Способ и устройство для последовательного запуска двух спутников

Способ и устройство для последовательного запуска двух спутников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для последовательного запуска двух спутников.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно устройство для запуска спутников, рассчитанное на размещение первого спутника в верхней части устройства, а также второго спутника в предусмотренной для этого камере, имеющей неподвижную часть и подвижную часть, которая может находиться в двух последовательных положениях, а именно в первом положении, в котором камера закрыта и в ней помещается второй спутник, и во втором положении, в котором камера открыта и упомянутый второй спутник может быть высвобожден из нее. Независимо от положения подвижной части камеры неподвижная часть прикреплена к устройству запуска. С периферией камеры также могут быть соединены вспомогательные спутники меньших размеров.

После запуска в космос это устройство запуска выводят на орбиту первого спутника, после чего этот спутник отделяется от устройства. Затем устройство покидает орбиту первого спутника и подвижная часть камеры, в которой помещается второй спутник, отделяется, позволяя высвободить второй спутник, когда устройство достигает его орбиты.

После того как первый и второй спутники запущены таким способом, устройство запуска может быть выведено на орбиту обезвреживания (так называемую орбиту захоронения) или орбиту, обеспечивающую его разрушение при возврате в атмосферу.

Тем не менее, когда во время такого запуска подвижная часть камеры (и, возможно, другие прикрепленные компоненты, такие как перемычка, механизм отделения, пиротехнические устройства и т.д.) отделяются от устройства запуска, она выбрасывается в космическое пространство, становясь мусором, который определенно не может быть уничтожен и тем самым способствует загрязнению космического пространства.

Наиболее близким аналогом изобретения является известный из ЕР 1013546 способ последовательного запуска двух спутников, в котором первый спутник, закрытый обтекателем, прикреплен к разделительному элементу, находящемуся в верхней части камеры, в которую предварительно помещен второй спутник. Первый спутник выполнен с возможностью отделения от разделительного элемента камеры. Камера для второго спутника выполнена в виде неподвижной части и подвижной части и имеет цилиндрическую боковую стенку, а также разделительный элемент, являющийся одновременно крышкой камеры и элементом для крепления сегментов боковых стенок обтекателя, закрывающего полость с первым спутником. Подвижная часть камеры состоит из двух цилиндрических сегментов, имеющих возможность перехода после отделения первого спутника от камеры из первого положения, в котором камера со вторым спутником закрыта (цилиндрические сегменты соединены между собой), во второе положение, в котором камера открыта (цилиндрические сегменты рассоединены и раздвинуты) для высвобождения второго спутника. Разделительный элемент камеры, к которому разъемно прикреплен первый спутник, состоит из двух частей, каждая из которых выполнена за одно целое с соответствующим цилиндрическим сегментом, боковой стенки камеры (фиг. 11 и 12 ЕР 1013546). Между неподвижной частью и подвижной частью камеры предусмотрено соединение, выполненное таким образом, что при нахождении подвижной части (двух цилиндрических сегментов) во втором положении эта оба цилиндрических сегмента вместе с частями разделительного элемента камеры остаются прикрепленными к неподвижной части. Данное техническое решение позволяет уменьшить количество компонентов и количество отдельных компонентов, рассеянных в околоземном пространстве, а также предотвращает увеличение космических загрязняющих элементов, выброшенных и дрейфующих в пространстве.

Однако в ЕР 1013546 конструкция камеры включает в себя два подвижных элемента - два цилиндрических сегмента, которые должны синхронизироваться при открытии камеры, что усложняет конструкцию устройства и снижает надежность работы. При заклинивании одного из цилиндрических сегментов выход второго спутника из камеры будет невозможен.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является обеспечение запуска спутника, предварительно помещенного в камеру, без создания источника мусора, способного загрязнять космическое пространство.

