенки.

(2) Известен колонковый зонд (по заявке на изобретение СССР №4356109/26 от 30.06.1988, по патенту №1650017, G01N 1/02), содержащий цилиндрический корпус с входным торцевым отверстием в передней части, отличающийся тем, что с целью расширения информативных возможностей и повышения представительности пробы за счет определения степени уплотнения керна, зонд снабжен датчиком положения головки керна относительно корпуса, выполненным в виде поршня, установленного в корпусе с возможностью скольжения при взаимодействии с керном и с усилием бокового трения, меньшим усилия, необходимого для уплотнения керна, и устройством для измерения перемещения поршня относительно корпуса. Кроме того, устройство для измерения перемещения поршня выполнено в виде троса, один конец которого соединен с поршнем, а другой намотан на барабан с возвратным натяжением. Кроме того, зонд снабжен потенциометром, связанным с барабаном. Кроме того, входное торцевое отверстие выполнено скошенным. Кроме того, зонд снабжен входным участком, сопряженным с входным отверстием и выполненным с диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса.

Его недостаток в том, что он предназначен для забора частично затвердевших вязких проб, жидкая проба, особенно в условиях невесомости, при вытаскивании зонда покинет его через входное отверстие и будет утрачена.

(3) Известно устройство для забора проб из затвердевающего массива (по заявке на изобретение СССР №4016530/31-26 от 27.12.1985, патент СССР №1350529, G01N 1/02, 1/20), включающее кожух с отверстиями, установленные в нем пробоотборная полость и отсекатель с отверстиями, соосными и равными по площади отверстиям кожуха,

отличающееся тем что с целью повышения представительности отбираемых проб и удобства эксплуатации, кожух выполнен в виде полого цилиндра с сегментным пазом на одном из его торцов, отсекатель выполнен в виде установленного с возможностью поворота вокруг своей оси полого цилиндра с кольцевыми проточками, которые снабжены эластичными ленточными кольцами с отверстиями, аналогичными отверстиям отсекателя, пробоотборная полость выполнена в виде разъемной по образующей втулки с диаметрально расположенными ближе к ее торцам пазами, которые снабжены упругими стержнями, при этом один из торцов отсекателя выполнен с выступом с возможностью взаимодействия с пазом кожуха, снабжен диаметрально установленными на нем ушками. Кроме того, противоположный от паза конец кожуха выполнен из упругоэластичного материала.

Его недостаток в том, что для забора пробы в маленькой лунке диаметр пробоотборной полости должен быть очень маленьким, внешний кожух уменьшает диаметр пробоотборной полости, тогда объем забранного материала будет очень мал, либо, если сделать его размером с лунку, он будет толстыми стенками вытеснять на поверхность из лунки расплав забираемого вещества. Кроме того, извлекать забранный материал из него можно только в жидком виде, понадобится дополнительный нагрев забранного материала и затраты электроэнергии, чтобы он не затвердел.

(4) Известен пружинный буфер (по заявке на изобретение СССР №394400/25-28 от 13.08.1985, по патенту на изобретение СССР №1303771, F16F 11/00), содержащий цилиндрический корпус, закрытый с двух сторон крышками с отверстиями, размещенные в отверстиях и подпружиненные в осевом направлении упоры и размещенное в каждом из упоров устройство гашения отдачи обратного хода, отличающийся тем, что с целью исключения кинетической энергии отдачи, поверхности отверстий в крышках выполнены коническими с большим диаметром, обращенным внутрь корпуса, упоры выполнены полыми не менее чем с тремя расположенными равномерно по окружности сквозными отверстиями в стенках, а устройство гашения отдачи обратного хода представляет собой размещенные в отверстиях стенок упоров шары и подпружиненный в осевом направлении шток с конусной головкой, взаимодействующей с шарами и прижимающей их к конической поверхности.

Его недостатки не обсуждаются, он приведен в качестве примера демпфирующего устройства, которое можно применить в аппарате.

