Устройство для сбора метеорной пыли

(72) Л.Р А,А. Мар и Ю.А. С (53) 543 1 госудА стеенный номитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМпРи гкнт сссР Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 Ь) 1 огпа 1 ой СеорЬуз 1 са 1 НеяеасЬ, БраЕ РЬуз 1 се, чо 1, 73, У 9, Мау 1968, р. 3035.1.оппаг апй Р 1 апесагу Бсдепсе ХХЧ РагС 1. АЬзггасгя оЕ рарегя яцЬЫССей со СЬе Гоогеепгй. Ьцппаг апй Р 1 апегагу Ясепсе. Магсй. 14-18, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА МЕТЕОРНОЙПЬЙИ Изобретение относится к космическому приборостроению, а именно к аппаратуре для исследований факторов космического пространства, в частности физических параметров и элементного состава твердой составляющей межпланетного вещества, и может быть использовано для сбора и доставки на Землю частиц метеорной пыли (ЧМП) и техногенных частиц (ТЧ), окружающих космический аппарат (КА) и являющихся продуктами его деятельности (частицами сгоревшего топлива, гажения систем и конструкционных материалов).(57) Изобретение относится к аппара-туре для исследования факторов космического пространства и может бытьиспользовано для сбора и доставки наЗемлю частиц метеорной пыли. Цельизобретения - повышение информативности за счет воэможности регистрацииугла атаки частиц, определение ихэнергий и скоростей и захват низкоскоростных частиц без их разрушения.Устройство содержит корпус со сквозным отверстием и коллектор, установленный в нижней части корпуса. Корпусвыполнен составным и снабжен мембранами, размещенными внутри него с зазором и параллельно коллектору. Вмембранах и коллекторе выполнен рядсоосных реперных отверстий, оси которых перпендикулярны поверхности коллектора, а корпус снабжен дополнительным коллектором, размещенным наего верхнем торце, 2 з.п. Ф-лы, 2 ил. Целью изобретения является повьппение информативности за счет возможности регистрации угла атаки частицметеорной пыпи, определение их энергий и скоростей и захвата низкоскоростных частиц беэ нх разрушения.На Фиг.1 изображено устройство,вид сверху, на фиг,2 - разрез А-Ана Фиг1,Устройство для сбора частиц метеорной пыли содержит корпус 1, вкотором закреплены коллектор 2, внешняя мембрана 3 и промежуточные мембраны 4, расположенные параллельноколлектору 2. Толщина мембран 3 и 4 выбирается от 1 до 3 мкм, причем мембраны 3 и 4 изготовлены из упругого, термо- и радиационностойкого материала, например, полиэтилентерефталата, Наружная поверхность мембраны 3 металлизирована, причем толщина металлизации составляетонесколько А , Материал металлизации в оптимальном случае аналогичен материалу коллектора 2. Назначение металлизации - защита полиэтилентерефталата от действия ультрафиолетовых лучей, что важно при длительном времени экспозиции устройства в космосе. Каждая из мембран 3 и 4 закреплена между сопрягаемыми коническими поверхностями внешних 5 и внутренних колец 6, образующих рамку, Углы наклона конических поверхностей колец 5 и 6 обеспечивают плотное и ровное без гофр натяжение мембран 3 или 4 из полиэтилентерефталата указанной толщины. Корпус 1 выполнен составным и содержит подвижный элемент 7,Рамки из колец 5 и 6 и коллектор 2 установлены в корпусе 1 и зафиксированы в нем с помощью подвижного элемента 7. На внешней поверхности корпуса 1 ра-положен дополнительный коллектор 8, окружающий мембрану 3. Он может быть механически закреглен на корпусе 1 или напыпен на его поверхность. Дополнительный коллектор 8 предназначен для регистрации ЧМП, не попавших в поле мембраны 3. В мембранах 3 и 4 и в коллекторе 2 выполнены по меньшей мере две группы соосных реперньпс отверстий 9, строго перпендикулярных поверхностях мембран 3 и 4 коллектора 2, Оптимальный способ выполнения этих отверстий - прожигание лазером, Размеры отверстий 9 составляют от 1 до 10-20 мкм, Назначение отверстий 9 - координирование отверстий 10, образующихся в мембранах 3 и 4из-за пробоев их ЧИП 11 н 12. Выбор материала мембран 3 и 4 и их толщин обусловлен условием сохранения ЧМП 12, не достигших коллектора 2. Для 5 О повышения точности координирования и ускорения процесса обработки информации количество групп отверстий 9 целесообразно увеличить до трех. Со стороны мембраны 3 в корпусе 1 55 выполнено отверстие 13, диаметр кототорого не должен быть меньше внутреннего диаметра кольца 6. В углубленни 14, выполненном на внутречней поверхности 15 корпуса 1, размещен эластичный стержень 16, выполненный, например, из резины или фторопласта. На внешней боковой поверхности 17 каждого кольца 5 выполнено углубление 18, которое совмещено со стержнем 16, Такое же углубление выполнено на внешней боковой поверхности 19 коллектора 2, которое также совмещено со стержнем 16. Назначение стержня 16 - осуществлять предварительйую взаимную ориентацию мембран 3 и 4 и коллектора 2, В ряде экспе" риментов, не требующих высокой точности определения углов атаки ЧИП 11 и 12, координирование отверстий 10 можно осуществлять только относительно углублений 18 в кольцах 5 и коллектора 2, не выполняя реперных отверстий 9, В коллекторе 2 показан кратер 20, являющийся следом воздействия ЧМП. В стенке корпуса 1, противоположной от стенок с отверстием 13, выполнено отверстие 21, через которое вставляются рамки с мембранами 3,4 и коллектор 2, Рамки из колец 5 6 и коллектор 2 размещены между упорной площадкой 22, выполненной на стенке корпуса 1 со стороны отверстия 13, и упорной площадкой 23, выполненной на подвижном элементе 7.