С этой целью в соответствии с изобретением предложен способ последовательного запуска двух спутников, в котором первый спутник прикреплен к камере, в которую предварительно помещен второй спутник, и первый спутник выполнен с возможностью отделяться от камеры, содержащей неподвижную часть и подвижную часть, подвижная часть выполнена с возможностью перехода после разделения первого спутника и камеры из первого положения, в котором камера закрыта и в ней помещается второй спутник, во второе положение, в котором камера открыта и упомянутый второй спутник может быть высвобожден из нее, отличающийся тем, что между неподвижной частью и подвижной частью предусмотрено соединение, выполненное таким образом, что при нахождении подвижной части во втором положении она остается прикрепленной к неподвижной части.

Таким образом, когда камера открывается с целью высвобождения второго спутника, подвижная часть камеры смещается, оставаясь соединенной с неподвижной частью камеры. Следовательно, вместо выбрасывания подвижной части в космическое пространство она вместе с остальным устройства запуска может направляться к месту, удобному для разрушения (или обезвреживания) и, соответственно, не будет создавать источник мусора, способного загрязнять космическое пространство. Из этого следует, что при запуске спутника, помещающегося в такой камере, значительно уменьшается загрязнение космического пространства.

Для осуществления способа запуска согласно изобретению предложено устройство для последовательного запуска двух спутников, в котором первый спутник помещается в верхней части устройства и прикреплен к камере первым средством соединения/разделения, второй спутник предварительно помещен в камеру, содержащую неподвижную часть и подвижную часть, подвижная часть выполнена с возможностью перехода после разделения первого спутника и камеры из первого положения, в котором камера закрыта и в ней помещается второй спутник, во второе положение, в котором камера открыта и упомянутый второй спутник может быть высвобожден из нее, отличается тем, что дополнительно содержит средство соединения неподвижной части и подвижной части, выполненное таким образом, что при нахождении подвижной части во втором положении она остается прикрепленной к неподвижной части.

Чтобы второй спутник мог правильно выбрасываться из камеры, а подвижная часть оставалась прикрепленной к неподвижной части камеры, средство соединения также выполнено таким образом, что при нахождении подвижной части во втором положении неподвижная часть и подвижная часть обеспечивают отверстие в камере, через которое может быть высвобожден второй спутник.

Средство соединения предпочтительно представляет собой соединение шарнирного типа, которое позволяет открывать камеру за счет того, что подвижная часть наклоняется при повороте вокруг оси.

Средство соединения также может состоять из средства инициирования и торможения перемещения подвижной части при ее переходе из первого положения во второе положение, что позволяет избегать резкого перемещения подвижной части.

В этом случае средство инициирования и торможения может представлять собой, например, пневматические рессоры, прикрепленные к неподвижной части и подвижной части, соответственно, что обеспечивает не только наклон, но также торможение в конце перемещения и отсутствие возврата подвижной части. Средство инициирования и торможения также может быть непосредственно встроено в средство соединения.

В случае дистанционного запуска второго спутника подвижная часть может быть способна переходить из первого положения во второе положение под действием регулируемого средства закрывания/открывания.

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является упрощение известной конструкции.

Техническим результатом, получаемым в результате изготовления и использования заявленного изобретения, является получение простой, надежной в работе конструкции, позволяющей исключить создание мусора, способного загрязнять космическое пространство.

Достижение указанного выше технического результата обусловлено тем, что вместо двух цилиндрических сегментов с частями разделительного элемента, как это выполнено в ЕР 1013546, камера образована из неподвижной части и прикрепленной к ней одной подвижной части, имеющей возможность откидываться на угол, превышающий 90°, образованный между краями (кромками) неподвижной части и подвижной части камеры, так, что образуется отверстие, достаточное для выхода из камеры второго спутника.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Из прилагаемых чертежей легко понять, как может быть осуществлено изобретение. На чертежах сходные элементы обозначены одинаковыми позициями.

На Фиг. 1 показан вид в перспективе с разделением деталей известного из уровня техники устройства для запуска двух спутников,

на Фиг. 2 показан вид в перспективе камеры согласно настоящему изобретению, которая может быть встроена в показанное на Фиг. 1 устройство запуска, при нахождении подвижной части в первом положении,

на Фиг. 3 показан вид сбоку показанной на Фиг. 2 камеры,

на Фиг. 4 показан вид в перспективе показанной на Фиг. 2 и 3 камеры при нахождении подвижной части во втором положении,

на Фиг. 5 показан вид сбоку показанной на Фиг. 4 камеры,

на Фиг. 6А-6Е показаны виды в перспективе показанного на Фиг. 1 устройства запуска, в которое встроена показанная на Фиг. 2-5 камера, на последовательных стадиях запуска двух спутников.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Схематически показанное на Фиг. 1 устройство 1 запуска, которое может запускаться в космос ракетой-носителем (не показанной), содержит две оболочки 2А и 2В, при сборке которых образуется кожух, защищающий спутник при перемещении устройства 1 в атмосфере, при этом оболочки 2А и 2В отделены от устройства 1 с целью обеспечения последующего высвобождения спутников.

Устройство 1 также содержит два основных спутника, включающих первый спутник 3, который помещается в верхней части устройства и прикреплен к камере 4 первым средством 5 соединения/разделения, и второй спутник 6, который помещается в камере 4. В положениях, специально предусмотренных на наружной стенке камеры 4, могут размещаться другие вспомогательные спутники 3 и 6 меньших размеров.

В соответствии с известным уровнем техники, показанным на Фиг. 1, камера 4 имеет неподвижную часть 4А и подвижную часть 4В. Подвижная часть 4В изначально находится в первом положении, в котором камера 4 закрыта и, соответственно, в ней помещается второй спутник 6. В этом случае подвижная часть 4В опирается на неподвижную часть 4А камеры 4, при этом подвижная часть 4В и неподвижная часть 4А соединены друг с другом вторым средством соединения/разделения (не показанным).

В процессе применения устройства 1 запуска оболочки 2А и 2В кожуха отделяются друг от друга, а также от остального устройства в двух преимущественно противоположных направлениях, показанных, соответственно, стрелками F1 и F2 на Фиг. 1. После того как оболочки 2А и 2В отделились на достаточное расстояние друг от друга, а устройство 1 после ряда маневров и изменений пространственного положения достигло орбиты первого спутника 3, приводится в действие первое средство 5 соединения/разделения, и первый спутник 3, удерживаемый до этого момента первым средством 5 соединения/разделения, отделяется от устройства 1 запуска и выходит на свою орбиту.

Затем устройство 1 запуска выполняет дополнительные маневры и изменения пространственного положения с целью достижения другой орбиты. После того как эта орбита достигнута, приводится в действие второе средство соединения/разделения, и подвижная часть 4В отделяется от неподвижной части 4А камеры 4 и тем самым даже от устройства 1. Затем подвижная часть 4В переходит из первого положения во второе положение, в котором камера 4 открыта, как показано на Фиг. 1. Далее устройство 1 запуска выполняет дальнейшие маневры и изменения пространственного положения с целью достижения орбиты второго спутника 6. После этого второй спутник 6 может быть запущен в космос через отверстие, образованное при отсоединении подвижной части 4В, и тем самым выведен на свою орбиту.

Чтобы обеспечить фиксацию внутри камеры 4 второго спутника 6, который затем отделяется от камеры 4 при отсоединении самой подвижной части 4В, на неподвижной части 4А камеры 4 предусмотрено дополнительное средство 7 соединения/разделения, соединенное со вторым спутником 6 посредством адаптера 8.

После того как запущены оба спутника 3 и 6, неподвижная часть 4А камеры 4 остается прикрепленной к остальному устройству 1 запуска (только верхний элемент 9 которого показан на Фиг. 1), а ее подвижная часть 4В выбрасывается в космическое пространство, становясь затем загрязняющим его мусором.

Этот недостаток преодолен в настоящем изобретении за счет камеры 4 особой конфигурации, пример которой показан на Фиг. 2-5. В этой камере 4 согласно настоящему изобретению неподвижная часть 4А и подвижная часть 4В соединены друг с другом средством 10 соединения, выполненным таким образом, чтобы в камере 4 создавалось отверстие, через которое может высвобождаться второй спутник 6, когда подвижная часть 4В, изначально находящаяся в первом положении (Фиг. 2 и 3), находится во втором положении (Фиг. 4 и 5), но без отсоединения подвижной части 4В от неподвижной части 4А и, следовательно, от устройства 1.