(5) Известно андрогинное устройство для стыковки космических аппаратов (по заявке на изобретение СССР №3201713/11 от 13.06.1988, по патенту на изобретение РФ №2059542, B64G 1/64), содержащее корпус, выдвижное кольцо с направляющими выступами и замками сцепки и амортизационно-приводную систему кольца, отличающееся тем, что с целью повышения надежности стыковки аппаратов преимущественно больших масс и габаритов и упрощения устройства за счет повышения удельной энергоемкости амортизационной системы, в нем амортизационно-приводная система кольца выполнена в виде нескольких независимых пневматических амортизаторов с внешними фланцами, присоединенных на карданных шарнирах к кольцу и корпусу устройства, амортизаторы подвижно установлены в гильзах с расширенными торцами, взаимодействующими с закрепленными в корпусе пятами, в гильзах установлены пневмоцилиндры, снабженные плавающими поршнями, и выполнены продольные расточки, в которые установлены пружинные толкатели, причем толкатели и пневмоцилиндры снабжены штоками, взаимодействующими с фланцами амортизаторов, а полости амортизаторов и пневмоцилиндров через запорную арматуру соединены с источниками высокого и низкого давлений воздуха аппарата.

Его недостатком является использование источников высокого и низкого давлений, которые занимают много места и усложняют конструкцию. Кроме того, устройство предназначено для стыковки двух кораблей большой массы, а не корабля и его уловителя.

(6) Известно регулируемое сопло (по заявке на полезную модель РФ №2010151575/11 от 15.12.2010, по патенту на полезную модель РФ №107514, H02K 7/14, B64D 33/04, В64В 1/26), включающее сквозной вертикальный туннель с втоком (входом) внешней среды вверху и истоком (выходом) внизу аппарата, туннель содержит внутри вентилятор и прикрыт на входе и выходе крышками, между нижним краем каждой крышки и корпусом или оболочкой несущего сопло аппарата имеются щели, отличающееся тем, что у верхней крышки спереди и сзади щель прикрыта и верхняя крышка неподвижна, нижняя крышка подвижна с возможностью регулирования высоты щели под ней и скорости истечения внешней среды. Кроме того, туннель выполнен в виде витой металлической пружины с натянутой на нее газонепроницаемой материей, на верхнем конце имеет твердое кольцо с резьбой снаружи, вворачивающееся в соответствующее кольцо с резьбой внутри, окружающее отверстие в оболочке воздухоплавательного аппарата, при этом диаметр нижнего отверстия туннеля меньше диаметра верхнего кольца. Кроме того, кроме вертикального туннеля имеется сквозной горизонтальный туннель в хвостовой части аппарата, несущего сопла, горизонтальный туннель содержит внутри вентилятор и прикрыт на входе и выходе крышками, между краем каждой крышки и корпусом или оболочкой несущего сопло аппарата имеются щели, у левой или правой крышки спереди и сзади щель прикрыта, и она неподвижна, соответственно правая или левая крышка с другой стороны туннеля подвижна с возможностью регулирования высоты щели под ней и скорости истечения внешней среды, вентилятор, расположенный в одной половине горизонтального туннеля, уравновешен в симметричной половине туннеля узкоствольными электродвигателями, регулирующими ширину щели, горизонтальное сопло выполнено с возможностью поворота хвостовой части несущего его аппарата вправо или влево.

Его недостатком является крепление для достижения легкости конструкции перемещаемых ротором электродвигателя механических элементов непосредственно к обмотке ротора, что вынуждает совмещать в материале обмотки как лучшие электрические свойства, так и лучшие механические прочностные свойства, что усложняет подбор материала обмотки.

(7) Известна легенда, что под руководством древнегреческого ученого Архимеда из отражающих солнечный свет зеркал было сделано оружие, сжигающее деревянные корабли противника, этим способом был сожжен целый флот противника, осаждавший город, в котором жил Архимед (Е. Садовая Гиперболоид Архимеда. / taining.info / history / gyperboloid-arximeda). В 1973 году Иоанис Сакас провел опыт, проверяющий реальную осуществимость этой легенды. 129 квадратных зеркал со стороной 30 см установили на расстоянии 50 м от макета корабля. Одно из зеркал имело крест из клейкой ленты, его отражение было прицелом. На мачте корабля было создано световое пятно с температурой 593°С. Корабль загорелся. Этот эксперимент был повторен в 2005 году в Массачусетском технологическом институте, и подтверждены его результаты. («Греческий огонь» или гиперболоид инженера Архимеда / grekomania.ru / greek-articles / ancient-greece / 225-grecheskij-ogon-ili-giperboloid-arhimeda).

Недостатком описанного эксперимента является то, что макет корабля был удален на значительное расстояние (50 м), при котором нелазерный луч рассеивается, поэтому не получается в месте схождения лучей создать температуру плавления металла.

(8) Известна солнечная многофункциональная сильноконцентрирующая энергоустановка (по патенту на изобретение РФ №2466489 по заявке №2010148584/07 от 30.11.2010), содержащая первичный и вторичный концентраторы, приемник, расположенный в вершине первичного концентратора перпендикулярно его оптической оси с охлаждающим устройством. В центральной части общего конического концентратора, выполненного стеклянным, со сквозным отверстием перпендикулярно его оптической оси расположены первичный концентратор-параболоид и вторичный концентратор-гиперболоид с разворотом их образующих вокруг оптической оси общего конического концентратора на 360° и закреплены на нем с помощью держателей. Приемник расположен в вершине первичного концентратора-параболоида, закреплен на нем с помощью держателя и имеет цилиндрическую форму, вытянутую вдоль оптической оси общего конического концентратора. Первичный концентратор-параболоид, вторичный концентратор-гиперболоид и основание общего конического концентратора закреплены на охлаждающем устройстве-радиаторе, в котором выполнены цилиндрические отверстия-дырки. На внутреннюю поверхность общего конического концентратора нанесено селективное покрытие. Технический результат состоит в преобразовании солнечной энергии при более низкой температуре приемника не только в электрическую, но и механическую энергию, энергию монохроматического излучения, а также в электромагнитную энергию радиопередатчика при радиосвязи.

Недостаток установки в ее больших габаритах, а также в том, что гиперболоид развернут и отражает лучи обратной стороной, что ведет к рассеиванию лучей, что маловажно при крупном приемнике лучей, но для концентрации лучей в одну точку он непригоден.

(9) Известен театральный прожектор ПТ-1000 (Л.Ц. Шкап Театральные световые приборы. М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 46-47, 92), который состоит из разъемного корпуса из листовой стали с вентиляционными отвертиями, в передней части корпуса в обойме с пазами установлены рамки светофильтров, защитной сетки и кольцевого отсекателя, сферического контротражателя в его центре и ступенчатой линзы. Масса аппарата 17 кг, размеры рамки для светофильтра 385×385, максимальная сила света 900 кд.

Недостатки прожектора 1) использование в нем только одной лампы, что понижает надежность аппарата, если она перегорит, а люди находятся далеко от аппарата, 2) ступенчатая линза делает свет равномерным, но не концентрирует его в достаточной степени, то есть аппарат приспособлен для узкоспециального использования в театре для освещения.

(10) Известно устройство для концентрации света (патент на полезную модель РФ №92207 по заявке №2009141027/22 от 30.11.2009), заключающееся в том, что в нем реализовано сложение сигналов от двух до двадцати источников света, расположенных по окружности, каждый из которых расположен в фокусе своей индивидуальной эллиптической осветительной системы, преобразующей изображение источника излучения в область второго фокуса эллипса индивидуальной оптической системы, причем вторые фокусы всех индивидуальных оптических систем совпадают между собой и совпадают с местоположением объекта исследования. Кроме того, могут использоваться несколько кольцевых рядов источников света, расположенных таким образом, что для каждого источника света выделен свой сектор отражателя - кусок эллипсоида вращения, направляющий световой поток в общую для всех эллипсоидов точку. Кроме того, индивидуальные оптические системы могут иметь разные общие точки сбора излучения для оперативного изменения схемы подсветки в процессе сеансов работы.

Недостаток описанной конструкции в том, что каждая эллиптическая осветительная система имеет относительно небольшую площадь, судя по фигуре, она занимает порядка трети площади сферы, охватывающей со всех сторон источник света, то есть свет, выходящий через остальные две трети площади этой сферы будет рассеиваться, то есть собираемость света неполная, что снижает коэффициент полезного действия установки.

(11) Известен способ автоматической ориентации солнечных батарей и устройство для его осуществления (по патенту на изобретение РФ №2516511 по заявке №2011149155/08 от 5.12.2011), содержащий систему автоматического регулирования, состоящую из солнечной батареи и датчика, преобразующего с помощью внешней обратной связи энергию источника излучения, являющуюся функцией угла поворота солнечной батареи, в напряжение, которое подается на вход исполнительных электродвигателей, изменяющих скорость в сторону увеличения светового потока, при этом исполнительными электродвигателями изначально задается постоянная угловая скорость горизонтального и вертикального слежения солнечной батареи относительно источника излучения (солнца) с последующей корректировкой напряжением, представляющим собой разность ЭДС датчика, которое по внешней обратной связи передается на обмотки исполнительных двигателей. Также предложен датчик, используемый в указанном способе.

Недостатком принципа слежения является использование электронного датчика. Тонкая электроника в процессе эксплуатации может выйти из строя, ее использование снижает надежность системы. Для ориентации по Солнцу в этой системе требуется время, от улавливания сигнала об изменении положения относительно Солнца до поворота солнечной батареи проходит промежуток времени, в который освещаемость не оптимальна. При быстром вращении аппарата и быстрой смене положения Солнца относительно аппарата батареи не будут успевать поворачиваться вслед за Солнцем.

(12) Известны 3D-принтеры (Д. Мамонтов Простая машина желаний. / ж. Популярная механика, 2012, вып. 7, с. 104-106), в которых объемные детали и предметы печатаются послойно путем спекания лазерным излучением частиц металлического или пластикового порошка по заданной компьютером программе, описывающей их форму.

Недостатком 3D-принтеров является то, что деталь должна состоять из одного материала, не предусмотрено печатание деталей, в которых используется три материала.

(13) Известно, что многие действующие космические аппараты снабжены бурильным оборудованием для взятия проб. Например, марсоход Curiosity имеет бур, способный высверливать цилиндрические образцы породы диаметром 16 мм и высотой 64 мм (И. Лисов Хорошая была планета… / ж. Новости космонавтики, 2013, вып. 5, с. 67).

Недостатком бурильного оборудования в виде трубки с заостренными краями или циркульной пилы является то, что 1) им трудно брать многие пробы для добычи большого объема породы (десятков килограммов) из-за того, что бур или пила затупляются, стирается их режущая часть; возможно заменять бур или пилу, но это приведет к осложнению или удорожанию установки, 2) особенно это оборудование непригодно для забора образцов чистого, астероидного, редкого, малоисследованного металла по тем же причинам; но самые дешевые с точки зрения дальнейшего производства - это именно чисто металлические материалы, их не надо химически выделять из неметаллической породы, искать способы такого выделения.

(14) Известен и утвержден к исполнению проект американского космического ведомства NASA по доставке в промышленных целях астероида размером 7-8 м массой до 1300 тонн на орбиту Луны (И. Лисов Авоська для астероида или бюджет NASA-2014. / ж. Новости космонавтики, 2013, вып. 6, с. 52-56). Для этой операции требуется комплекс с начальной массой на околоземной орбите около 18800 кг, выводимый носителем класса Atlas V. Электрореактивная двигательная установка с питанием от солнечных батарей, оснащенная четырьмя-пятью двигателями с удельным импульсом около 3000 с и энергопотреблением до 10 кВт каждый, обеспечивает спиральный подъем до Луны и дальнейший полет к астероиду и позволит транспортировать захваченный объект обратно к Луне. Астероид ловится и перевозится с использованием цилиндрического контейнера внешним диаметром 15 м и длиной 10 м, разворачиваемого за счет надувных элементов каркаса. Гашение угловой скорости объекта и его успокоение обеспечивают бортовые жидкотопливные ракетные двигатели. Авторы проекта приводят оригинальный коэффициент эффективности предложенной системы: как минимум 500 тонн доставленного груза на 18 тонн исходной массы, или 28:1. Для астероида класса С это означает: до 100 тонн воды, 100 тонн соединений углерода и 90 тонн металлов (83 тонны железа, 6 тонн никеля и 1 тонна кобальта).

Недостатками данного проекта является необходимость соблюдения экологических требований: 1) чтобы осуществлять проекты по перемещению астероидов к Земле, необходимо расширить сознание землян до уровня жителей солнечной системы, на которое влияют только звезды и галактики; если не сделать этого, то земляне останутся в рамках сознания жителей одной планеты, на которое влияют, например, ритмы вращения Луны вокруг Земли; вращаясь вокруг Луны, астероид изменит сознание землян, создав дополнительный ритм своим вращением вокруг Луны, на него будет реагировать все живое на Земле; у Земли будет два спутника, а не один, методики расширения сознания еще не созданы; до сих пор значительная часть землян умирает от инсультов, самоубийств, других нарушений в нервной системе; проект должен иметь медицинское сопровождение, чтобы не вмешиваясь слишком сильно в строение мозга землян, расширить их сознание с земного до размеров сознания солнечной системы; 2) по закону всемирного тяготения сила гравитации планеты зависит от ее массы, в том числе от массы человеческого общества, если начать крупномасштабную разработку астероидов и доставку их вещества на Землю, то надо иметь в виду, что оно имеет массу, которая увеличит массу Земли и человеческого общества, а следовательно ее гравитационную силу; конечно, доставка одного астероида малозаметна для Земли, но если в течение столетий доставлять астероидное вещество на Землю, оно накопится и вызовет изменения в гравитации; поэтому возникает экологическое требование: какую массу вещества Вы доставили на Землю, такую же массу вещества Вы должны доставить с Земли в космос; изменение гравитации может отрицательно повлиять на тонкие нервные процессы на клеточном, биохимическом и ядерном уровнях; если аппарат в 28 раз меньше доставленной породы, значит во столько же раз меньше вещества с Земли будет удалено в космос, с самого начала разработок начнется несоблюдение экологических требований. Конечно, в сутки на Землю падают десятки тонн метеоритного вещества, но это вещество не затрагивает человеческое общество. Количество металла, приходящегося на одного человека в обществе, должно быть установленной определенной величиной. Возможно, в обмен на астероидное вещество придется удалять в космос мусор, например, вывозить его на Венеру, где агрессивная атмосфера с парами серной кислоты в составе будет способствовать его разложению.

Кроме того, проект пригоден для добычи полезных ископаемых, которые в больших количествах потребляются промышленностью. Для добычи редких металлов и соединений он явно избыточен: так много вещества не требуется, придется утилизировать большие объемы неиспользованной породы.

Доставка многих тонн вещества с орбиты Луны на Землю, и мусора с Земли на Венеру требует строительства космического лифта: доставлять столько вещества ракетами технологически, экологически и экономически нецелесообразно. Например, сотни взлетов ракет будут прогревать и загрязнять атмосферу Земли. У нас климат и так нарушен, проблемы с климатом усугубятся.

Не продуманы механизмы утилизации веществ, оставшихся на орбите Луны. Легче всего скинуть остатки вещества на поверхность Луны. Для первого астероида такой путь сгодится, но при длительных разработках он отрицательно скажется на гравитации Луны.

Недостатком данного предложения также является возможность не справиться с управлением астероидом на орбите Земли, он тогда рухнет на Землю или Луну, и последствия будут катастрофические.

Таким образом, соглашаясь с необходимостью осуществления этого проекта, требуется внести в него дополнения, чтобы он соответствовал своему масштабу. Доставить вещество на орбиту Луны - это только начало процесса, завершение процесса и его влияние на Землю тоже требуют расходов, которые надо закладывать в бюджет.

К сожалению в США вместо того, чтобы дорабатывать проект, его закрыли (И. Лисов Лори Гарвер уходит. / ж. Новости космонавтики, 2013, вып. 10, с. 67). Возможно, к нему вернутся через несколько лет, поскольку с течением времени его актуальность для планеты будет расти, а претворять его в жизнь придется более двадцати лет.

(15) Известно устройство для доставки контейнера с грунтом исследуемого небесного тела в посадочный аппарат возвращаемой на Землю ступени космической станции и устройство для транспортирования грузов по трубопроводу (по патенту на изобретение РФ №2413660 по заявке на изобретние №2010110071/11 от 18.03.2010), содержащее трубопровод, узел для транспортирования контейнера по трубопроводу и узел загрузки и подготовки контейнера.

Недостатками описанного способа являются 1) не учитывается возможность разгерметизации рукава внешними силами, например, при попадании метеорита в рукав, 2) твердый контейнер ограничивает максимальные размеры взятой пробы грунта, нестандартную пробу взять с его помощью невозможно, 3) не конкретизируется устройство для взятия грунта, что расширяет применимость изобретения, но при трудностях взятия грунта, например, с поверхности металлического астероида, это может сделать изобретение неосуществимым.

(16) Известны и предлагаются в качестве прототипа сообщения, что основаны две частные фирмы, российская и американская, которые планируют добывать руду в космосе на астероидах (А. Ильин Космическая «золотая лихорадка» / ж. Новости космонавтики, 2012, вып. 10, с. 19; И. Черный Насекомые космоса будут искать руду в небе. / ж. Новости космонавтики, 2013, вып. 3, с. 64-65). Сообщение о наличии уровня техники пункт 9 было получено уже после завершения основной работы над заявкой.

Недостатками идеи добывать руду на астероидах в указанных статьях названы следующие: 1) высокая себестоимость работ по добыче, средства, вложенные в добычу, многократно превышают прибыль, стоит задача по снижению стоимости работ, 2) попытка закрепится на поверхности астероида - сложная задача, 3) бурение металлического астероида - энергоемкий процесс, отпилить кусок такого астероида - не реалистичная задача. Необходимо предложить конкретные технологии, чтобы общая прогрессивная идея была воплощена в жизнь.

Целью изобретений является длительная добыча ограниченной массы полезных ископаемых на астероиде с использованием энергии Солнца, преобразованной в энергию искусственного концентрированного излучения.

Техническим результатом изобретений является следующее

- дается оптическое и механическое описание добывающей и охватывающей частей аппарата, демонстрирующее возможность существования такого аппарата,

- использование для плавления вещества астероида концентрированных лучей от нескольких ламп прожектора, при этом лампы питаются энергией Солнца, что экономит собственную энергию и топливо аппарата, снижает стоимость его использования,

- не требуется делать анализ вещества на наличие в образцах чуждых Земле патогенных микроорганизмов, они автоматически уничтожаются высокой температурой,

- независимость работы установки от количества запасов топлива на борту,

- универсальность аппарата: он может быть закреплен на астероиде любой формы и работать с любым отражающим свет веществом астероида,

- не требуется очное участие человека в нормальной, стандартной работе установки, достаточно его дистанционного участия,

- предложен медленный способ добычи для тех, кто не торопится получить результат, способ хорош в сочетании с быстрым способом добычи на другом астероиде другой техникой другого вещества,

- способ позволяет добывать не только мягкие породы, но и металлы,

- предназначено для добычи в одном цикле конечного количества вещества порядка килограммов и десятков килограммов, которого не требуется науке и промышленности слишком много, чтобы транспортировать целиком весь астероид, его содержащий, к Земле,

- способ требует точного согласования с людьми, добывающими вещества на астероидах другими способами, какое им вещество добывать, чтобы они не обогнали и не добыли то же вещество другим способом,

- возможно использовать устройство как для работы в условиях невесомости на астероиде или комете, так и в условиях гравитации, на вершинах гор на малой или большой планете,

- причаливание к астероиду осуществляется путем охвата его длинными манипуляторами,

- регуляторы положения прожектора не реагируют на черный цвет поверхности астероида,

- содержит систему прицеливания фокуса линзы к поверхности астероида,

- отсутствие тонкой электроники в системе наведения сферической солнечной батареи, отсутствие необходимости двигать солнечную батарею при перемещении аппарата и астероида относительно Солнца, в том числе при быстром перемещении, например, при быстром вращении астероида с аппаратом вокруг своей оси,

- предложена система развертывания солнечной батареи,

- обеспечивает хранение отливок добытого вещества до прибытия космического корабля для доставки его на Землю,

- обеспечивает забор расплавленного вещества астероида манипулятором и его остывание с образованием мелких отливок,

- обеспечивает перемещение места забора вещества по поверхности астероида,

- обеспечивает возможность одновременного остывания нескольких отливок,

- возможно организовать печатание деталей аппарата на 3D-принтере с последующей сборкой из них всего аппарата и вставлением элементов электрической схемы,

- аппарат обеспечивает занятость космонавтов, работающих на космической станции на орбите Земли или на станции в вершине космического лифта,

- способ не может быть использован в качестве оружия, а предназначен для временной бескровной оккупации поверхности астероидов и комет,

- достижение полной эффективности работы аппарата 54,45% с возможностью ее последующей доводки до 80-100%.

Этот технический результат достигается тем, что предложен способ добычи полезных ископаемых на астероиде, при котором осуществляют причаливание добывающего космического аппарата путем охвата астероида с двух сторон минимум тремя манипуляторами, устанавливают отдельным манипулятором на поверхности астероида блок сбора материала, плавят многоламповым герметичным прожектором из блока сбора материала поверхностный слой астероида с образованием лунок, забирают из лунок расплавленный материал, охлаждают, помещают отливки в хранилище, периодически забирают отливки из хранилища отдельным космическим кораблем, курсирующим между Землей и астероидом.

Кроме того, предложена система крепления космического аппарата к астероиду, отличающаяся тем, что охватывающие астероид манипуляторы состоят из длинной последовательности протяженных плоских пластин с возможностью ее складывания в местах соединения пластин внутри отсека космического корабля при доставке аппарата на заданную траекторию движения к астероиду с Земли и с возможностью ее раскладывания при подлете аппарата к астероиду, при охвате астероида она повторяет форму его поверхности без мелких деталей.

Кроме того, предложен способ сбора добытого материала, отличающийся тем, что блок сбора материала имеет форму паралелепипеда с отверстием в верхней грани для забора добытого материала, четыре боковых ребра параллелепипеда образованы ножками с регулируемой длиной с возможностью при изменении длины ножек наводить точку сбора лучей прожектора, закрепленного в центре параллелепипеда, на участок поверхности астероида, расплавляют его путем длительного освещения с нагреванием, из лунки расплавленный материал забирают манипулятором сбора материала, который состоит из исходящих из общего центра трубок, при этом захватный тоннель манипулятора на конце трубки выдвигают из направляющего тоннеля в центре трубки в лунку, сдвигают верхнюю и нижнюю стенки захватного тоннеля на конце трубки, оставляют боковые стенки на конце трубки неподвижными, зажимают между стенками на конце трубки забранный материал, далее задвигают захватный тоннель обратно в направляющий тоннель, освобождая лунку, поворачивают трубку вокруг центра, при этом забранный материал затвердевает в отливку, далее захватный тоннель задвигают в сачок для хранения материала, выдвигая его из направляющего тоннеля, его верхнюю и нижнюю стенки раздвигают, поршнем из глубины тоннеля выталкивают отливку в сачок манипулятора хранилища материала, далее захватный тоннель выдвигают из сачка, поршень убирают вглубь тоннеля, и двигают пустой захватный тоннель по кругу вместе с центральным колесом манипулятора сбора материала до следующего забора материала, когда в сачке накапливаются отливки, его зев стягивают петлей, герметично закупоривая отливки, трубку с сачком на конце поворачивают вместе с центральным колесом манипулятора хранилища материала, при этом устанавливают на место заполненного сачка пустой сачок, после заполнения всех сачков блок сбора материала пристыковывают к космическому кораблю, куда забираются отливки вместе с сачками, на место заполненных сачков привинчиваются пустые сачки, в ходе всех этих операций блок сбора материала перемещают манипулятором относительно поверхности астероида вокруг корпуса аппарата и поднимают над поверхностью астероида.

Кроме того, предложена система поддержания неподвижной раскрываемой сферической солнечной батареи, отличающаяся тем, что она состоит из экваториальных поддерживающих трубок и меридиональных поддерживающих трубок, экваториальные поддерживающие трубки разделены внутри и вдоль перегородками, внутри них по обе стороны от перегородок натянуты параллельные тросы, экваториальные поддерживающие трубки составлены и образуют разомкнутую окружность, меридиональные поддерживающие трубки соединены попарно двумя планками, при этом в раме из планок и меридиональных трубок находятся фотопреобразователи, соединенные в единуюэлектрическую цепь протянутыми между рамами проводами, внутри составленных друг с другом меридиональных трубок, образующих четверть меридиана и отходящих перпендикулярно каждой экваториальной трубке, натянуты тросы, на свободных концах тросов меридиональных трубок в полюсах сферы и на свободном, незамкнутом конце экваториальной окружности находятся Т-образные окончания из пластин, которые упираются в концы краевых трубок при натяжении троса, а на противоположных концах тросов они зажимаются в зажимные устройства, состоящие из двух туго движущихся зажимов, поддерживаемых стойками, двух колец на тросе, которые фиксируют один конец зажимов, и цилиндра на тросе, этот цилиндр раздвигает округлые вторые концы зажимов и направляет их между двумя кольцами, с возможностью натягивания тросов путем их накрутки на валы электродвигателей, электродвигатели, натягивающие тросы меридиональных трубок, закреплены на экваториальных трубках, электродвигатель, натягивающий тросы экваториальных трубок, закреплен на опоре, соединенной с корпусом аппарата, для поддержания уровня тросов на каждом участке между трубкой и электродвигателем у тросов экваториальных трубок использованы опорные колесики, на которые трос попадает, пройдя из первой экваториальной трубки через отверстие в опоре, у тросов меридиональных трубок использованы для этого направляющие изогнутые трубки, приваренные к экваториальным трубкам, в которые трос попадает на выходе из отверстия в боковой стенке первых концевых трубок, система поддержания солнечной батареи выполнена с возможностью ее складывания путем ослабления тросов и сложения гармошкой пар меридиональных трубок и сложения перпендикулярно им гармошкой экваториальных трубок, гармошка из экваториальных трубок укладывается по спирали в одной плоскости вблизи корпуса аппарата с возможностью размещения сложенной конструкции в отсеке взлетающей ракеты, также система выполнена с возможностью ее возвращения в округлую форму путем натягивания и фиксации тросов и благодаря наличию у трубок торцевых граней, не перпендикулярных боковым стенкам, а скошенных, что при соприкосновении торцов трубок придает конструкции изогнутую форму сферы. Описание фигур.

На фигурах представлены следующие изображения.

На фиг. 1 - космический аппарат для добычи полезных ископаемых на астероиде, общий вид сверху, на фиг. 2 - узел по перемещению пластин манипуляторов в сложенном состоянии пластин, на фиг. 3 - узел по перемещению пластин манипуляторов в разложенном состоянии пластин, на фиг. 4 - трапециевидная пластина манипулятора, на фиг. 5 - центральные пластины манипулятора, перемещающего блок сбора материала, или манипулятора, перемещающего антенну, на фиг. 6 - вид снизу на прожектор на горизонтальном срезе АА блока сбора материала, на фиг. 7 - блок сбора материала, срединный фронтальный разрез ББ, на фиг. 8 - блок сбора материала, срединный вертикальный разрез ВВ, на фиг. 9 - регулятор высоты расположения прожектора, срединный вертикальный срез ГГ, на фиг. 10 - принципиальная схема прицельного устройства регулятора высоты прожектора, на фиг. 11 - схема попадания лучей на дно верхней затеняющей трубки прицельного устройства регулятора высоты прожектора при завышенном на 5 мм уровне пов