ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

наземный экспериментальный комплекс для моделирования длительных космических полетов, в том числе на марс

Классы МПК:B64G7/00 Имитация космических условий, например для установления условий жизнеобеспечения
G09B9/00 Учебные модели или тренажеры
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Государственный научный центр Российской Федерации Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-05-29
публикация патента:

Изобретение относится к области наземного моделирования факторов космического полета и может использоваться для подготовки экипажей космических аппаратов к длительным перелетам на другие планеты. Предлагаемый комплекс включает в себя обитаемые автономные герметичные модули: медико-технический, хозяйственный и взлетно-посадочный. Эти модули соединены герметичными переходными отсеками с жилым модулем. Предусмотрен также негерметичный модуль-имитатор поверхности Марса. Исполнительные системы, в том числе система жизнеобеспечения, представлены системами вентиляции, кондиционирования воздуха, газового анализа, очистки атмосферы, кислородоснабжения, поддержания давления, водоснабжения, канализации, электроснабжения, электроосвещения, видеонаблюдения и пожаротушения. Данные системы выведены за пределы модулей и выполнены с возможностью управления средой и условиями обитания внутри модулей. Для имитации спуска на поверхность Марса имеется взлетно-посадочный модуль. Данный модуль снабжен выходом в шлюз, ведущий в модуль-имитатор поверхности Марса. Все модули выполнены функционально независимыми друг от друга. Обитаемые модули оснащены часами, градуированными по марсианскому времени. Техническим результатом изобретения являются увеличение длительности эксперимента и увеличение разнообразия программ исследований. 5 з.п. ф-лы, 1 ил. наземный экспериментальный комплекс для моделирования длительных   космических полетов, в том числе на марс, патент № 2329184

Рисунки к патенту РФ 2329184

наземный экспериментальный комплекс для моделирования длительных   космических полетов, в том числе на марс, патент № 2329184

Изобретение относится к области наземного моделирования действующих факторов космического полета и может использоваться для подготовки экипажей пилотируемых космических аппаратов к длительным космическим перелетам на другие планеты, а также для медико-биологических исследований влияния условий длительного космического полета на космонавта.

Метод наземного моделирования действующих факторов космического полета позволяет эффективно исследовать многие проблемы медико-биологического обеспечения пилотируемых полетов.

К подобным исследованиям относятся следующие известные эксперименты («Модельный эксперимент с длительной изоляцией: проблемы и достижения» под общей редакцией В.М.Баранова, М. - 2001 фирма «Слово»):

- HUBES-94, в котором моделировались условия 135-суточного полета астронавта Европейского космического агентства на орбитальном комплексе «Мир»; к недостаткам указанного эксперимента относится то, что в нем были смоделированы особенности только конкретного космического полета, условия которого хорошо известны заранее;

- ЭКОПСИ-95, направленный на исследование взаимодействия человека и высших растений с целью поиска средств повышения психофизиологической комфортности длительного пребывания человека в условиях изоляции; к недостаткам указанного эксперимента относится то, что он был направлен только на изучение механизмов воздействия на организм человека неблагоприятных факторов долговременного космического полета;

- SFINCSS-99, совмещающий в себе конкретную практическую направленность, учет существенных аспектов будущего космического полета с поиском фундаментальных закономерностей жизнедеятельности человека в новых условиях обитания. Продолжительность эксперимента составила 240 суток. Проводилось изучение 2 экипажей, одновременно функционирующих в автономных герметичных модулях. Эксперимент SFINCSS-99 взят за прототип. К недостаткам указанного эксперимента можно отнести продолжительность смоделированного эксперимента недостаточную для полета на такую удаленную планету как Марс, а также небольшой объем проведенных исследований из-за малого жизненного пространства автономных герметичных модулей.

Технический результат предложенного изобретения:

- возможность увеличения длительности эксперимента до 500 дней и увеличения разнообразия программ исследований за счет расширения жизненного пространства наземного экспериментального комплекса (НЭК), а именно за счет увеличения количества и назначения автономных герметичных модулей;

- возможность повышения надежности функционирования НЭК при проведении эксперимента за счет выполнения автономных герметичных модулей функционально- независимыми друг от друга, то есть за счет того, что каждый из экспериментальных модулей НЭК представляет собой независимую систему, включающую в себя системы жизнеобеспечения, при этом максимальное количество обеспечивающих и исполнительных систем выводятся за пределы модулей для возможности быстрой замены в случае выхода из строя для предупреждения остановки эксперимента;

- возможность моделирования ситуаций, связанных с приземлением взлетно-посадочного модуля на поверхность исследуемой планеты (Марс);

- возможность изучения влияния моделируемых условий пилотируемой марсианской экспедиции на здоровье и работоспособность членов экипажа, организация деятельности членов экипажа и его взаимодействия с наземным центром управления с учетом особенностей, присущих марсианскому полету (сверхдлительность, автономность, ограниченность ресурсов, невозможность оказания экстренной медицинской и психологической помощи), отработка принципов, методов и средств контроля и мониторинга среды обитания автономных герметичных модулей, повышение надежности функционирования наземного экспериментального комплекса в условиях полной изоляции внутреннего объема модулей и большой длительности эксперимента, участники эксперимента находятся в моделируемых в течение эксперимента условиях, максимально приближенных к условиям длительного реального космического полета на Марс, в том числе с переходом на марсианское время.

Предлагается наземный экспериментальный комплекс для моделирования длительных космических полетов, в том числе на Марс, включающий оснащенные системами жизнеобеспечения обитаемые автономные герметичные модули, корпуса которых рассчитаны на поддержание внутреннего давления 0,6-1,2 атм и выполнены с возможностью обеспечения изоляции членов экипажа от внешней среды на заданную длительность эксперимента, исполнительные системы, обеспечивающие (формирующие) среду обитания автономных герметичных модулей, при этом системы жизнеобеспечения входят в состав исполнительных систем и содержат: системы вентиляции и кондиционирования воздуха, газового анализа, очистки атмосферы, кислородоснабжения, поддержания давления, водоснабжения, канализации, электроснабжения, электроосвещения, видеонаблюдения, пожаротушения, причем дополнительно введен модуль имитатор поверхности Марса, обитаемые автономные герметичные модули, представляют собой: жилой модуль, медико-технический модуль, хозяйственный модуль, взлетно-посадочный модуль, при этом жилой модуль включает каюты для членов экипажа, кухню-столовую, салон для отдыха, пульт управления; медико-технический модуль, выполненный с возможностью проведения лечебных мероприятий и медицинских исследований, включающий помещения изолятора, диагностики и лабораторной зоны, соединяющийся переходным отсеком с жилым модулем; хозяйственный модуль, включающий хранилище расходуемых элементов, тренажерный зал, сауну (тепловую камеру), помещение для экспериментов и соединяющийся переходным отсеком с жилым модулем; взлетно-посадочный модуль, предназначенный для имитации посадки и взлета с поверхности Марса, соединяющийся переходным отсеком с жилым модулем и имеющий выход в шлюз, ведущий в модуль-имитатор поверхности планеты, все модули выполнены функционально-независимыми друг от друга, все обитаемые автономные герметичные модули оснащены часами, градуированными по марсианскому времени (1 час на циферблате включает 61,5 земных минут) и санузлами, переходные отсеки представляют собой герметичные тамбуры, в торцах которых установлены герметичные люки обитаемых автономных герметичных модулей, исполнительные системы выведены за пределы модулей и выполнены с возможностью управления средой обитания модулей и системами жизнеобеспечения, а также моделирования условий эксперимента, наблюдения и исследования физического и психического состояния членов экипажа в смоделированных наземным центром управления условиях.

Указанный комплекс может быть выполнен с возможностью моделировать космические полеты длительностью не менее 500 суток.

Во взлетно-посадочном модуле и в медико-техническом модуле могут располагаться аварийные люки.

Обитаемые автономные герметичные модули могут иметь форму цилиндров.

В шлюзе, ведущем в модуль-имитатор поверхности планеты расположено хранилище скафандров.

Модуль имитатор поверхности Марса представляет собой негерметичную поверхность, окруженную по периметру перегородкой и накрытую сверху светопроницаемым материалом.

Принципиальным для изучения и решения проблемы медико-биологического обеспечения длительных пилотируемы полетов, в том числе межпланетных, является организация и проведение наземных экспериментальных исследований с участием испытателей в условиях изоляции в гермообъемах, сходных с объемами обитаемых отсеков пилотируемых комплексов, при моделировании ряда ключевых факторов, действующих в космическом полете. Это позволяет предварительно разработать и отработать комплекс медицинских, технических и организационных мероприятий, обеспечивающих создание и поддержание нормальных условий жизнедеятельности, сохранение физического и психического здоровья экипажа на всех этапах выполнения программы полета.

Создан медико-технический комплекс (или НЭК), включающий системы и экспериментальные установки, обеспечивающие длительную жизнь и работу экипажа в герметично замкнутом пространстве ограниченного объема и проведение экспериментальных исследований по определению и совершенствованию методов и способов поддержания физического и психического здоровья и работоспособности при моделировании основных условий, присущих длительному космическому полету на Марс, а именно: автономность существования экипажа; самоуправление экипажа; ограничение объемов информационных потоков; полная или частичная потеря работоспособности отдельных членов экипажа в связи с болезнью, травмой, конфликтом.

Для обеспечения проведения эксперимента, моделирующего космический полет, в том числе межпланетный, длительностью не менее 500 суток с экипажем численностью 4-6 человек разработаны:

- системы обеспечения жизнедеятельности, создающие условия в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50804-95 "Среда обитания космонавта в пилотируемом космическом аппарате. Общие медико-технические требования";

- обитаемые автономные герметичные модули для выполнения требования автономности и обеспечения принятой длительности эксперимента, в том числе имитации деятельности на поверхности планеты Марс;

- системы энергоснабжения, связи, телевизионного наблюдения, контроля и управления, а также информационного обеспечения экспериментальных обитаемых автономных герметичных модулей.

На основе разработанного наземного экспериментального комплекса (НЭК) для моделирования космического полета на Марс планируется проведение эксперимента, моделирующего межпланетный пилотируемый полет.

В ходе эксперимента планируется провести следующие исследования:

изучение влияния моделируемых условий на состояние здоровья и работоспособности экипажа;

отработку методики взаимодействия экипажа и центра управления в условиях моделирования особенностей, присущих межпланетному полету (сверхдлительность, автономность, лимитированность ресурсов, невозможность оказания экстренной медицинской и психологической помощи и др.);

отработку методов и средств контроля, диагностики и прогнозирования состояния здоровья и работоспособности экипажа, средств оказания медицинской помощи, средств сбора, обработки и анализа медицинской и физиологической информации, средств поддержания физической работоспособности и тренированности, средств контроля и мониторинга среды обитания;

отработку средств и методов телемедицины для дистанционного контроля за состоянием здоровья человека.

В состав НЭК входят следующие объекты и системы:

обитаемые автономные герметичные модули;

модуль-имитатор поверхности планеты Марс;

исполнительные системы;

наземный пункт управления экспериментом.

Обитаемые автономные герметичные модули, корпуса которых рассчитаны на поддержание внутреннего давления 0,6-1,2 атм, выполнены с возможностью обеспечения изоляции членов экипажа от внешней среды на заданную длительность эксперимента

Управление экспериментом и системами медико-технического комплекса НЭК, а также наблюдение и контроль за экипажем и модулями осуществляется с наземного пункта (НП) управления экспериментом.

Экспериментальные автономные обитаемые герметичные модули, входящие в состав НЭК, предназначены для проведения экспериментов с участием испытателей в условиях искусственно регулируемой среды обитания и изоляции.

Все модули выполнены функционально-независимыми друг от друга, то есть каждый из экспериментальных модулей НЭК представляет собой независимую систему, включающую в себя системы жизнеобеспечения, управления, кроме того, переходные отсеки представляют собой герметичные люки в торцах модулей, соединенные герметичным тамбуром. При закрытии герметичных люков любой отсек может быть отсечен от остальных модулей и становится автономным. Таким образом, такое разделение должно повысить живучесть, как отдельных модулей, так и комплекса НЭК в целом при проведении эксперимента. Для обеспечения высокой надежности функционирования в условиях полной автономности внутреннего объема модулей, максимальное количество обеспечивающих и исполнительных систем, находится снаружи модулей и имеет возможность быстрой замены в случае выхода из строя для предупреждения остановки эксперимента. Внутри модулей остаются только трубопроводы, воздуховоды и прочие детали и механизмы, выход из строя которых крайне маловероятен. Внутри модулей размещается только то оборудование, которое обеспечивает управление экипажем системами НЭК или необходимо для работ, предусмотренных программой эксперимента.

Основные исполнительные системы, обеспечивающие (формирующие) среду обитания автономных герметичных модулей обеспечиваются дублирующими системами.

При аварийной ситуации в одной из исполнительных систем автономного герметичного модуля предусмотрена ее изоляция для аварийного ремонта с подключением резервной системы.

Для аварийного покидания ограниченного пространства в переходном отсеке из хозяйственного модуля в жилой модуль, во взлетно-посадочном модуле, в медико-техническом модуле, имеются аварийные люки.

На чертеже представлена компоновка медико-технического комплекса.

Жилой модуль 1 имеет полезный объем ˜150 м 3 и представляет собой цилиндр с внешним диаметром 3,6 м и длиной 20 м. Модуль является жилым отсеком, внутри которого расположены индивидуальные каюты для членов экипажа 2 с площадью 2,8÷3,2 м2 каждая, кухня-столовая 3 на шесть человек, салон для отдыха 4, пульт управления 5, санузел 16. В жилом модуле 1 имеются три герметичных люка, через которые жилой модуль 1 соединяется с взлетно-посадочным модулем 15, медико-техническим модулем 6 и с хозяйственным модулем 10 с помощью переходных отсеков 17; 18; 19, представляющих собой герметичные люки в торцах модулей, соединенные герметичным тамбуром.

Стены и перегородки между помещениями выполняются из нержавеющей стали пищевого назначения и гипсокартона. Пространство между листами заполнено звукоизолирующий материалом, через который прокладывается металлические рукава с проводами и кабелями для установки и подключения электротехнических аппаратов, датчиков и т.д. Внутренние двери типа шкафа-купе выполнены из многослойной фанеры.

В каютах оборудуется спальное место, стеллаж для хранения личных вещей, стол и откидной стул, размещается ноутбук. Мебель кают преимущественно выполнена из дерева, для отделки стен используется обойный или тканый материал с окраской.

Для пола используются металлические панели, обтянутые кожей нескольких цветов с возможностью установки их с различным рисунком.

Предполагается, что экипаж может находиться в модуле в течение 24 часов.

Медико-технический модуль 6 имеет объем ˜100 м3, соединяется переходным отсеком 17 с жилым модулем 1.

Медико-технический модуль 6 представляет собой цилиндр диаметром 3,2 м, длиной 11,9 м. Медико-технический модуль 6 включает помещения изолятора 7, диагностики 8, лабораторной зоны 9. В нем может размещаться заболевший испытатель для проведения лечебных мероприятий. Внутри модуля расположены два спальных места, медицинская аппаратура для контроля состояния здоровья, углубленных медицинских исследований, оказания лечебно-профилактической помощи, комплекс аппаратуры для проведения телемедицинских исследований, оборудование для микробиологических исследований, столик для приготовления и приема пищи, санузел 16.

Стены и перегородки между помещениями выполняются из нержавеющей стали пищевого назначения и гипсокартона. Пространство между листами заполнено звукоизолирующий материалом, через который прокладывается металлические рукава с проводами и кабелями для установки и подключения электротехнических аппаратов, датчиков и т.д. Между помещениями изолятора и диагностики, диагностики и лабораторной зоны монтируются металлические раздвижные ширмы для отделения помещений друг от друга в случае необходимости.

В изоляторе 7 оборудуются 2 спальных двухуровневых места.

Помещения диагностики и лабораторной зоны оборудуются стеллажами для размещения лабораторного и медицинского оборудования. Мебель - деревянная с использованием металлических элементов: полы - панели, обтянутые кожей для отделки стен используется обойный или тканый материал с окраской. Для пола используются алюминиевые панели, обтянутые кожей.

Хозяйственный модуль 10 имеет объем ˜250 м3, соединяется переходным отсеком 18 с жилым модулем 1.

Функционально хозяйственный модуль 10 разделен на несколько частей: санузел 16 и сауна 13, тренажерный зал 12, хранилище 11 расходуемых элементов, таких как продовольствие, белье, помещение для экспериментов 14.

Стены и перегородки между помещениями выполняются из нержавеющей стали пищевого назначения и гипсокартона. Пространство между листами заполнено звукоизолирующий материалом, через который прокладывается металлические рукава с проводами и кабелями для установки и подключения электротехнических аппаратов, датчиков и т.д.

Помещение сауны 13 теплоизолировано от остальных помещений, отделено от помещения тренажерного зала дверью на петлях и тамбуром со шторой-ширмой.

Взлетно-посадочный модуль 15 объемом ˜50 м3 предназначен для имитации посадки и взлета с поверхности исследуемой планеты (Марса), соединяется переходным отсеком 19 с жилым модулем 1 и имеет выход в шлюз 20, ведущий в модуль-имитатор поверхности исследуемой планеты (Марса) (не показан). В шлюзе 20 располагается хранилище скафандров и системы жизнеобеспечения для испытателей в скафандрах. Взлетно-посадочный модуль 15 рассчитан на пребывание 3-х членов экипажа, оборудован трехъярусной кроватью, имеет два рабочих места, санузел, небольшую кухню и пульт управления 21.

Модуль-имитатор поверхности Марса (не показан) представляет собой временно сооружаемую негерметичную поверхность площадью 223 м2, окруженную по периметру легкой темной перегородкой высотой 3 м и накрытой сверху полупрозрачной светопроницаемым материалом, с внешним освещением, системой теленаблюдения. Связь с испытателями будет осуществляться либо через систему связи скафандров, либо через систему связи, расположенную в шлюзе 20. Модуль содержит компрессорную установку с ресивером для вентиляции скафандров для обеспечения деятельности на имитируемой поверхности Марса.

В период эксперимента, моделирующего пребывание экипажа на околомарсианской орбите и выход части экипажа на имитируемую поверхность Марса, необходим переход на «марсианское время» (сутки - примерно 24 часа 40 минут), для этого обитаемые автономные герметичные модули оснащены специальными часами, градуированными таким образом, чтобы 1 час на циферблате включал 61,5 «земных» минут.

В состав исполнительных систем, обеспечивающих (формирующих) среду обитания автономных герметичных модулей, входят системы жизнеобеспечения.

- Система кондиционирования воздуха спроектирована для создания комфортных условий среды обитания в отсеках обитаемых автономных герметичных модулей, выравнивания концентрации компонентов газовой среды, устранения застойных зон, отвода тепла, выделяемого людьми и оборудованием, а также для сбора и транспортировки конденсата атмосферной влаги в гидроаккумулятор.

- Система вентиляции обеспечивает требуемые параметры температурно-влажностного состояния газовой среды в обитаемых автономных герметичных модулях:

- температура газовой среды в жилой зоне 18-25°С;

- перепад температур газовой среды в жилой зоне в течение суток не более 4°С;

- относительная влажность газовой среды в жилой зоне 40-75%;

- скорость движения газовой среды в жилой зоне - не более 0,4 м/с.

Мощность системы кондиционирования воздуха рассчитана из условия поддержания заданной температуры при нормальной работе экипажа и всех систем медико-технического комплекса НЭК, а также с учетом возможности пребывания всех членов экипажа в случае аварии в каком-либо из обитаемых модулей.

Система кондиционирования воздуха строится по приточно-вытяжной схеме с обеспечением замкнутого цикла циркуляции воздуха для сохранения герметичности внутреннего пространства модулей.

- Система газового анализа предназначена для автоматического отслеживания концентрации основных газов в атмосфере НЭК, дублированию системы регулирования газового состава, а также для аварийной сигнализации при выходе концентраций основных газов за допустимые пределы.

Контроль газового состава ведется непрерывно по 3-м основным газам: O2, СО 2, СО, а также периодически по микропримесям неосновных газов.

- Система очистки атмосферы предназначена для автоматического регулирования концентрации и удаления выдыхаемого экипажем углекислого газа и газообразных микропримесей.

Внешняя система кислородоснабжения предназначена для создания и поддержания заданных концентраций кислорода во всех модулях.

Объемная концентрация кислорода определяется программой эксперимента, и может колебаться в пределах 18-25%. Допускается однократное снижение концентрации кислорода до 12,5% в течение не более 8 часов.

- Система поддержания давления предназначена для поддержания заданных значений избыточного давления во всех модулях по отношению к атмосферному для случая незначительной потери атмосферы в системе канализации и системе технологического шлюзования, а также из-за не плотностей гермокорпусов.

Среднее значение давления во всех модулях поддерживается равным 740+10 мм рт.ст. (+10 - это величина верхнего предельного отклонения). При снижении абсолютного давления в модуле ниже допустимого значения производится расчет перепада давления между атмосферой модуля и атмосферой макетного зала. В случае, если перепад давления ниже 10 мм рт.ст., автоматически открывается клапан подачи азота и производится добавление азота в атмосферу до достижения необходимого абсолютного давления в модуле. В случае повышения абсолютного давления в модуле выше допустимого значения, но ниже аварийного значения 780 мм рт.ст., коррекция давления воздуха происходит за счет утечек воздуха из атмосферы модулей в окружающую среду.

- Система водоснабжения предназначена для снабжения экипажа питьевой водой, а также бытовой водой для полива экспериментальных оранжерей, удаления продуктов жизнедеятельности (смывные бачки унитазов).

- Система канализации предназначена для удаления продуктов жизнедеятельности экипажа из унитаза туалета каждого модуля. Система канализации каждого модуля одинакова и выполнена в виде блока, индивидуального для каждого автономного герметичного модуля.

- Система электроснабжения предназначена для питания электроприборов, систем жизнеобеспечения, управляющих и исполнительных механизмов, компьютерной системы наземного экспериментального комплекса, а также обеспечения работы НЭК при сбоях в наземном электроснабжении.

Для обеспечения электробезопасности все электроприборы, расположенные внутри модулей наземного экспериментального медико-технического комплекса, питаются пониженным напряжением не более 36 В переменного тока и 27 В постоянного тока. В виде исключения применяется питание ˜220 В 50 Гц в медико-техническом модуле из-за сложностей с подбором некоторых видов медицинской аппаратуры с питанием безопасным напряжением. При применении приборов с питанием ˜220 В предусматриваются дополнительные меры электробезопасности: подключение приборов через устройство защитного отключения, применение блокировок, исключающих доступ к поверхностям, находящимся под сетевым напряжением.

- Система электроосвещения предназначена для освещения внутреннего пространства помещений модулей наземного экспериментального комплекса, обеспечивающего нормальную работу и жизнедеятельность экипажа в нормальных условиях проведения эксперимента, а также обеспечения работы экипажа наземного экспериментального медико-технического комплекса при сбоях в наземном электроснабжении.

- Система видеонаблюдения (СВН) предназначена:

- для визуального наблюдения за состоянием экипажа;

- для визуального наблюдения за состоянием модулей НЭК в режиме реального времени;

- сбора и хранения видеоинформации.

- Для обеспечения пожарной безопасности предусматривается система пожарной безопасности НЭК при проведении эксперимента.

Источниками опасности возникновения пожара в модулях могут быть:

- Кабели электропроводки, проложенные в металлических кабельных каналах;

- Бытовые электроприборы (микроволновая печь, холодильник, компьютер);

- Портативные компьютеры;

- Электроприборы для медицинских и биологических исследований;

- Коммутирующая и управляющая аппаратура, электроосвещение и сигнализация.

- Системы видеонаблюдения и связи.

Во всех модулях реализованы следующие пожарные мероприятия.

При проведении эксперимента применение в модулях открытого огня исключается. Для организации перегородок внутри модулей используются панели из гипсокартона, дерева или фанеры, пропитанные огнезащитными составами. Используемая внутри жилых и лабораторных помещений мебель изготавливается из металла, дерева или фанеры, пропитанных огнезащитными составами. Кабели электропроводки прокладываются в металлических кабельных каналах.

Каждый модуль оборудован средствами пожарной сигнализации. В каждом модуле хранится по шесть изолирующих противогазов для защиты органов дыхания экипажа при задымлении модуля. В каждом модуле хранятся углекислотные огнетушители, используемые в качестве первичных средств пожаротушения. Сигнал о срабатывании средств пожарной сигнализации одновременно выводится на пульт управления каждого модуля и на пульт наземного пункта управления экспериментом.

Обеспечено круглосуточное дежурство наземного обслуживающего персонала. При задымлении каждый модуль может быть изолирован от других модулей закрытием соответствующих гермолюков. В каждом модуле предусмотрены выходы в соседние модули или наружу в макетный зал корпуса №5.

При невозможности ликвидации пожара в модуле с помощью огнетушителей после эвакуации испытателей в другие модули предусматривается использование внешней системы газового пожаротушения с заполнением модуля инертным газом. После ликвидации очага возгорания при превышении предельно допустимых концентраций по определенным микропримесям производится очистка газовой среды с помощью системы очистки или продувкой модуля от наземных источников. В случае распространения пожара по другим модулям комплекса экипаж покидает комплекс, выходит наружу и тушение возгорания производится внешней системы газового пожаротушения.

Участники пилотируемого марсианского полета будут подвергаться воздействию комплекса одновременно или последовательно действующих факторов, присущих динамике межпланетного полета, космической среде и условиям жизнедеятельности в замкнутом пространстве.

Наиболее значимым проблемным фактором марсианского полета является автономность экспедиции, существенно влияющая на структуру медико-биологического обеспечения экспедиции, на повышение нагрузки на экипаж, увеличение уровня ответственности и психологической напряженности и, в конечном итоге, на возможность выполнения экипажем успешной миссии на Марс.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Наземный экспериментальный комплекс для моделирования длительных космических полетов, в том числе на Марс, включающий оснащенные системами жизнеобеспечения обитаемые автономные герметичные модули, корпуса которых рассчитаны на поддержание внутреннего давления 0,6-1,2 атм и выполнены с возможностью обеспечения изоляции членов экипажа от внешней среды на заданную длительность эксперимента, исполнительные системы, обеспечивающие среду обитания автономных герметичных модулей, при этом системы жизнеобеспечения входят в состав исполнительных систем и содержат системы вентиляции и кондиционирования воздуха, газового анализа, очистки атмосферы, кислородоснабжения, поддержания давления, водоснабжения, канализации, электроснабжения, электроосвещения, видеонаблюдения и пожаротушения, отличающийся тем, что в него дополнительно введен модуль-имитатор поверхности Марса, а указанные обитаемые модули представляют собой жилой модуль, медико-технический модуль, хозяйственный модуль, взлетно-посадочный модуль, при этом жилой модуль включает в себя каюты для членов экипажа, кухню-столовую, салон для отдыха, пульт управления, медико-технический модуль выполнен с возможностью проведения лечебных мероприятий и медицинских исследований, включает в себя помещения изолятора, диагностики и лабораторной зоны и соединен переходным отсеком с жилым модулем, хозяйственный модуль включает в себя хранилище расходуемых элементов, тренажерный зал, сауну или тепловую камеру, помещение для экспериментов и соединен переходным отсеком с жилым модулем, взлетно-посадочный модуль, предназначенный для имитации посадки и взлета с поверхности Марса, соединен переходным отсеком с жилым модулем и имеет выход в шлюз, ведущий в модуль-имитатор поверхности планеты, при этом все указанные модули выполнены функционально независимыми друг от друга, а обитаемые автономные герметичные модули оснащены часами, градуированными по марсианскому времени, 1 час которого состоит из 61,5 земных минут, и санузлами, указанные переходные отсеки представляют собой герметичные тамбуры, в торцах которых установлены герметичные люки указанных обитаемых модулей, исполнительные системы выведены за пределы модулей и выполнены с возможностью управления средой обитания внутри модулей и системами жизнеобеспечения, а также моделирования условий эксперимента, наблюдения и исследования физического и психического состояния членов экипажа в моделируемых наземным центром управления условиях.

2. Наземный экспериментальный комплекс по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью моделировать космические полеты длительностью не менее 500 суток.

3. Наземный экспериментальный комплекс по п.1, отличающийся тем, что во взлетно-посадочном и медико-техническом модулях выполнены аварийные люки.

4. Наземный экспериментальный комплекс по п.1, отличающийся тем, что обитаемые автономные герметичные модули имеют форму цилиндров.

5. Наземный экспериментальный комплекс по п.1, отличающийся тем, что в шлюзе, ведущем в модуль-имитатор поверхности планеты, расположено хранилище скафандров.

6. Наземный экспериментальный комплекс по п.1, отличающийся тем, что модуль-имитатор поверхности Марса представляет собой негерметичную поверхность, окруженную по периметру перегородкой и накрытую сверху светопроницаемым материалом.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2329184

patent-2329184.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B64G7/00 Имитация космических условий, например для установления условий жизнеобеспечения

Патенты РФ в классе B64G7/00:
способ моделирования физиологических эффектов пребывания на поверхности планет с пониженным уровнем гравитации -  патент 2529813 (27.09.2014)
способ наземной имитации полета космических аппаратов в космосе -  патент 2527632 (10.09.2014)
способ тепловых испытаний приборного отсека летательного аппарата -  патент 2526406 (20.08.2014)
многофункциональный учебно-тренировочный комплекс для подготовки космонавтов (астронавтов) к внекорабельной деятельности (варианты) -  патент 2524503 (27.07.2014)
способ имитации внешних тепловых потоков для наземной отработки теплового режима космического аппарата -  патент 2519312 (10.06.2014)
функционально-моделирующий стенд для создания условий интерактивного безопорного пространства и пониженной гравитации -  патент 2518478 (10.06.2014)
способ испытаний многозвенной механической системы космического аппарата на функционирование и устройство для его осуществления -  патент 2516880 (20.05.2014)
тренажер внекорабельной деятельности космонавтов -  патент 2506648 (10.02.2014)
тренажерный комплекс орбитального узлового модуля российского сегмента международной космической станции -  патент 2506647 (10.02.2014)
грузовой макет ракетоносителя -  патент 2491211 (27.08.2013)

Класс G09B9/00 Учебные модели или тренажеры

Патенты РФ в классе G09B9/00:
способ обучения сотрудников службы авиационной безопасности с применением системы дополненной реальности -  патент 2528457 (20.09.2014)
способ контроля отката транспортного средства -  патент 2527596 (10.09.2014)
способ и система для рабочей машины со стрелой -  патент 2524737 (10.08.2014)
полиэргатический тренажерный комплекс предупреждения столкновений летательных аппаратов -  патент 2524508 (27.07.2014)
многофункциональный учебно-тренировочный комплекс для подготовки космонавтов (астронавтов) к внекорабельной деятельности (варианты) -  патент 2524503 (27.07.2014)
учебно-тренировочный комплекс -  патент 2524491 (27.07.2014)
тренажер для имитации перемещения и ориентации -  патент 2520866 (27.06.2014)
испытательный стенд сложного технического комплекса средств вооружения корабля и способ проведения исследований, отработки и подготовки натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля -  патент 2520816 (27.06.2014)
способ подготовки проведения натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля -  патент 2520713 (27.06.2014)
способ определения зачетных натурных испытаний сложного технического комплекса средств вооружения корабля -  патент 2520711 (27.06.2014)


Наверх