В примере, показанном на Фиг. 2-5, средство 10 соединения выполнено в виде соединения шарнирного типа, установленного, соответственно, на верхнем крае 11А неподвижной части 4А и нижнем крае 11В подвижной части 4В. Таким образом, подвижная часть 4В способна поворачиваться вокруг сочленения, образованного средством 10 соединения, из первого положения, в котором камера 4 закрыта (Фиг. 2 и 3), с целью достижения второго положения (Фиг. 4 и 5), в котором в камере 4 создается отверстие 12 (Фиг. 5), позволяющее высвобождать спутник 6.

Следует отметить, что соединение шарнирного типа, показанное на Фиг. 2-5, может быть заменено любым соответствующим средством поворота, позволяющим подвижной части 4В наклоняться, например, одним или несколькими шарнирами Карпентье.

Также следует отметить, что в варианте осуществления изобретения, описанном со ссылкой на Фиг. 2-5, угол α (Фиг. 5), образованный соответствующими краями 11А и 11В, предпочтительно превышает 90°, и спутник 6 может высвобождаться из камеры 4 без риска столкновения с подвижной частью 4В и, тем самым, его повреждений ей.

Камера 4 также снабжена средствами 13А и 13В инициирования и торможения перемещения подвижной части 4В, рассчитанными, с одной стороны, инициировать перемещение подвижной части 4В из первого положения в направлении второго положения, а с другой стороны, тормозить перемещение подвижной части 4 В, когда эта подвижная часть достигает второго положения. Эти средства инициирования и торможения могут быть выполнены, например, в виде пневматических рессор 13А и 13В, прикрепленных соответственно к неподвижной части 4А и подвижной части 4В, что позволяет обеспечивать при перемещении подвижной части 4В в направлении второго положения не только ее наклон, но также торможение в конце перемещения и отсутствие возврата подвижной части 4В. Эти средства инициирования и торможения также могут быть встроены непосредственно в средство 10 соединения, когда они образованы шарниром, таким как, например, один или несколько шарниров Карпентье, поворот которого может тормозиться.

Камера 4 также может быть оснащена дистанционно управляемым средством 14 закрывания/открывания (показанным на Фиг. 3), которое позволяет инициировать поворот подвижной части 4В вокруг средства 10 соединения. Это средство 14 закрывания/открывания соединяет неподвижную часть 4А и подвижную часть 4В камеры 4 друг с другом по краям 11А и 11В и распределено по краям 11А и 11В. Средство 14 закрывания/открывания, например, может быть образовано пиромеханическими гайками, которые обеспечивают физическое соединение подвижной части 4В с неподвижной частью 4А при нахождении подвижной части 4В в первом положении, затем разделение электрическими средствами частей 4А и 4В в месте нахождения пиромеханических гаек. Следует отметить, что эта регулируемая функция открывания также может выполняться другими применимыми средствами, такими как затяжные соединители, электромеханические системы, а также соединительной системой любого другого типа, применимой в устройстве для запуска спутников и не создающей мусор при выполнении этой функции.

На Фиг. 6А-6Е показаны последовательные стадии запуска двух спутников посредством устройства запуска, такого как показано на Фиг. 1, со встроенной камерой, показанной на Фиг. 2-5.

Когда устройство 1 запуска, оснащенное двумя спутниками (Фиг. 6А), из которых первый спутник 3 помещается в верхней части устройства 1, а второй спутник помещается в закрытой камере 4, соединенной с остальной частью 9 устройства 1, достигает орбиты первого спутника 3, первый спутник 3 отделяется от устройства 1 (Фиг. 6Б) в направлении стрелки F3 и выходит на свою орбиту.