Устройство работает следующим образом.При пробое ЧМН мембран 3,4 в нихобразуются отверстия 10. Мелкие ЧИП12, скорости которых 2 - 10 км/с, пробивают мембрану 3, ряд мембран 4 ив зависимости от размера и скоростиэаплавляются в одной из мембран 4,ЧМИ 11, имеющие скорость более 10 хм/с и массу не менее 10" г, пробивают все мембраны 3,4 и достигают коллектора 2 в котором образуют кратеры 20, Мелкие ТЧ, скорости которых не превышают 1-2 км/с, пробивают мембрану 3 и собираются в промежутках между мембранами 3 и 4, Возможно, что они могут заплавляться в первой из мембран 4, но могут находиться в свободном состоянии между мембранами 4. Величина и форма кратера 20 зависят от массы, энергии и угла атаки ЧИП 11Угол атаки ЧМП 11 фиксируется цепочкой отверстий 10, образующих треки в мембранах 3,4, и кратером 20 в коллекторе 2. При реальных скоростях полета ЧМП 11 закон рас"и коллекторе выполнены соосные отверстия, оси которых перпендикулярныповерхности коллектора.2Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что корпусснабжен дополнительным коллектором,размещенным на его верхнем торце.3, Устройство по и.1, о т л ич а ю щ е е с я тем,. что мембранывыполнены из радиационностойкого материала, например полиэтилентерефталата, а их наружные поверхности металлизированы,5 152206 пределения отверстий линейный и со- - ответствует углу атаки ЧМП 1. Так как любые исследования космических факторов на сегодняшний день доста(точно дороги, то информативность5 каждого исследования должна быть возможно максимальной, Применительно к изучению метеорной обстановки это означает,что исследуются области кос О мического пространства, из которых ожидаются метеорные рои и потоки ЧМП. Поэтому, с учетом некоторого времени экспозиции возможно попадание в устройство нескольких частиц ЧМП. Имея несколько треков, можно определить направление каждого, но этот способ координирования трудоемок, Для ускорения обработки применяется грубое и точное координирование отверстий 20 10. Точное координирование отверстий 10 в мембранах 3, 4 и на коллекторе 2 производится по реперным отверстиям 9. Грубое координирование - по углублениям 18, Для этого кольца 5 и б с 25 мембранами 3 и 4 устанавливаются в устройство для регистрации следов ЧМП 11, например, в сканирующий микроскоп и определяют координаты отверстий 10 в двух направлениях, приняв за базы отверстия 9 (или край углубления 18) . Эта работа выполняется последовательно для всех мембран 3,4 и коллектора 2. Затем полученные координаты сравниваются и анализируются. В результате сравнения получаем угол атаки ЧМП 11, Величины энергий и скоростей ЧМП 11 можно оценить сравнением формы и размеров отверстий 10 в мембранах 3 и 4, а также величин и форм кратеров 20 в коллекторе 2, Для повышения точности оценки величины энергии и скорости ЧМП необходимо калибровать устройство путем медленной его бомбардировки на ускорителе частицами, неоднородными по составу, скоростям и размерам. 9 6После калибровки устройства, определив массу частицы, можно с большой точностью судить о физико-механических и кинетических параметрах ЧМП.Применение предлагаемого устройства повышает информативность за счет возможности регистрации. угла атаки частиц, оценки величины их энергий и скоростей и возможности захвата малых низкоскоростных частиц без их разрушения, а также снижает скорость высокоскоростных частиц, что уменьшает вероятность их испарения при ударе о коллектор,Формула изобретения 1. Устройство для сбора метеорной пыли, содержащее корпус с упругой мембраной, установленной в его верх ней части, и коллектор, о т л ич ающеес я тем, что, с целью повышения информативности за счет возможности регистрации угла атаки частиц, определения их энергий, скоростей и захвата низкоскоростных частиц без их разрушения, коллектор выполнен в виде пластины, установленной в нижней части корпуса, корпус снабжен дополнительными мембранами, установленными внутри него параллельно коллектору, при этом в мембранах1522069 Составитель В. Поляковдактор Н. Горват Техред А.Кравчук Коррект Каба аж 789 Подписное комите Москва Производственно"издательский комбинат "Патент", г. Ужгор Гагарина, 10 Заказ 6951/39НИИПИ Государственно11303 по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС