Raumfahrzeuge und Technologie. Entwicklung der Photoenergie für den häuslichen Raum. Technische und technologische Neuheit

Die unerforschten Tiefen des Weltraums interessieren die Menschheit seit vielen Jahrhunderten. Entdecker und Wissenschaftler haben schon immer Schritte unternommen, um die Sternbilder und den Weltraum zu verstehen. Dies waren damals die ersten, aber bedeutenden Errungenschaften, die der Weiterentwicklung der Forschung in dieser Branche dienten.

Eine wichtige Errungenschaft war die Erfindung des Teleskops, mit dessen Hilfe die Menschheit viel weiter in den Weltraum blicken und die Weltraumobjekte, die unseren Planeten umgeben, näher kennenlernen konnte. Heutzutage ist die Erforschung des Weltraums viel einfacher als damals. Unsere Portalseite bietet Ihnen viele interessante und faszinierende Fakten über den Weltraum und seine Geheimnisse.

Das erste Raumschiff und die erste Technologie

Die aktive Erforschung des Weltraums begann mit dem Start des ersten künstlich geschaffenen Satelliten unseres Planeten. Dieses Ereignis geht auf das Jahr 1957 zurück, als es in die Erdumlaufbahn gebracht wurde. Das erste Gerät, das im Orbit erschien, war äußerst einfach aufgebaut. Dieses Gerät war mit einem relativ einfachen Funksender ausgestattet. Bei der Entwicklung haben sich die Designer dafür entschieden, mit der minimalsten technischen Ausstattung auszukommen. Dennoch diente der erste einfache Satellit als Beginn der Entwicklung einer neuen Ära der Weltraumtechnologie und -ausrüstung. Heute können wir sagen, dass dieses Gerät eine große Errungenschaft für die Menschheit und die Entwicklung vieler wissenschaftlicher Forschungszweige darstellt. Darüber hinaus war es eine Errungenschaft für die ganze Welt, einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, nicht nur für die UdSSR. Möglich wurde dies durch die harte Arbeit der Designer bei der Entwicklung von Interkontinentalraketen.

Es waren die großen Erfolge in der Raketenwissenschaft, die es den Konstrukteuren ermöglichten, zu erkennen, dass durch die Reduzierung der Nutzlast der Trägerrakete sehr hohe Fluggeschwindigkeiten erreicht werden konnten, die die Fluchtgeschwindigkeit von ~7,9 km/s übertrafen. All dies ermöglichte den Start des ersten Satelliten in die Erdumlaufbahn. Raumfahrzeuge und Technologie sind interessant, weil viele verschiedene Designs und Konzepte vorgeschlagen wurden.

Im weitesten Sinne ist ein Raumschiff ein Gerät, das Ausrüstung oder Menschen an die Grenze transportiert, an der der obere Teil der Erdatmosphäre endet. Dies ist jedoch nur ein Ausgang in den nahen Weltraum. Bei der Lösung verschiedener Weltraumprobleme werden Raumfahrzeuge in folgende Kategorien eingeteilt:

Suborbital;

Orbital oder erdnah, die sich in geozentrischen Umlaufbahnen bewegen;

Interplanetar;

Auf dem Planeten.

Die Entwicklung der ersten Rakete, mit der ein Satellit ins All geschossen werden sollte, wurde von Designern der UdSSR durchgeführt, und ihre Entwicklung selbst nahm weniger Zeit in Anspruch als die Feinabstimmung und Fehlerbehebung aller Systeme. Auch der Zeitfaktor beeinflusste die ursprüngliche Konfiguration des Satelliten, da es die UdSSR war, die die erste kosmische Geschwindigkeit seiner Entstehung erreichen wollte. Darüber hinaus war die bloße Tatsache, eine Rakete über den Planeten hinaus zu starten, zu dieser Zeit eine bedeutendere Errungenschaft als die Quantität und Qualität der auf dem Satelliten installierten Ausrüstung. Die gesamte geleistete Arbeit wurde mit einem Triumph für die gesamte Menschheit gekrönt.

Wie Sie wissen, hatte die Eroberung des Weltraums gerade erst begonnen, weshalb die Designer in der Raketenwissenschaft immer mehr erreichten, was die Entwicklung fortschrittlicherer Raumfahrzeuge und Technologien ermöglichte, die zu einem großen Sprung in der Weltraumforschung beitrugen. Darüber hinaus ermöglichte die Weiterentwicklung und Modernisierung der Raketen und ihrer Komponenten die Erreichung einer zweiten Fluchtgeschwindigkeit und die Erhöhung der Nutzlastmasse an Bord. Dadurch wurde 1961 der erste Start einer Rakete mit einem Menschen an Bord möglich.

Die Portalseite kann Ihnen viel Interessantes über die Entwicklung von Raumfahrzeugen und -technologie im Laufe der Jahre und in allen Ländern der Welt erzählen. Nur wenige Menschen wissen, dass die Weltraumforschung tatsächlich vor 1957 von Wissenschaftlern begonnen wurde. Die ersten wissenschaftlichen Forschungsgeräte wurden bereits Ende der 40er Jahre in den Weltraum geschickt. Die ersten heimischen Raketen konnten wissenschaftliche Geräte auf eine Höhe von 100 Kilometern befördern. Darüber hinaus handelte es sich hierbei nicht um einen einzigen Start, sie wurden ziemlich oft durchgeführt und die maximale Höhe ihres Aufstiegs erreichte 500 Kilometer, was bedeutet, dass die ersten Vorstellungen über den Weltraum bereits vor Beginn des Weltraumzeitalters existierten. Heutzutage mögen diese Errungenschaften unter Verwendung der neuesten Technologien primitiv erscheinen, aber sie haben es möglich gemacht, das zu erreichen, was wir derzeit haben.

Das geschaffene Raumschiff und die Technologie erforderten die Lösung einer Vielzahl unterschiedlicher Probleme. Die wichtigsten Probleme waren:

1. Auswahl der richtigen Flugbahn des Raumfahrzeugs und weitere Analyse seiner Bewegung. Um dieses Problem zu lösen, war es notwendig, die Himmelsmechanik aktiver zu entwickeln, die zu einer angewandten Wissenschaft wurde.
2. Das Vakuum des Weltraums und die Schwerelosigkeit stellen Wissenschaftler vor ganz eigene Herausforderungen. Dabei geht es nicht nur um die Schaffung eines zuverlässigen, versiegelten Gehäuses, das den ziemlich rauen Weltraumbedingungen standhält, sondern auch um die Entwicklung von Geräten, die ihre Aufgaben im Weltraum genauso effektiv erfüllen können wie auf der Erde. Denn nicht alle Mechanismen könnten sowohl in der Schwerelosigkeit und im Vakuum als auch unter irdischen Bedingungen perfekt funktionieren. Das Hauptproblem war der Ausschluss der thermischen Konvektion in abgeschlossenen Volumina; all dies störte den normalen Ablauf vieler Prozesse.

1. Der Betrieb der Geräte wurde auch durch die Wärmestrahlung der Sonne gestört. Um diesen Einfluss zu eliminieren, war es notwendig, neue Berechnungsmethoden für Geräte zu überdenken. Viele Geräte wurden auch entwickelt, um normale Temperaturbedingungen im Inneren des Raumfahrzeugs selbst aufrechtzuerhalten.
2. Die Stromversorgung von Raumfahrtgeräten ist zu einem großen Problem geworden. Die optimalste Lösung der Konstrukteure war die Umwandlung von Sonnenstrahlung in Elektrizität.
3. Es dauerte ziemlich lange, das Problem der Funkkommunikation und der Steuerung von Raumfahrzeugen zu lösen, da bodengestützte Radargeräte nur in einer Entfernung von bis zu 20.000 Kilometern betrieben werden konnten, was für den Weltraum nicht ausreicht. Die Entwicklung der Ultralangstrecken-Funkkommunikation in unserer Zeit ermöglicht es, die Kommunikation mit Sonden und anderen Geräten über eine Entfernung von Millionen Kilometern aufrechtzuerhalten.
4. Das größte Problem blieb jedoch die Feinabstimmung der Ausrüstung, mit der die Weltraumgeräte ausgestattet waren. Erstens muss die Ausrüstung zuverlässig sein, da Reparaturen im Weltraum in der Regel unmöglich waren. Auch neue Möglichkeiten zur Vervielfältigung und Aufzeichnung von Informationen wurden erdacht.

Die aufgetretenen Probleme weckten das Interesse von Forschern und Wissenschaftlern aus verschiedenen Wissensgebieten. Durch die gemeinsame Zusammenarbeit konnten positive Ergebnisse bei der Lösung der gestellten Aufgaben erzielt werden. Aufgrund all dessen entstand ein neues Wissensgebiet, nämlich die Weltraumtechnologie. Die Entstehung dieser Art von Design unterschied sich aufgrund ihrer Einzigartigkeit, ihres besonderen Wissens und ihrer Arbeitsfähigkeiten von der Luftfahrt und anderen Branchen.

Unmittelbar nach der Schaffung und dem erfolgreichen Start des ersten künstlichen Erdsatelliten erfolgte die Entwicklung der Weltraumtechnologie in drei Hauptrichtungen, nämlich:

1. Entwurf und Herstellung von Erdsatelliten zur Erfüllung verschiedener Aufgaben. Darüber hinaus modernisiert und verbessert die Industrie diese Geräte, um einen breiteren Einsatz zu ermöglichen.
2. Entwicklung von Geräten zur Erkundung des interplanetaren Raums und der Oberflächen anderer Planeten. Typischerweise führen diese Geräte programmierte Aufgaben aus und können auch ferngesteuert werden.
3. Die Raumfahrttechnik arbeitet an verschiedenen Modellen zur Schaffung von Raumstationen, in denen Wissenschaftler Forschungsaktivitäten durchführen können. Diese Branche entwirft und fertigt auch bemannte Raumfahrzeuge.

Viele Bereiche der Weltraumtechnologie und die Erreichung der Fluchtgeschwindigkeit haben es Wissenschaftlern ermöglicht, Zugang zu weiter entfernten Weltraumobjekten zu erhalten. Deshalb war es Ende der 50er Jahre möglich, einen Satelliten in Richtung Mond zu schicken; außerdem ermöglichte die damalige Technologie bereits die Entsendung von Forschungssatelliten zu den nächstgelegenen erdnahen Planeten. So ermöglichten die ersten Geräte, die zur Erforschung des Mondes geschickt wurden, der Menschheit zum ersten Mal, die Parameter des Weltraums kennenzulernen und die andere Seite des Mondes zu sehen. Dennoch war die Weltraumtechnologie zu Beginn des Weltraumzeitalters noch unvollkommen und unkontrollierbar, und nach der Trennung von der Trägerrakete rotierte der Hauptteil ziemlich chaotisch um seinen Massenschwerpunkt. Die unkontrollierte Rotation ermöglichte es den Wissenschaftlern nicht, viel zu forschen, was wiederum die Designer dazu anregte, fortschrittlichere Raumfahrzeuge und Technologien zu entwickeln.

Erst die Entwicklung kontrollierter Fahrzeuge ermöglichte es Wissenschaftlern, noch mehr Forschung zu betreiben und mehr über den Weltraum und seine Eigenschaften zu erfahren. Darüber hinaus ermöglicht der kontrollierte und stabile Flug von Satelliten und anderen in den Weltraum gestarteten automatischen Geräten aufgrund der Ausrichtung der Antennen eine genauere und qualitativ hochwertigere Übertragung von Informationen zur Erde. Durch die kontrollierte Steuerung können die notwendigen Manöver durchgeführt werden.

In den frühen 60er Jahren wurden aktiv Satellitenstarts zu den nächstgelegenen Planeten durchgeführt. Diese Starts ermöglichten es, die Bedingungen auf benachbarten Planeten besser kennenzulernen. Dennoch ist der Flug von Yu.A. der größte Erfolg dieser Zeit für die gesamte Menschheit auf unserem Planeten. Gagarin. Nach den Erfolgen der UdSSR beim Bau von Raumfahrtgeräten widmeten die meisten Länder der Welt auch der Raketenwissenschaft und der Entwicklung ihrer eigenen Weltraumtechnologie besondere Aufmerksamkeit. Dennoch war die UdSSR führend in dieser Branche, da sie als erste ein Gerät entwickelte, das eine sanfte Landung auf dem Mond durchführte. Nach den ersten erfolgreichen Landungen auf dem Mond und anderen Planeten wurde die Aufgabe gestellt, die Oberflächen kosmischer Körper mit automatischen Geräten zur Oberflächenuntersuchung und zur Übertragung von Fotos und Videos zur Erde genauer zu untersuchen.

Die ersten Raumschiffe waren, wie oben erwähnt, unkontrollierbar und konnten nicht zur Erde zurückkehren. Bei der Entwicklung kontrollierter Geräte standen die Designer vor dem Problem der sicheren Landung von Geräten und Besatzung. Denn ein sehr schneller Eintritt des Geräts in die Erdatmosphäre könnte es durch die hohe Temperatur aufgrund der Reibung einfach verbrennen. Darüber hinaus mussten die Geräte bei der Rückkehr unter den unterschiedlichsten Bedingungen sicher landen und abspritzen.

Die Weiterentwicklung der Weltraumtechnologie ermöglichte die Herstellung von Orbitalstationen, die über viele Jahre hinweg genutzt werden können, und veränderte gleichzeitig die Zusammensetzung der Forscher an Bord. Das erste Orbitalfahrzeug dieser Art war die sowjetische Station Saljut. Seine Entstehung war ein weiterer großer Fortschritt für die Menschheit im Wissen über den Weltraum und seine Phänomene.

Oben ist ein sehr kleiner Teil aller Ereignisse und Erfolge bei der Entwicklung und Nutzung von Raumfahrzeugen und Technologien aufgeführt, die weltweit für die Erforschung des Weltraums geschaffen wurden. Dennoch war das bedeutendste Jahr 1957, mit dem die Ära der aktiven Raketentechnik und Weltraumforschung begann. Es war der Start der ersten Sonde, der weltweit die explosionsartige Entwicklung der Weltraumtechnologie auslöste. Möglich wurde dies durch die Schaffung einer Trägerrakete der neuen Generation in der UdSSR, die die Sonde auf die Höhe der Erdumlaufbahn heben konnte.

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Die Erfindung betrifft Stromversorgungssysteme für Raumfahrzeuge (SV), nämlich Solarbatterien (SB). Der BS besteht aus zwei Paneelen, von denen jedes aus zwei Halbpaneelen besteht, einschließlich der Wurzel- (2), mittleren (3) und äußeren (4) Klappen, die gelenkig miteinander verbunden und nacheinander zu einem Paket zusammengefügt sind. Die Fensterläden sind auf einem Rahmen (5) montiert, der beweglich auf vier Stützknoten (6) des Raumfahrzeugkörpers (1) montiert ist. Die Halbpaneele werden auf der einen Seite durch vier federbelastete Klemmen (7) und auf der anderen Seite durch vier Kabelbinder (8) in Stützeinheiten (6) miteinander verbunden. Die Wurzelklappe ist über eine Achse (9) mit der Mittelklappe verbunden, und die Mittelklappe ist über eine Achse (10) mit der Außenklappe verbunden. Die federbelasteten Klemmen sind über eine Kabelstange mit dem Pyromedium verbunden (nicht dargestellt). An den Flügeln werden paarweise zwei Konsolen montiert. Die am Außenflügel montierten Konsolen sind mit Achsen ausgestattet, die beim Öffnen der Paneele mit den an den Konsolen angebrachten Profilvorsprüngen zusammenwirken. auf der Wurzelklappe installiert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Paneele „rollend“ entfaltet werden, wobei die Klappen auf organisierte Weise eingefahren werden, wodurch die Möglichkeit einer Kollision mit der Raumfahrzeugausrüstung beim Entfalten ausgeschlossen wird. Die Menge an Pyrochemikalien in den Plattenbefestigungselementen wird reduziert. Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, die Zuverlässigkeit eines Raumfahrzeugs mit einer BS zu erhöhen. 12 Abb.

Zeichnungen für RF-Patent 2460676

Die Erfindung betrifft die Raumfahrttechnik, nämlich Solarbatterien (SB), und kann auf Raumfahrzeugen (SV) für verschiedene Zwecke zur Stromversorgung eingesetzt werden.

Bei BS-Raumfahrzeugen handelt es sich in der Regel um ausfahrbare Multi-Link-Strukturen, was auf die Notwendigkeit einer kompakten Platzierung des Raumfahrzeugs unter der Kopfverkleidung der Trägerrakete zurückzuführen ist. Die BS-Panels befinden sich an der Seite des Raumfahrzeugs und werden nach dem Start in die Umlaufbahn eingesetzt, ohne sich von der Seite des Raumfahrzeugs zu entfernen.

Es ist eine Solarbatterie für ein Raumfahrzeug bekannt, Patent RU Nr. 2214949 – ein Prototyp, der aus einem Rahmen besteht, der starr am Antrieb der oberen und unteren Klappen befestigt ist, paarweise durch Scharniere verbunden ist und der Rahmen am Körper des Raumfahrzeugs befestigt ist mit pyroskopischen Mitteln, während die oberen Klappen an den inneren Enden der Halterungen angebracht sind, die mit durch die Pyrotechnik verlaufenden Spannbändern verbunden sind, starr am Rahmen der Solarbatterie befestigt sind, und an den äußeren Enden der oberen Klappen Haken angebracht sind, die deren Oberflächen mit den Achsen federbelasteter Zugelemente zusammenwirken, die am Körper des Raumfahrzeugs angelenkt sind, und deren Achsen relativ zu den Scharnierachsen, die die oberen und unteren Klappen verbinden, nach außen verschoben sind und an den unteren Klappen starr angebracht sind feste Kugellager, die mit dem Körper des Raumfahrzeugs interagieren.

Die bekannte Solarbatterie verfügt aufgrund ihrer Aufgaben und der Anordnung des Produkts über begrenzte Einsatzmöglichkeiten im Falle einer Erhöhung des Energieverbrauchs des Produkts (Raumfahrzeug, Satellit), was eine Vergrößerung der Solarfläche erfordert System aufgrund einer Vergrößerung der Paneelklappen.

Bei einer Vergrößerung der Fläche einer bekannten Solarbatterie durch Vergrößerung der Klappen ist die Öffnungsfläche der Panelklappen durch die Anordnung des Produkts begrenzt, was zu einer Kollision mit äußeren Strukturelementen des Produkts führen kann.

Das Ziel der vorgeschlagenen technischen Lösung besteht darin, die Betriebsfähigkeiten der Solarbatterie zu erweitern und gleichzeitig den Energieverbrauch des Produkts zu erhöhen und ein organisiertes Öffnen der Rollläden in einem bestimmten Bereich sicherzustellen, ohne mit den äußeren Elementen des Produkts (Antennen, Abdeckungen usw.) zusammenzustoßen. usw.).

Das Problem wird dadurch gelöst, dass die BS, die aus zwei zu einem Paket zusammengesetzten Paneelen besteht, die aus federbelasteten Flügeltüren bestehen, in gefalteter Position am Rahmen installiert und über Stützeinheiten mit einer pyrotechnischen Vorrichtung an der Seite des Raumfahrzeugs befestigt wird , und federbelastet, an den Stützknoten der Estriche angelenkt, unterscheidet sich dadurch, dass jedes der Paneele aus zwei Halbpaneelen besteht, bestehend aus dem Wurzel-, Mittel- und Außenflügel, die auf einem Rahmen montiert sind, der beweglich an den Stützknoten befestigt ist , wobei die Halbpaneele jedes Paneels durch Befestigungselemente in Form von federbelasteten Klammern miteinander verbunden werden, die am Rahmen installiert und mittels einer Kabelstange mit einer Pyrovorrichtung verbunden werden, und zwei Halterungen darin installiert sind Paare an den Flügeln, während die am Außenflügel installierten Halterungen mit Achsen ausgestattet sind, die beim Öffnen der Paneele mit profilierten Vorsprüngen an den an der Wurzelklappe angebrachten Halterungen interagieren und so das Öffnen der Paneele in einer „Rolle“ gewährleisten " Benehmen.

Das beanspruchte Design des BS ist in den Abbildungen dargestellt:

Abb.1 Gesamtansicht der BS;

Abb.2 Ansicht entlang Pfeil A in Abb.1;

Abb.3 Schnitt BB in Abb.2;

Abb.4 Schnitt B-B in Abb.3;

Abb.5 - Abb.9 Kinematisches Diagramm der Öffnung der BS-Ventile;

Abb. 10 Fernelement G in Abb. 5;

Abb. 11 Remote-Element D in Abb. 6;

Abb. 12 Verlängerungselement E in Abb. 7;

Die Solarbatterie KA1 besteht aus zwei Paneelen, von denen jedes zwei Halbpaneele enthält, bestehend aus einem Wurzelblatt 2, einem Mittelblatt 3 und einem Außenblatt 4, montiert auf einem Rahmen 5, beweglich montiert auf vier Stützknoten 6, die Halbpaneele jedes einzelnen Die Paneele werden auf der einen Seite mit vier am Rahmen 5 montierten federbelasteten Klemmen 7 miteinander verbunden und mittels einer Kabelstange mit dem Haupt- und Ersatzpirochki (in den Abbildungen nicht dargestellt) und auf der anderen Seite mit der Hilfe verbunden aus vier federbelasteten Bändern, die an den Stützknoten 6 6 angelenkt sind. Bei der Montage der Flügel ist das Paket so ausgeführt, dass auf einer Seite der Wurzellappen 2 gelenkig mit dem Mittellappen 3 verbunden ist (Achse 9), und andererseits ist die mittlere Klappe 3 mit der äußeren Klappe 4 verbunden (Achse 10). Entlang der Längsseiten der Flügel sind außen an der Wurzel 2 und den äußeren Flügeln 4 zwei Konsolen 11 und 12 paarweise angebracht. Die Konsolen 11 sind mit Achsen 13 und die Konsolen 12 mit Profilvorsprüngen 14 ausgestattet Die Achsen 13 und die Profilvorsprünge 14 werden beim Zusammenklappen der Flügel mit Spalt eingebaut, interagieren aber erst beim Öffnungsvorgang der Flügel miteinander und sorgen so für deren stoßfreies „Rollen“-Öffnen.

Der Vorgang des Öffnens der Platte erfolgt wie folgt: Nachdem das Raumschiff in die Umlaufbahn gebracht wurde, wird ein Befehl zum Aktivieren der Stifte gegeben, die wiederum für die Aktivierung der Klemmen 7 sorgen. Danach werden die Klemmen 7 unter der Wirkung von aktiviert Durch die Federn ist es möglich, die mittleren 3 und äußeren 4 Türen einzufahren und das Paneel in die Arbeitsposition zu bringen, während in der Endposition die Türen 3 und 4 mit Riegeln fixiert werden.

Die Analyse des kinematischen Diagramms des Öffnens der Ventile (siehe Abb. 5 - Abb. 9) zeigt, dass nach Aktivierung der Klemmen 7 und Lösen des Ventilpakets von den Bändern 8 die Drehung der Ventile beginnt, während die Die Achsen 13 kommen mit den Profilvorsprüngen 14 in Kontakt und rollen an ihnen entlang. Das Fehlen eines Kontakts zwischen den Achsen 13 und den Vorsprüngen 14 im Anfangsmoment der Bewegung schließt die Möglichkeit einer Blockierung der Ventile aufgrund verschiedener technologischer Faktoren aus. Die Profile der Vorsprünge 14 sind so gestaltet, dass sich die äußere Klappe 4 erst öffnen kann, nachdem sich die mittlere Klappe 3 in einem Winkel von ~90° geöffnet hat, d. h. die Möglichkeit einer großen Streuung der Bewegungsbahnen der Klappen und die Möglichkeit einer Kollision der Außenklappe 4 mit der Arbeitsfläche der Wurzelklappe 2 ist ausgeschlossen.

Das erklärte Design der Solarbatterie eines Raumfahrzeugs wird es ermöglichen, seine Betriebsfähigkeiten zu erweitern und gleichzeitig den Energieverbrauch des Raumfahrzeugs abhängig von seinen Aufgaben und seiner Anordnung sowie das organisierte Öffnen der Verschlüsse der Sonnenkollektoren in einer „Rolle“ zu erhöhen Diese Art und Weise eliminiert die Möglichkeit einer Kollision mit der Ausrüstung des Raumfahrzeugs und damit deren Beschädigung, was wiederum eine erhöhte Zuverlässigkeit des Raumfahrzeugs gewährleistet.

BEANSPRUCHEN

Eine Solarbatterie eines Raumfahrzeugs, die aus zwei Paneelen besteht, die aus federbelasteten Klappen bestehen, die gelenkig miteinander verbunden und zu einem Paket zusammengebaut sind, in gefalteter Position auf dem Rahmen installiert und über Stützeinheiten mit einem Pyro an der Seite des Raumfahrzeugs befestigt sind Vorrichtung, und federbelastete, gelenkig an den Trägerknoten befestigte Estrichelemente, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Paneele aus zwei Halbpaneelen besteht, bestehend aus Wurzel-, Mittel- und Außenflügeln, die auf einem auf Trägerknoten beweglich montierten Rahmen montiert sind, während die Die Halbpaneele jedes Paneels werden durch Befestigungselemente in Form von federbelasteten Klammern miteinander verbunden, die am Rahmen montiert und mittels einer Kabelstange mit einer Pyrovorrichtung verbunden werden, und zwei Konsolen werden paarweise an den Flügeln montiert , während die am Außenflügel installierten Konsolen mit Achsen ausgestattet sind, die beim Öffnen der Paneele mit profilierten Vorsprüngen interagieren, die an den an der Wurzelklappe installierten Konsolen angebracht sind, und so ein „rollendes“ Öffnen der Paneele gewährleisten.

Die Erfindung bezieht sich auf die Raumfahrttechnik und kann in Stromversorgungssystemen für Raumfahrzeuge (SC) eingesetzt werden. Die Solarbatterie (SB) besteht aus Paneelen und einem Rahmen, die immer wieder synchron geöffnet und gefaltet werden. Raumfahrzeug, Rahmen und Paneele sind mittels Scharniergelenken (HS) miteinander verbunden. Alle ALs sind durch Kabelübertragung mit Riemenscheiben in Reihe geschaltet. Für die wiederverwendbare Überführung des BS in die geöffnete und zusammengeklappte Position ist ein in einem der AL eingebauter Motor vorgesehen. Jeder AL enthält Antriebsfedern, die das vollständige Öffnen oder Zusammenklappen der Solarbatterie gewährleisten, und eine Verriegelungsvorrichtung, die die offene Position des BS in Form eines federbelasteten Hakens fixiert. Um die Verriegelungsvorrichtungen zu steuern, ist jeder Haken kinematisch mit einer Riemenscheibe des Synchronisierungssystems verbunden, die im entsprechenden AL installiert ist. Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, ein wiederverwendbares Öffnen und Falten des BS sowie seine Fixierung in Extrempositionen bei gegebener Steifigkeit zu gewährleisten. 5 Abb.

Die vorgeschlagene Erfindung bezieht sich auf die Raumfahrttechnik, insbesondere auf die Gestaltung von Solarpaneelen, und kann in Energiesparsystemen von Raumfahrzeugen (SC) eingesetzt werden.

Es ist eine Vorrichtung zum Trennen und Öffnen der Verschlüsse einer Solar-Raumfahrzeugbatterie bekannt (Patent RU Nr. 24418170, B64G 1/44), die einen starr auf einer elektrischen Antriebswelle montierten Rahmen und zwei Sätze Verschlüsse enthält. Die Pakete sind mit unteren Laschen fest am Rahmen befestigt, die mittleren Laschen sind gelenkig mit der unteren Lasche und der oberen Lasche verbunden. Die Scharnierachsen sind mit geladenen Federn (Torsionsstäben) ausgestattet, die die Türen in die Arbeitsposition öffnen.

Es ist eine Solarbatterie für Raumfahrzeuge bekannt (RU-Patent Nr. 2460676 C2, B64G 1/44). Die Solarbatterie besteht aus zwei Paneelen, von denen jedes aus zwei Halbpaneelen besteht, einschließlich der Wurzel-, Mittel- und Außentüren, die gelenkig miteinander verbunden und nacheinander zu einem Paket zusammengefügt sind. Die Halbpaneele werden auf der einen Seite durch vier federbelastete Klammern und auf der anderen Seite durch vier Zuganker in den Trägereinheiten miteinander verbunden. An den Flügeln werden paarweise zwei Konsolen montiert. Die am Außenflügel montierten Konsolen sind mit Achsen ausgestattet, die beim Öffnen der Paneele mit profilierten Vorsprüngen zusammenwirken, die an den am Wurzelflügel montierten Konsolen angebracht sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Paneele „rollend“ entfaltet werden, wobei die Klappen eingefahren werden, wodurch die Möglichkeit einer Kollision mit der Raumfahrzeugausrüstung beim Entfalten ausgeschlossen wird.

Es ist eine Solarbatterie bekannt (Patent RU Nr. 2485026 C2, B64G 1/44), die einen Rahmen, obere und untere Türen enthält, die paarweise durch Scharniere verbunden sind, an deren Achse Torsionsstäbe befestigt sind, an deren anderen Enden Es werden Halterungen installiert, in denen sich die Spannmechanismen der Torsionsstäbe befinden. Die Halterungen werden auf drehbaren Torsionsstäben montiert und in der Ausgangsposition symmetrisch zur Achse der Torsionsstäbe installiert, deren Position die Spannmechanismen gewährleistet Drehen Sie die Torsionsstäbe nur in eine Richtung, um das Öffnen der Solarbatterie sicherzustellen.

Dem beanspruchten Design (Prototyp) am nächsten kommt eine Solarbatterie (Patent RU Nr. 2258640 C1, B64G 1/44), die ziehharmonikaförmig gefaltete Paneele und einen Rahmen mit Antriebsmechanismus enthält. Die Paneele sind über Antriebsfedern und eine Kabelübertragung mit Riemenscheiben über den Rahmen mit dem Raumfahrzeug verbunden. Der Antriebsmechanismus besteht aus einem Motor und einer Riemenscheibe, die über eine Seilübertragung mit einer Zwischenriemenscheibe verbunden ist. Motor und Riemenscheibe werden mit einer Halterung am Raumschiff befestigt. Das bewegliche Element des Motors ist am Rahmen befestigt.

Die Nachteile der oben genannten Designs sind:

Die Unfähigkeit der Struktur, wiederholt eine offene und gefaltete Position einzunehmen;

Befestigen Sie die Paneele und den Rahmen wiederholt in der gefalteten und gefalteten Position und entfernen Sie die Fixierung, um sie in die geöffnete und gefaltete Position zu bringen.

Ziel der beanspruchten Erfindung ist es, die Nachteile bekannter Analoga zu beseitigen.

Das Problem wird dadurch gelöst, dass die Solarbatterie eines Raumfahrzeugs, bestehend aus Paneelen und einem Rahmen, durch einen Rahmen mit dem Raumfahrzeug verbunden ist, mit an den Rändern angeordneten koaxialen Scharniergelenken mit Riemenscheiben, die paarweise durch eine Kabelübertragung verbunden sind, entsprechend Gemäß der beanspruchten Erfindung verfügt es über einen Motor, der in einem der Scharniergelenke installiert ist und in der Lage ist, die Solarbatterie wiederholt mit einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit von der gefalteten Position in die offene Position und zurück zu bewegen, sowie über Antriebsfedern, die in jedem Scharniergelenk enthalten sind und dazu in der Lage sind Drehen der Paneele und des Rahmens sowohl in Richtung des Öffnens als auch in Richtung des Faltens der Solarbatterie. In diesem Fall erzeugen die Antriebsfedern während der ersten Hälfte des Weges beim Öffnen oder Falten der Solarbatterie eine Drehung in der entgegengesetzte Drehrichtung des beweglichen Elements des Motors und die zweite Hälfte des Weges – erzeugen eine Drehung in der Drehrichtung des beweglichen Elements des Motors und sorgen so für eine vollständige Ausdehnung oder Faltung der Solarbatterie in ihren Extrempositionen In jeder Scharnierverbindung, die die Paneele untereinander sowie das Paneel mit dem Rahmen verbindet, sind Verriegelungsvorrichtungen in Form eines federbelasteten Hakens installiert, der in der geöffneten Position in das ausfahrbare Element eingreift, das eingerastet ist oder ausgerückt, zusammenwirkend mit der Riemenscheibe des Synchronisationssystems, die im selben Scharniergelenk installiert ist, während des Öffnungs- oder Faltvorgangs der Solarbatterie, um eine bestimmte Steifigkeit in der geöffneten Position wiederum im Scharniergelenk zu gewährleisten, das den Rahmen und das Raumfahrzeug verbindet Es ist eine Verriegelungsvorrichtung in Form eines federbelasteten Hakens installiert, der sowohl in der zusammengeklappten Position als auch in der offenen Position der Solarbatterie mit einem Element in Eingriff kommt, das entweder entriegelt oder eingerastet ist. Interaktion mit dem beweglichen Element des Motors beim Öffnen oder Zusammenklappen der Solarbatterie, um eine bestimmte Steifigkeit in der geöffneten oder zusammengeklappten Position sicherzustellen.

Der Aufbau der Solarbatterie wird durch Zeichnungen veranschaulicht, wobei in Abb. Abbildung 1 zeigt eine Solarbatterie in zusammengeklappter Position, installiert auf einem Raumschiff. In Abb. Abbildung 2 zeigt eine Solarbatterie in geöffneter Position, installiert auf einem Raumschiff. In Abb. 3 und Abb. Abbildung 4 zeigt vergrößerte Ansichten einer geöffneten Solarbatterie entlang der Pfeile B und D. In FIG. Abbildung 5 zeigt vergrößerte Verlängerungselemente D und E.

Das technische Ergebnis der vorgeschlagenen Erfindung besteht darin, ein wiederverwendbares Öffnen und Falten der Solarbatterie sowie ihre Fixierung in Extrempositionen bei gegebener Steifigkeit zu gewährleisten.

Das angegebene technische Ergebnis der vorgeschlagenen Erfindung wird dadurch erreicht, dass:

Eine Solarbatterie mit Paneelen 1 und einem Rahmen 2, die synchron geöffnet (gefaltet) und durch einen Rahmen mit einem Raumfahrzeug 3 miteinander verbunden sind, weist an den Rändern koaxiale Scharniergelenke 4 mit Riemenscheiben 5 auf, die durch eine Kabelübertragung 6 verbunden sind, ausgestattet mit ein Motor 7, der eine kinematische Verbindung mit Riemenscheiben 5 hat und in der Lage ist, die Solarbatterie mit einer bestimmten Bewegungsgeschwindigkeit wiederholt von der gefalteten Position in die offene Position und zurück zu bewegen und außerdem mit Hilfe einer Halterung 10 bewegungslos relativ zu fixieren zum Raumfahrzeug, und das bewegliche Element des Motors 8 ist am Rahmen 2 mit einem Spalt befestigt, der eine Leerlaufdrehung des beweglichen Elements des Motors relativ zum Rahmen in einem Winkel α ermöglicht;

Die Antriebsfedern 9, die Teil jedes Scharniers 4 sind, sind in der Lage, die Paneele 1 und den Rahmen 2 sowohl in Richtung des Öffnens als auch in Richtung des Zusammenklappens der Solarbatterie zu drehen, während sie dabei die erste Hälfte des Weges zurücklegen Das Öffnen oder Falten der Antriebsfeder 9 erzeugt eine Drehung in die entgegengesetzte Richtung der Drehung des beweglichen Elements des Motors 8, und die zweite Hälfte des Weges erzeugt eine Drehung in der Drehrichtung des beweglichen Elements des Motors 8, wodurch eine vollständige Drehung gewährleistet wird Öffnen oder Falten der Solarbatterie;

Die in jedem Scharnier, das die Paneele 1 und/oder das Paneel 1 mit dem Rahmen 2 verbindet, installierten Verriegelungsvorrichtungen bestehen aus einem federbelasteten Haken 11, der sich um eine Achse 12 dreht und bewegungslos relativ zum Paneel 1 (Rahmen 2) montiert ist, der zusammenwirkt mit Riemenscheibe 5, eingebaut im gleichen Scharnier 4, koaxial dazu, mit der Möglichkeit der Leerdrehung relativ zum befestigten Paneel 1 (Rahmen 2) in einem Winkel β, und greift in die Achse 13 ein, bewegungslos relativ zum befestigten Paneel montiert 1 (Rahmen 2);

Die im Scharniergelenk 4, das den Rahmen 2 mit dem Raumfahrzeug 3 verbindet, eingebaute Verriegelungsvorrichtung ist in Form eines federbelasteten Hakens 14 ausgeführt, der sich um eine relativ zum Raumfahrzeug 3 bewegungslos gelagerte Achse 15 dreht und mit dem beweglichen Element zusammenwirkt des Motors 8, in Eingriff mit der Achse 16, in der zusammengeklappten Position der Solarbatterie bewegungslos gegenüber dem mit dem Rahmen 2 verbundenen Paneel 1 montiert und in der offenen Position der Solarbatterie hinter der Achse 17, in Bezug auf den Rahmen 2 bewegungslos installiert .

Der Vorgang des wiederverwendbaren Öffnens und Faltens einer Solarbatterie ist wie folgt:

1. Die Öffnung erfolgt synchron, dabei sind sowohl der Motor 7 als auch die in jedem Gelenk 4 eingebauten Antriebsfedern 9 beteiligt.

Die Solarbatterie befindet sich in der zusammengeklappten Position. Die Paneele 1 und der Rahmen 2 werden zusammengeklappt und mithilfe von Schlössern 18 am Raumfahrzeug 3 befestigt. Nachdem die Entriegelungsvorrichtung 19 aktiviert wurde, geben die Schlösser 18 die Paneele 1 und den Rahmen 2 frei, die in ihrer ursprünglichen Position verbleiben und weiterhin durch installierte Antriebsfedern 9 gehalten werden in jedem Scharniergelenk 4, das zum Falten der Solarbatterie dient, und einer Verriegelungsvorrichtung, die im Gelenkgelenk 4 zwischen dem Raumfahrzeug 3 und dem Rahmen 2 installiert ist. Nachdem der Motor 7 seinen Betrieb aufgenommen hat, dreht sich sein bewegliches Element 8 in den Lücken, die den Leerlauf gewährleisten relativ zum Rahmen 2 in Öffnungsrichtung, während der federbelastete Haken 14 der Verriegelungsvorrichtung außer Eingriff mit der auf der mit dem Rahmen 2 verbundenen Platte 1 montierten Achse kommt. Danach wählt das bewegliche Element des Motors 8 den Leerlauf Spiel und der Haken 14 gibt die Achse vollständig frei, greift in den Rahmen 2 ein und die Struktur beginnt sich synchron unter der Wirkung von Motor 7 und Seilübertragung zu öffnen. In diesem Fall sorgt der Motor 7 auf der Hälfte des Weges für eine konstante Öffnungsgeschwindigkeit und überwindet dabei das Widerstandsmoment der Antriebsfedern 9. Auf der zweiten Hälfte des Weges sorgt er für eine konstante Öffnungsgeschwindigkeit, wodurch die Solarbatterie zurückgehalten wird, die dann geöffnet wird der Einfluss des von den Antriebsfedern 9 erzeugten Moments. Während des Öffnens werden die Riemenscheiben 5 mit der Möglichkeit des Leerlaufs installiert und mit den Haken 14 Verriegelungsvorrichtungen verbunden, die in den Scharnierverbindungen 4 zwischen den Paneelen 1, Paneel 1 und Rahmen 2, nacheinander installiert sind Sie drehen sich relativ zu den Paneelen 1 und dem Rahmen 2, an denen sie montiert sind, und bieten den Haken 14 in allen Verriegelungsvorrichtungen in der offenen Position die Möglichkeit, in die Achse einzugreifen.

2. Das Zusammenklappen (Rückklappen) erfolgt synchron, sowohl der Motor 7 als auch die Antriebsfedern 9 sind beteiligt.

Die Solarbatterie befindet sich in der geöffneten Position und wird durch Antriebsfedern 9 und Verriegelungsvorrichtungen gehalten, die in jedem Gelenkgelenk 4 installiert sind. Nachdem der Motor 7 seinen Betrieb aufgenommen hat, dreht sich sein bewegliches Element 8 in den Lücken, die eine Leerlaufdrehzahl relativ zum Rahmen 2 gewährleisten. in Richtung des Zusammenklappens, während der Haken 14 die Verriegelungsvorrichtung von der relativ zum Rahmen 2 bewegungslos montierten Achse löst. Nachdem das bewegliche Element 8 des Motors das Leerlaufspiel gewählt hat und der Haken 14 die Achse vollständig freigegeben hat, greift er in die Achse ein Rahmen und Struktur beginnen sich synchron unter der Wirkung des Motors 7 und der Seilübertragung zu falten. In diesem Fall sorgt der Motor 7 auf der Hälfte des Weges für eine konstante Öffnungsgeschwindigkeit und überwindet dabei das Widerstandsmoment der Antriebsfedern 9. Auf der zweiten Hälfte des Weges sorgt er für eine konstante Öffnungsgeschwindigkeit, wodurch die Solarbatterie zurückgehalten wird, die dann geöffnet wird der Einfluss des durch die Antriebsfedern 9 erzeugten Moments. Beim Zusammenklappen werden die Riemenscheiben 5 mit der Fähigkeit zum Leerhub installiert und mit den Haken 14 Verriegelungsvorrichtungen verbunden, die in den Scharnierverbindungen 4 zwischen den Paneelen 1, Paneel 1 und Rahmen 2 installiert sind. Drehen Sie sich nacheinander relativ zu den Paneelen 1 und dem Rahmen 2, auf denen sie installiert sind, und lösen Sie sie durch Zusammenwirken mit den Haken 14 der Verriegelungsmechanismen der Paneele 1 und des Rahmens 2 von der Achse. Nach dem Zusammenklappen liegen die Paneele 1 an den Schlössern am Körper des Raumfahrzeugs 3 an und werden von Antriebsfedern 9 gehalten, die in jedem Scharniergelenk 4 installiert sind. In diesem Moment dreht sich das bewegliche Element 8 des Triebwerks in den Lücken, die für Leerlauf relativ sorgen am Rahmen 2 befestigt, während der Haken 14 der Verriegelungsvorrichtung mit einer am mit dem Rahmen 2 verbundenen Paneel 1 montierten Achse in Eingriff gelangt. Die Solarbatterie befindet sich in der zusammengeklappten Position und wird durch Antriebsfedern 9 gehalten, die in jedem Scharniergelenk 4 installiert sind. und eine im Scharniergelenk 4 zwischen KA 3 und Rahmen 2 eingebaute Verriegelungsvorrichtung.

Das wiederholte Öffnen erfolgt synchron, wobei sowohl der Motor 7 als auch die in den Scharniergelenken 4 eingebauten Antriebsfedern 9 beteiligt sind.

Die Solarbatterie befindet sich in der zusammengeklappten Position und wird, auf den am Raumfahrzeug 3 installierten Verriegelungen ruhend, durch Antriebsfedern 9 gehalten, die in jedem Scharniergelenk 4 installiert sind und zum Zusammenklappen der Solarbatterie dienen, sowie durch eine im Scharniergelenk installierte Verriegelungsvorrichtung 4 des Raumfahrzeugs 3 und des Rahmens 2. Nachdem das Triebwerk 7 seinen Betrieb aufgenommen hat, dreht sich sein bewegliches Element 8 in den Lücken, die den Leerlauf relativ zum Rahmen 2 gewährleisten, in Öffnungsrichtung, während der Haken 14 der Verriegelungsvorrichtung außer Eingriff kommt Die auf der Platte 1 installierte Achse ist mit dem Rahmen 2 verbunden. Danach wählt das bewegliche Element 8 des Motors das Leerlaufspiel und der Haken 14 gibt die Achse vollständig frei, sie greift in den Rahmen 2 ein und die Struktur beginnt sich synchron zu öffnen unter der Wirkung des Motors 7 und des Synchronisationssystems. In diesem Fall sorgt der Motor 7 auf der Hälfte des Weges für eine konstante Öffnungsgeschwindigkeit und überwindet dabei das Widerstandsmoment der Antriebsfedern 9. Auf der zweiten Hälfte des Weges sorgt er für eine konstante Öffnungsgeschwindigkeit, wodurch die Solarbatterie zurückgehalten wird, die dann geöffnet wird der Einfluss des von den Antriebsfedern 9 erzeugten Moments. Während des Öffnens werden die Riemenscheiben 5 mit der Möglichkeit des Leerlaufs installiert und mit den Haken 14 Verriegelungsvorrichtungen verbunden, die in den Scharnierverbindungen 4 zwischen den Paneelen 1, Paneel 1 und Rahmen 2, nacheinander installiert sind Sie drehen sich relativ zu den Paneelen 1 und dem Rahmen 2, an denen sie montiert sind, und bieten den Haken 14 in allen Verriegelungsvorrichtungen in der offenen Position die Möglichkeit, in die Achse einzugreifen.

Während des Betriebs als Teil eines Raumfahrzeugs kann die Solarbatterie die folgenden Konfigurationen annehmen:

Transportkonfiguration:

Alle Solarbatteriemodule werden zusammengeklappt und mit Schlössern am Raumschiff gehalten.

Geöffnete Konfiguration (mehrere):

alle Solarmodule sind geöffnet und werden durch Antriebsfedern und Verriegelungsvorrichtungen an Ort und Stelle gehalten;

Gefaltete Konfiguration (mehrfach):

Alle Solarmodule werden zusammengeklappt und durch Antriebsfedern und Verriegelungsvorrichtungen an Ort und Stelle gehalten.

Eine Solarbatterie eines Raumfahrzeugs, die Paneele und einen Rahmen enthält, die durch einen Rahmen mit dem Raumfahrzeug verbunden sind, mit koaxialen Drehgelenken, die sich an den Rändern befinden, mit Riemenscheiben, die paarweise durch eine Kabelübertragung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Solarbatterie ein Motor eingebaut ist in einem der Drehgelenke, die in der Lage sind, die Solarbatterie wiederholt mit einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit von der gefalteten Position in die offene Position und zurück zu bewegen, und Antriebsfedern in jedem Scharniergelenk, die in der Lage sind, die Paneele und den Rahmen sowohl in der Öffnungsrichtung und Faltrichtung der Solarbatterie, wobei die Antriebsfedern in der ersten Hälfte des Öffnungs- oder Faltvorgangs der Solarbatterie eine Drehung in die entgegengesetzte Drehrichtung des beweglichen Elements des Motors bewirken, und die zweite Hälfte des Weges – eine Drehung in der Drehrichtung des beweglichen Elements des Motors erzeugen, wodurch eine vollständige Ausdehnung oder Faltung der Solarbatterie in ihren Extrempositionen und in jedem Fall gewährleistet wird In der Scharnierverbindung, die die Paneele miteinander verbindet, Neben der Platte mit dem Rahmen sind Verriegelungsvorrichtungen in Form eines federbelasteten Hakens installiert, der in der geöffneten Position in das ausfahrbare Element eingreift, das ein- oder ausgeschaltet ist und mit der darin installierten Riemenscheibe des Synchronisierungssystems zusammenwirkt Um während des Öffnungs- oder Faltvorgangs der Solarbatterie eine bestimmte Steifigkeit in der geöffneten Position zu gewährleisten, ist im Scharniergelenk, das den Rahmen und das Raumfahrzeug verbindet, wiederum eine Verriegelungsvorrichtung in Form von eingebaut ein federbelasteter Haken, der in das Auf-/Faltelement eingreift, sowohl in der zusammengeklappten Position als auch in der offenen Position der Solarbatterie, die ausgekuppelt oder eingerastet ist und beim Vorgang des Öffnens oder Zusammenklappens mit dem beweglichen Element des Motors interagiert der Solarbatterie, um eine bestimmte Steifigkeit in der geöffneten oder zusammengeklappten Position zu gewährleisten.

Ähnliche Patente:

Die Erfindung betrifft die Steuerung der Winkelbewegung eines Raumfahrzeugs (SV) mit Leistungsgyroskopen (SG) und Solarpaneelen (SB), die auf einander gegenüberliegenden Seiten des SC installiert sind.

Die Erfindung betrifft die Steuerung der Relativbewegung von Raumfahrzeugen (SV), hauptsächlich mit einachsig rotierenden Solarpaneelen (SB). Während des Fluges dreht sich das Raumschiff, ausgerichtet entlang der lokalen Vertikalen, kontinuierlich entlang des Kurses, und die Sonnenkollektoren drehen sich synchron und kontinuierlich mit der Normalen zur Sonne.

Die Erfindung betrifft die Bestimmung der Massenträgheitseigenschaften von Raumfahrzeugen (SC). Wenn die Richtung zur Sonne mit der Ebene der Umlaufbahn des Raumfahrzeugs übereinstimmt, wird nach dieser Methode die Konstruktionsachse des Raumfahrzeugs, die seinem maximalen Trägheitsmoment entspricht, auf diese Richtung ausgerichtet.

Die Gruppe der Erfindungen bezieht sich auf das Gebiet der Sammlung, Umwandlung und Übertragung von Sonnenenergie an Verbraucher. Das System enthält als Hauptelemente Elemente wie Primärspiegel (2), Zwischenspiegel (4, 5) und Transmissionsspiegel (10) sowie ein Energiemodul (8).

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Die Erfindung betrifft die Stromversorgung von Raumfahrzeugen (SC) mittels Solarpaneelen (SB), die an ihrer Rückseite eine positive Ausgangsleistung aufweisen. Die Methode umfasst die Messung der Höhe (H) der kreisförmigen Umlaufbahn des Raumfahrzeugs und des Winkels (ε) zwischen der Richtung zur Sonne und dem geozentrischen Radiusvektor des Raumfahrzeugs. Wenn ε in einem bestimmten Intervall liegt, abhängig von H, von den Winkeln (f1, f2) des Halbabstands der Empfindlichkeitszonen der Arbeits- und Rückseite des Solarpanels und vom Maximalwert des Winkels (f1* ) zwischen der Normalen zur Arbeitsfläche des Solarpanels und der Richtung zur Sonne wird das Solarpanel in der Position eingesetzt, in der die Erdstrahlung den SB außerhalb der angegebenen Empfindlichkeitszonen erreicht. Diese Position entspricht der Ausrichtung der angegebenen Normalen mit der Ebene, die die Richtung zur Sonne und den Radiusvektor des Raumfahrzeugs enthält. In diesem Fall liegt der Winkel (ρ) zwischen dieser Normalen und dem Radiusvektor des Raumfahrzeugs im Intervall abhängig von ε, f1, f2, f1*, H und dem Winkel (γ) zwischen den Richtungen vom Raumfahrzeug zum Nadir und zum Terminatorpunkt, der dem Raumfahrzeug am nächsten liegt. In dieser Position werden Spannung, Strom und Ausgangsleistung des SB unter Berücksichtigung der Winkel ε und ρ gemessen. Das technische Ergebnis besteht darin, den Einfluss der Erdstrahlung bei der Bestimmung der Ausgangsleistung des Sonnensystems zu minimieren. 1 Abb.

Die Erfindung betrifft die Stromversorgung von Raumfahrzeugen (SC) mittels Solarpanels (SB). Die Methode umfasst das Drehen des Solarpanels in die Betriebsposition und das Messen des Stroms vom Solarpanel in den Momenten, in denen Strahlung von der Erde auf der nicht arbeitenden Seite des Solarpanels ankommt. Es wird der aktuelle Wert des Einfallswinkels (α) der Sonnenstrahlung auf der Sonnenoberfläche ermittelt. Wenn der Wert von α in einem bestimmten Bereich liegt, der durch die Eigenschaften der optischen Schutzbeschichtung der Arbeitsfläche des SB und die geometrischen Parameter seiner Empfindlichkeitszone bestimmt wird, wird der aktuelle Wert des Stroms (I) vom SB gemessen . Der Ausgangsstrom des SB wird durch den Wert von I mit einem Korrekturfaktor bestimmt, der von α und k abhängt – dem absoluten Brechungsindex der Schutzbeschichtung des SB. Das technische Ergebnis besteht darin, den Einfluss der Brechung und Reflexion der Sonnenstrahlung durch die optische Schutzschicht auf den gemessenen Ausgangsstrom der Solaranlage zu berücksichtigen. 1 Abb.

Die Erfindung betrifft die Stromversorgung von Raumfahrzeugen (SC) mittels Solarpanels (SB). Das Verfahren umfasst das Drehen des Solarpanels in die Betriebsposition, das Messen der Spannung (U) und des Stroms (I) des Solarpanels in den Momenten, in denen Strahlung von der Erde auf die Nicht-Arbeitsseite des Solarpanels trifft, und die Bestimmung der Ausgangsleistung des Solarpanels. In diesem Fall werden Raumfahrzeug und Satellit eingesetzt, bis bei A die minimale Beleuchtung der Arbeitsfläche des Satelliten durch von der Oberfläche des Raumfahrzeugs reflektierte Sonnenstrahlung erreicht ist< ε, где А – угол между вектором нормали к рабочей поверхности СБ и вектором направления на Солнце; ε - угол полураствора так называемой зоны чувствительности этой рабочей поверхности. В дальнейшем измеряют значения U, I и А, определяя максимальную выходную мощность СБ как U. I/cos(А). Технический результат состоит в снижении влияния отраженного от поверхности КА излучения на измеряемую выходную мощность СБ. 1 ил.

Die Erfindung bezieht sich auf die Raumfahrttechnik. Eine Methode zur Überwachung des aktuellen Zustands eines Solarpanels (SB) eines Raumfahrzeugs (SC) umfasst das Drehen des Solarpanels in Positionen, in denen die Arbeitsfläche des Solarpanels von der Sonne beleuchtet wird, und das Messen aktueller Werte von der Sonne Panel, Vergleich des ermittelten Parameters, der den aktuellen Zustand des Solarpanels charakterisiert, mit vorgegebenen Werten und Überwachung des aktuellen Zustands des Sicherheitspanels basierend auf den Vergleichsergebnissen. Zusätzlich wird der Richtungsvektor zur Sonne im dem Raumfahrzeug zugeordneten Koordinatensystem gemessen, der Ausrichtungswinkel des Solarpanels zu seiner aktuellen diskreten Position bestimmt und die aktuellen Werte des Einfallswinkels der Sonnenstrahlung auf die Die Oberfläche der Swird bestimmt, das Solarpanel wird an mindestens zwei ausgewählte diskrete Positionen des Solarpanels gedreht und die Sonneneinstrahlung wird gemessen. Aktueller Wert von SB. Der Zustand des Solarmoduls wird anhand des Zustands seiner optischen Schutzschicht, charakterisiert durch den aktuellen Wert seines absoluten Brechungsindex, bestimmt durch den Einfallswinkel der Sonnenstrahlung auf der Oberfläche der Schutzschicht und aktuelle Werte, beurteilt. Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, eine Einschätzung des aktuellen Wertes des absoluten Brechungsindex der SB-Schutzbeschichtung zu liefern. 1 Abb.

Die Erfindung betrifft die Gestaltung von ausfahrbaren Solarpaneelen (SB) von Raumfahrzeugen. SB verfügt über eine flexible Folienwabenstruktur, deren Waben die Form von vier- oder sechseckigen Pyramiden haben. Die Pyramiden sind entlang der Kanten ihrer imaginären Grundflächen miteinander verbunden. An den Seitenflächen der Pyramiden sind fotoelektrische Wandler angebracht, die die Sonnenstrahlung von den angegebenen Sockeln empfangen. In der ausgefahrenen Position kann der SB eine kugelförmige Konfiguration haben, bei der die Spitzen aller Pyramiden in der Kugelmitte zusammenlaufen. Auf der Arbeitsfläche SB m.b. Es wird eine Schutzfolie mit besonderen Eigenschaften angebracht. Zellulares Design des SB in der Einsatzposition, m.b. durch Erhitzen auf die Filmverdampfungstemperatur oder höher beseitigt werden. Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, die Effizienz von Sonnenkollektoren durch Erhöhung des Absorptionskoeffizienten durch Erhöhung der Anzahl der Lichtreflexionen von der Fotoempfangsschicht im Inneren der Pyramiden zu steigern und die Abhängigkeit des Absorptionskoeffizienten vom Winkel zu verringern Einfall der Sonnenstrahlung zu reduzieren und die Herstellungs- und Betriebstechnologie von Solarmodulen zu vereinfachen. 14 Gehalt f-ly, 5 Abb.

Die Erfindung bezieht sich auf die Raumfahrttechnik. Eine Methode zur Überwachung des aktuellen Zustands eines Solarpanels (SB) eines Raumfahrzeugs (SC) mit Trägheitsaktoren umfasst die Ausrichtung der Normalen zur Arbeitsfläche des Solarpanels auf der Sonne und die Messung der aktuellen Werte von der Sonne Panel und Überwachung des aktuellen Zustands des Solarpanels basierend auf den Ergebnissen des Vergleichs der aktuell gemessenen Stromwerte und der aktuellen Werte, die während früherer Flugphasen gemessen wurden. Der Zustand des SB-Panels wird auf der Grundlage der Ergebnisse des Vergleichs der vom SB erhaltenen aktuellen Werte überwacht, die jeweils mit dem Verhältnis der Quadrate des aktuellen Werts des Abstands von der Erde zur Sonne multipliziert werden, der bei ermittelt wurde der Zeitpunkt der entsprechenden Strommessung und die durchschnittliche Entfernung von der Erde zur Sonne. Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, die Genauigkeit der Beurteilung der Stromeffizienz des SB zu erhöhen und identische Bedingungen für die Messung des Stroms vom SB vor dem Hintergrund des normalen Flugs des Raumfahrzeugs in einer Ausrichtung bereitzustellen, bei der die gesamte äußere Störung auftritt Moment pro Umdrehung erreicht einen Minimalwert.

Die Erfindung bezieht sich auf die Raumfahrttechnik. Eine Methode zur Überwachung des aktuellen Zustands eines Solarpanels (SB) eines Raumfahrzeugs (SC) umfasst die Ausrichtung der Arbeitsfläche des Solarpanels zur Sonne, die Messung aktueller Werte des Solarpanels und die Überwachung des aktuellen Zustands des Solarmoduls Panel basierend auf den Ergebnissen des Vergleichs der aktuell gemessenen Stromwerte und der in früheren Flugphasen gemessenen Stromwerte. Darüber hinaus bleibt die orbitale Ausrichtung des Raumfahrzeugs erhalten, bei der die Rotationsachse des Sonnensystems senkrecht zur Orbitalebene steht und die Normale zur Arbeitsoberfläche des Sonnensystems in einer bestimmten diskreten Position auf den Zenit gerichtet ist. Der SB wird nacheinander in diskreten Positionen eingesetzt, in denen der Winkel zwischen der Normalen zur Arbeitsfläche des SB und der Richtung zur Sonne kleiner als ein fester Wert ist und die Werte des Winkels zwischen der Richtung zur Sonne und Die Ebene der Umlaufbahn des Raumfahrzeugs wird in den Momenten gemessen, in denen der subsolare Punkt der Umlaufbahnen passiert. Der Strom aus dem Sonnensystem wird im Moment des Durchgangs des subsolaren Punktes der Umlaufbahn gemessen, in dem der gemessene Wert des Winkels ein lokales Minimum erreicht, und der aktuelle Wert des Abstands von der Erde zur Sonne wird bestimmt . Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, die Effizienz der Überwachung des Zustands des Sicherheitssystems des Raumfahrzeugs zu erhöhen.

Die Erfindung bezieht sich auf die Raumfahrttechnik. Eine Methode zur Überwachung des aktuellen Zustands eines Solarpanels (SB) eines Raumfahrzeugs (SC) umfasst das Drehen des Solarpanels relativ zur Richtung zur Sonne, das Messen von Stromwerten vom Solarpanel und den Vergleich der gemessenen Stromwerte mit den vorgegebenen Werten und Überwachung des aktuellen Zustands des Solarmoduls anhand der Vergleichsergebnisse. Darüber hinaus drehen Solarpaneele für jede Strukturgruppe von Fotozellen das Solarpaneel relativ zum Raumfahrzeug in eine bestimmte Anfangsposition, bauen eine bestimmte Anfangsausrichtung des Raumfahrzeugs auf und drehen es um einen bestimmten Rotationsvektor, bis es Positionen in einer dieser Positionen durchläuft Auf der anderen Seite werden alle Fotozellen der Gruppe von der Sonne beleuchtet und auf der anderen Seite durch den Körper des Raumfahrzeugs von der Sonne abgeschattet. Während der Rotation des Raumfahrzeugs wird der Strom vom SB kontinuierlich gemessen und die Orientierungsparameter des Raumfahrzeugs bestimmt. Der SB wird relativ zum Raumfahrzeug in eine andere festgelegte Anfangsposition gedreht und die oben genannten Vorgänge werden wiederholt. Nachdem Operationen für alle Strukturgruppen von Fotozellen des Solarpanels durchgeführt wurden, werden die gemessenen Werte der Ströme vom Solarpanel mit ihren berechneten Werten verglichen. Basierend auf den Vergleichsergebnissen wird die Leistung von Gruppen von Fotozellen bestimmt. Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, die Bestimmung der Leistung bestimmter Strukturgruppen von Fotozellen des SB-Panels sicherzustellen. 2 Abb.

Einsatz: im Bereich der Elektrotechnik in autonomen Stromversorgungssystemen (SPS) von Raumfahrzeugen (SC). Das technische Ergebnis besteht darin, die Zuverlässigkeit des Betriebs von Raumfahrzeugen zu erhöhen, indem das Ausmaß eines kurzfristigen Abfalls der Ausgangsspannung des Stromversorgungssystems im Falle eines Ausfalls von Elementen in der „heißen“ Reserve begrenzt wird. Gemäß dem Verfahren zur Versorgung einer Last mit Gleichstrom in einem autonomen Stromversorgungssystem eines Raumfahrzeugs, das eine an die Last angeschlossene Solarbatterie enthält, aus „n“ parallel geschalteten Lasteinheiten über einen stabilisierten Spannungswandler und einen Ausgangsfilter, wiederaufladbare Batterien, die über Entladewandler mit dem Eingang des Ausgangsfilters verbunden sind, Ladewandler, Stromkreise zwischen dem Ausgang des Ausgangsfilters und den Einheitslasten sind mit Widerständen ausgelegt, die auf dem Verhältnis basieren: ρ⋅l⋅j/In≥R≥Un/ Is.max, wobei Un die Spannung am Ausgang des autonomen Stromversorgungssystems V ist; Iн – Nennstrom einer Einheitslast, A; ρ – spezifischer Widerstand, Ohm⋅mm2/m; l ist die Länge des Stromkreises zwischen dem Ausgang des Ausgangsfilters und einer Einheitslast, m; j – ausgewählte Stromdichte, A/mm2; Is.max - zulässiger maximaler Kurzzeitkurzschlussstrom in einem einzelnen Lastkreis, A. Darüber hinaus werden die Ausgangsfilter eines autonomen Stromversorgungssystems unter Berücksichtigung des zulässigen Kurzschlussstroms berechnet. 1 Gehalt f-ly, 1 Abb.

Die Erfindung bezieht sich auf die Raumfahrttechnik und kann in Stromversorgungssystemen für Raumfahrzeuge eingesetzt werden. Die Solarbatterie besteht aus Paneelen und einem Rahmen, die wiederholt synchron geöffnet und gefaltet werden. Raumschiff, Rahmen und Paneele sind über Scharnierverbindungen miteinander verbunden. Alle ALs sind durch Kabelübertragung mit Riemenscheiben in Reihe geschaltet. Für die wiederverwendbare Überführung des BS in die geöffnete und zusammengeklappte Position ist ein in einem der AL eingebauter Motor vorgesehen. Jeder AL enthält Antriebsfedern, die das vollständige Öffnen oder Zusammenklappen der Solarbatterie gewährleisten, und eine Verriegelungsvorrichtung, die die offene Position des BS in Form eines federbelasteten Hakens fixiert. Um die Verriegelungsvorrichtungen zu steuern, ist jeder Haken kinematisch mit einer Riemenscheibe des Synchronisierungssystems verbunden, die im entsprechenden AL installiert ist. Das technische Ergebnis der Erfindung besteht darin, ein wiederverwendbares Öffnen und Falten des BS sowie seine Fixierung in Extrempositionen bei gegebener Steifigkeit zu gewährleisten. 5 Abb.

Raumfahrzeuge in all ihrer Vielfalt sind der Stolz und die Sorge der Menschheit zugleich. Ihrer Entstehung ging eine jahrhundertealte Geschichte der Entwicklung von Wissenschaft und Technik voraus. Das Weltraumzeitalter, das es den Menschen ermöglichte, die Welt, in der sie leben, von außen zu betrachten, hat uns auf eine neue Entwicklungsebene gebracht. Eine Rakete im Weltraum ist heute kein Traum, sondern ein Anliegen hochqualifizierter Fachkräfte, die vor der Aufgabe stehen, bestehende Technologien zu verbessern. Welche Arten von Raumfahrzeugen unterschieden werden und wie sie sich voneinander unterscheiden, wird im Artikel erläutert.

Definition

Raumfahrzeug ist ein allgemeiner Name für jedes Gerät, das für den Betrieb im Weltraum konzipiert ist. Für ihre Klassifizierung gibt es mehrere Möglichkeiten. Im einfachsten Fall werden Raumfahrzeuge in bemannte und automatische Raumfahrzeuge unterteilt. Erstere wiederum unterteilen sich in Raumschiffe und Stationen. Sie unterscheiden sich in ihren Fähigkeiten und ihrem Zweck, ähneln sich jedoch in vielerlei Hinsicht in der Struktur und der verwendeten Ausrüstung.

Flugfunktionen

Nach dem Start durchläuft jedes Raumschiff drei Hauptphasen: das Einsetzen in die Umlaufbahn, den eigentlichen Flug und die Landung. In der ersten Stufe entwickelt das Gerät die erforderliche Geschwindigkeit, um in den Weltraum einzudringen. Um in die Umlaufbahn zu gelangen, muss sein Wert 7,9 km/s betragen. Die vollständige Überwindung der Schwerkraft erfordert die Entwicklung einer Sekunde von 11,2 km/s. Genau so bewegt sich eine Rakete im Weltraum, wenn ihr Ziel entlegene Gebiete des Universums sind.

Nach der Befreiung von der Anziehung folgt die zweite Stufe. Während eines Orbitalflugs erfolgt die Bewegung von Raumfahrzeugen aufgrund der auf sie ausgeübten Beschleunigung durch Trägheit. Bei der Anlegestelle schließlich geht es darum, die Geschwindigkeit des Schiffes, Satelliten oder der Station auf nahezu Null zu reduzieren.

"Füllung"

Jedes Raumschiff ist mit einer Ausrüstung ausgestattet, die den Aufgaben entspricht, die es lösen soll. Die größte Diskrepanz betrifft jedoch die sogenannte Zielausrüstung, die gerade für die Datengewinnung und verschiedene wissenschaftliche Forschungen notwendig ist. Ansonsten ist die Ausstattung des Raumfahrzeugs ähnlich. Es umfasst die folgenden Systeme:

• Energieversorgung – meist versorgen Solar- oder Radioisotopenbatterien, chemische Batterien und Kernreaktoren Raumfahrzeuge mit der notwendigen Energie;
• Kommunikation – erfolgt über ein Funkwellensignal; in großer Entfernung von der Erde ist die genaue Ausrichtung der Antenne besonders wichtig;
• Lebenserhaltung – das System ist typisch für bemannte Raumfahrzeuge, dank dessen ist es möglich, dass Menschen an Bord bleiben;
• Orientierung – Raumschiffe sind wie alle anderen Schiffe mit Geräten ausgestattet, um ständig ihre eigene Position im Weltraum zu bestimmen;
• Bewegung – Raumfahrzeugtriebwerke ermöglichen Änderungen der Fluggeschwindigkeit sowie der Flugrichtung.

Einstufung

Eines der Hauptkriterien für die Einteilung von Raumfahrzeugen in Typen ist der Betriebsmodus, der ihre Fähigkeiten bestimmt. Basierend auf dieser Funktion werden Geräte unterschieden:

• in einer geozentrischen Umlaufbahn befindliche oder künstliche Erdsatelliten;
• diejenigen, deren Zweck es ist, abgelegene Gebiete des Weltraums zu untersuchen – automatische interplanetare Stationen;
• Sie werden verwendet, um Menschen oder notwendige Fracht in die Umlaufbahn unseres Planeten zu befördern. Sie werden Raumschiffe genannt und können automatisch oder bemannt sein.
• geschaffen, damit Menschen über einen längeren Zeitraum im Weltraum bleiben können – das ist;
• Sie beschäftigen sich mit der Beförderung von Menschen und Fracht aus der Umlaufbahn auf die Oberfläche des Planeten und werden als Abstieg bezeichnet.
• Diejenigen, die in der Lage sind, den Planeten zu erkunden, der sich direkt auf seiner Oberfläche befindet, und sich um ihn herum zu bewegen, sind Planetenrover.

Schauen wir uns einige Typen genauer an.

AES (künstliche Erdsatelliten)

Die ersten ins All geschossenen Geräte waren künstliche Erdsatelliten. Die Physik und ihre Gesetze machen den Start eines solchen Geräts in die Umlaufbahn zu einer schwierigen Aufgabe. Jedes Gerät muss die Schwerkraft des Planeten überwinden und darf dann nicht auf ihn fallen. Dazu muss sich der Satellit mit oder etwas schneller bewegen. Über unserem Planeten wird eine bedingte Untergrenze des möglichen Standorts eines künstlichen Satelliten identifiziert (vergeht in einer Höhe von 300 km). Eine nähere Platzierung führt unter atmosphärischen Bedingungen zu einer relativ schnellen Verzögerung des Geräts.

Zunächst konnten nur Trägerraketen künstliche Erdsatelliten in die Umlaufbahn befördern. Die Physik steht jedoch nicht still und es werden heute neue Methoden entwickelt. Eine der in letzter Zeit häufig verwendeten Methoden ist daher der Start von einem anderen Satelliten aus. Es ist geplant, weitere Möglichkeiten zu nutzen.

Die Umlaufbahnen von Raumfahrzeugen, die die Erde umkreisen, können in unterschiedlichen Höhen liegen. Davon hängt natürlich auch die benötigte Zeit für eine Runde ab. Satelliten, deren Umlaufzeit einem Tag entspricht, werden auf dem sogenannten platziert. Es gilt als das wertvollste, da die darauf befindlichen Geräte für einen irdischen Beobachter bewegungslos erscheinen und daher keine Mechanismen zum Drehen von Antennen geschaffen werden müssen .

AMS (automatische interplanetare Stationen)

Wissenschaftler erhalten mithilfe von Raumfahrzeugen, die über die geozentrische Umlaufbahn hinausgeschickt werden, eine große Menge an Informationen über verschiedene Objekte des Sonnensystems. AMS-Objekte sind Planeten, Asteroiden, Kometen und sogar Galaxien, die zur Beobachtung zugänglich sind. Die an solche Geräte gestellten Aufgaben erfordern enormes Wissen und Einsatz von Ingenieuren und Forschern. AWS-Missionen verkörpern den technologischen Fortschritt und sind gleichzeitig dessen Impulsgeber.

Bemanntes Raumschiff

Geräte, die dazu dienen, Menschen an ihren Bestimmungsort zu bringen und wieder zurückzubringen, stehen den beschriebenen Typen technologisch in nichts nach. Zu diesem Typ gehört die Wostok-1, mit der Juri Gagarin seinen Flug absolvierte.

Die schwierigste Aufgabe für die Entwickler eines bemannten Raumfahrzeugs besteht darin, die Sicherheit der Besatzung bei der Rückkehr zur Erde zu gewährleisten. Ein wichtiger Bestandteil solcher Geräte ist auch das Notfallrettungssystem, das erforderlich sein kann, wenn das Schiff mit einer Trägerrakete ins All geschossen wird.

Raumfahrzeuge werden, wie die gesamte Raumfahrt, ständig verbessert. In den Medien wurde in letzter Zeit häufig über die Aktivitäten der Rosetta-Sonde und des Philae-Landers berichtet. Sie verkörpern die neuesten Errungenschaften auf dem Gebiet des Raumschiffbaus, der Berechnung der Fahrzeugbewegung usw. Die Landung der Philae-Sonde auf dem Kometen gilt als ein mit Gagarins Flug vergleichbares Ereignis. Das Interessanteste ist, dass dies nicht die Krönung der menschlichen Fähigkeiten ist. Sowohl bei der Erforschung des Weltraums als auch bei der Struktur warten noch neue Entdeckungen und Errungenschaften auf uns

Ein Sonnensegel ist ein Entwurf, der herkömmliche Raketentriebwerke auf unserem Weg zu fernen Sternen ersetzen soll.

Die Menschheit nutzt seit langem die Fähigkeit von Segeln, um Objekte mithilfe von Windenergie über Wasser oder Land zu bewegen. So seltsam es auch klingen mag, aber im Zeitalter der Weltraumforschung sind wir wieder zu diesem bewährten Werkzeug zurückgekehrt. Diesmal wird statt Stoff die dünnste Spiegelfläche verwendet und die Rolle des Windes übernimmt die treibende Kraft des Sonnenlichts.

Der Vorteil dieser Konstruktion liegt in der Möglichkeit, ohne zeitliche Einschränkungen fliegen zu können. Der für Raumfahrzeuge benötigte Treibstoff wird irgendwann zur Neige gehen, und die Quanten des Sonnenlichts, die Impulse an die Oberfläche von Körpern senden, werden mehrere Milliarden Jahre lang nicht zur Neige gehen.

Wie es funktioniert?

Die Idee, ein Raumschiff mit einem Sonnensegel zu bauen, wurde von dem sowjetischen Wissenschaftler Friedrich Zander entwickelt, der an den Ursprüngen der Raketenwissenschaft stand. Im Jahr 1924 schrieb er den Artikel „Flüge zu anderen Planeten“, in dem er ein Diagramm des Segeldesigns und der Funktionsprinzipien vorstellte. Zander stützte seine Theorie auf die Experimente von P. N. Lebedev, der die Existenz von Lichtdruck bestätigte. Die theoretische Grundlage für dieses Phänomen wurde 1873 von J. Maxwell begründet, doch damals standen ihm viele Wissenschaftler mit Skepsis gegenüber. Das Teilchen, das einen solchen Impuls erzeugt, ist ein Photon. Es ist mit den Eigenschaften einer elektromagnetischen Welle und eines Teilchens ausgestattet, hat keine Ladung und ist ein Lichtquant. Der Photonenfluss übt einen gewissen Druck auf die beleuchtete Oberfläche aus. Für den Einsatz auf Raumfahrzeugen ist ein etwa mehrere Quadratkilometer großes Segel erforderlich.

Der durch den Strom des Sonnenlichts (Photonen) erzeugte Druck zwingt das Gerät, sich von der Sonne zu entfernen, ohne Raketentreibstoff zu verbrauchen. In Analogie zu Seesegeln erfolgt das Manövrieren im Weltraum. Durch Ändern des Winkels der Struktur können Sie die Flugrichtung anpassen. Der Nachteil der Verwendung eines Segels besteht darin, dass es sich nicht in Richtung der Sonne bewegen kann. In großer Entfernung von unserem Stern schwächt sich der Photonenfluss proportional zum Quadrat der Entfernung ab und an der Grenze des Systems sinkt seine Stärke auf 0. Daher ist ein stabiler Lichtfluss und die Anfangsbeschleunigung des Segels zu gewährleisten , sind leistungsstarke Laseranlagen erforderlich. Heute wurden zwei Arten von Designs entwickelt: solche, die durch elektromagnetische Wellen und Photonenimpulse beschleunigt werden.

Woraus besteht ein Segel?

Bei interplanetaren Flügen sind das Gewicht des Schiffes und die Menge an Raketentreibstoff ein wichtiger Aspekt. Durch den Einsatz eines Sonnensegels als Ersatz für einen Motor wird diese Belastung deutlich reduziert. Das Material für seine Herstellung muss leicht und langlebig sein und ein hohes Reflexionsvermögen aufweisen. Das Hinzufügen von Metallrippen erhöht die Nutzungssicherheit, da die Leinwand Meteoriteneinschlägen ausgesetzt ist.

Die Oberflächendichte des Verbundfasermaterials beträgt nicht mehr als 1 g/m3 und seine Dicke beträgt mehrere Mikrometer. Von den bestehenden Optionen sind Kapton und Mylar die vielversprechendsten – die dünnsten mit Aluminium beschichteten Polymerfolien. Die Entwicklung neuer Nanotechnologien eröffnet erstaunliche Perspektiven für die Herstellung von Sonnensegeln: Sie können perforiert und praktisch schwerelos gemacht werden, was eine höhere Effizienz bedeutet.

Erste Tests

Das russische Znamya-2-Projekt, das zum Experimentieren mit Reflektoren ins Leben gerufen wurde, setzte 1993 erstmals ein Sonnensegel ein. Die Größe der Struktur aus dünner Folie mit reflektierender Beschichtung betrug 20 Meter. Japanische Wissenschaftler erstellten ein Modell eines Sonnensegels bestehend aus vier Blütenblättern; als Material diente eine ultradünne Polyamidfolie von 7,5 Mikrometern. Das Design wurde auf dem Satelliten IKAROS installiert, den die Trägerrakete am 21. Mai 2010 in die Umlaufbahn brachte. Die Tests des Sonnensegels begannen mit seiner Entfaltung, einer Leinwand von 200 Quadratmetern. m wurde erfolgreich begradigt. Auch die zweite Phase der Mission, die darin bestand, Geschwindigkeit und Richtung zu kontrollieren, wurde durchgeführt.

Mit Unterstützung der NPO der US Planetary Society. Lavochkina entwickelte und schuf ein Sonnensegeldesign bestehend aus 8 Blütenblättern. Seine Oberfläche war mit einer Aluminiumschicht bedeckt und seine Festigkeit wurde durch eine Verstärkung gewährleistet. Das Gerät wurde von einer Volna-Rakete gestartet, die aufgrund eines technischen Defekts ins Meer stürzte. Die weiteren Arbeiten an dem Projekt wurden vorerst eingestellt.

Perspektiven für den Einsatz eines Sonnensegels

Im Jahr 2014 schickte die NASA ihr Sonnensegel aus Kapton ins All, einem hitzebeständigen Kunststoff, der Temperaturschwankungen von +400 bis -273 Grad Celsius standhält. Dieses Material wurde vom Chemieunternehmen DuPont entwickelt. Das Rekordprojekt, das größte aller bisher realisierten Projekte, hat eine Fläche von 1200 m2. Sie nannten ihn Sunjammer. Er muss die praktische Wirksamkeit des Einsatzes eines Sonnensegels für interplanetare Flüge herausfinden. Es wird angenommen, dass die Entfernung von der Erde aufgrund der Wirkung des Photonenflusses 3 Millionen km betragen wird. Das vom Sonnenwind angetriebene Gerät steuert auf den ersten Lagrange-Punkt zu.

Zu den unmittelbaren Plänen der Wissenschaftler gehört es, Raumschiffe, die die Aktivität unseres Sterns beobachten, mit Sonnensegeln auszustatten. Sie werden in der Lage sein, Erdbewohner rechtzeitig vor aufkommenden Flares und Kataklysmen auf der Sonne zu warnen. Das in Russland gegründete Space Regatta-Konsortium, das am Wettbewerb des US-Kongresses teilnehmen wollte, um Schiffe mit Sonnensegeln in die Umlaufbahn zu bringen, arbeitet erfolgreich auf dem Gebiet der Verwendung von Solarreflektoren zur Beleuchtung von Gasproduktionsgebieten.