Затем устройство 1 запуска следует в направлении орбиты второго спутника (Фиг. 6С), при этом подвижная часть 4В, находившаяся до этого момента в первом положении, в котором она закрывает камеру 4 и второй спутник, перемещается в направлении второго положения (Фиг. 6D) в направлении стрелки F4 под действием средства 14 закрывания/открывания, показанного на Фиг. 3 (не показанного на Фиг. 6А-6Е). Во время этого перемещения подвижной части 4В она остается соединенной с остальной камерой 4 средством соединения 10 и средствами 13А и 13В торможения, описанными выше. Таким образом, в камере 4 создается отверстие 12 для высвобождения второго спутника.

Таким образом, второй спутник 6 высвобождается из камеры 4 (Фиг. 6Е) в направлении стрелки F5 для выхода на свою орбиту. При этом подвижная часть 4В остается соединенной с остальной камерой 4 (и тем самым с остальным устройством 1 запуска) средством соединения 10 и средствами 13А и 13В инициирования и торможения и вместе с остальным устройством 1 может направляться в зону обезвреживания (на орбиту захоронения) или зону разрушения.

1. Способ последовательного запуска двух спутников (3, 6), в котором первый спутник (3) прикрепляют к камере (4), в которую предварительно помещают второй спутник (6), при этом первый спутник (3) выполняют с возможностью отделения от камеры (4), содержащей неподвижную часть (4А) и подвижную часть (4В), при этом подвижную часть (4В) выполняют с возможностью перехода после разделения первого спутника (3) и камеры (4) из первого положения, в котором камера (4) закрыта и в ней помещен второй спутник (6), во второе положение, в котором камера (4) открыта и выполнена с возможностью высвобождения второго спутника (6), причем камера дополнительно содержит средства (10, 13А, 13В) соединения неподвижной части (4А) и подвижной части (4В), выполненные таким образом, что при нахождении подвижной части (4В) во втором положении подвижная часть (4В) остается прикрепленной к неподвижной части (4А), отличающийся тем, что край (11В) подвижной части (4В) выполнен с возможностью отклонения на угол, превышающий 90^°, от края (11А) неподвижной части (4А) для создания отверстия (12) в камере (4), чтобы второй спутник (6) высвобождался из камеры без риска столкновения с подвижной частью (4В).

2. Устройство (1) для последовательного запуска двух спутников (3, 6), в котором первый спутник (3) помещен в верхней части устройства и прикреплен к камере (4) первым средством (5) соединения/разделения, второй спутник (6) предварительно помещен в камеру (4), содержащую неподвижную часть (4А) и подвижную часть (4В), при этом подвижная часть (4В) выполнена с возможностью перехода после разделения первого спутника (3) и камеры (4) из первого положения, в котором камера (4) закрыта и в ней помещен второй спутник (6), во второе положение, в котором камера (4) открыта и выполнена с возможностью высвобождения второго спутника (6), причем камера дополнительно содержит средства (10, 13А, 13В) соединения неподвижной части (4А) и подвижной части (4В), выполненные таким образом, что при нахождении подвижной части (4В) во втором положении подвижная часть (4В) остается прикрепленной к неподвижной части (4А), отличающееся тем, что край (11В) подвижной части (4В) выполнен с возможностью отклонения на угол, превышающий 90^°, от края (11А) неподвижной части (4А) для создания отверстия (12) в камере (4), чтобы второй спутник (6) высвобождался из камеры без риска столкновения с подвижной частью (4В).

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средства (10, 13А, 13В) соединения дополнительно выполнены таким образом, что при нахождении подвижной части (4В) во втором положении неподвижная часть (4А) и подвижная часть (4В) создают отверстие (12) в камере (4), через которое может быть высвобожден спутник (6).

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средства (10, 13А, 13В) соединения представляют собой соединения шарнирного типа.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средства (10, 13А, 13В) соединения представляют собой средства (10, 13А, 13В) инициации и торможения перемещения подвижной части (4В) при ее переходе из первого положения во второе положение.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что средства (13А, 13В) инициирования и торможения представляют собой пневматические рессоры, прикрепленные к неподвижной части (4А) и подвижной части (4В).

7. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что подвижная часть (4В) выполнена с возможностью перехода из первого положения во второе положение под действием регулируемого средства (14) закрывания/открывания.