RU217330U1

RU217330U1 - BINARY SPACE VEHICLE FOR SEARCHING AND COLLECTING EXTRATERRESTRIAL LOW-TEMPERATURE NANO-OBJECTS IN THE SURROUNDINGS OF LIBRATION POINTS OF THE PLANETS IN THE SOLAR SYSTEM

Info

Publication number: RU217330U1
Application number: RU2022132407U
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Линьков
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-03-28

Abstract

Полезная модель относится к малоразмерным исследовательским бинарным космическим аппаратам (БКА), предназначенным для поиска и сбора низкотемпературных наноразмерных объектов внеземного происхождения, скапливающихся в космических пылевых структурах, расположенных в окрестностях точек либрации. БКА содержит два цилиндрообразных корпуса, в центрах торцов которых размещены телескопические штанги, на которых размещены четыре мультивекторных матричных ракетных двигателя с волнообразными цилиндрическими поверхностями для сканирования облачно-пылевых структур, развертывания и последующего свертывания в рулон гибкой ленточной подложки с размещенными солнечными элементами и микроконтейнерами для сбора с помощью электрического поля низкотемпературных объектов и хранения их в низкотемпературной среде. Герметизация собранных низкотемпературных нанообъектов осуществляется запайкой микроконтейнеров герметизирующей пленкой с помощью нагрева ВЧ электромагнитным полем микрогранул термоплавкого клея, легированного суперпарамагнитными наночастицами с одновременным охлаждением низкотемпературных нанообъектов пленочными термоэлектрическими модулями. Достигается возможность поиска и сбора низкотемпературных внеземных нанообъектов с различными физическими свойствами, собранных с помощью электрического поля, с последующей конвейерной герметизацией и хранением собранных низкотемпературных нанообъектов в низкотемпературной среде, при проведении сканирования окрестностей точек либрации планет, входящих в Солнечную систему.

The utility model relates to small-sized research binary spacecraft (SBV) designed to search for and collect low-temperature nano-sized objects of extraterrestrial origin that accumulate in cosmic dust structures located in the vicinity of libration points. The BKA contains two cylindrical bodies, in the centers of the ends of which telescopic rods are placed, on which four multi-vector matrix rocket engines with undulating cylindrical surfaces are placed for scanning cloud-dust structures, unfolding and subsequent rolling into a roll of a flexible tape substrate with placed solar cells and microcontainers for collecting using the electric field of low-temperature objects and storing them in a low-temperature environment. The sealing of the assembled low-temperature nano-objects is carried out by sealing the microcontainers with a sealing film by heating the microgranules of hot-melt adhesive doped with superparamagnetic nanoparticles by an RF electromagnetic field with simultaneous cooling of the low-temperature nano-objects by film thermoelectric modules. It is possible to search for and collect low-temperature extraterrestrial nano-objects with different physical properties, collected using an electric field, followed by conveyor sealing and storage of the collected low-temperature nano-objects in a low-temperature environment, when scanning the vicinity of libration points of planets included in the solar system.

Description

Полезная модель относится к исследовательским малоразмерным бинарным космическим аппаратам (БКА) весом менее 1000 грамм, предназначенным для поиска и сбора в космическом пространстве наноразмерных низкотемпературных объектов внеземного происхождения, скопления которых расположены в окрестностях точек либрации (точек Лагранжа) в виде пылевых облакоподобных структур, в состав которых включены низкотемпературные нанообъекты. Например, вблизи систем образованных Сатурном и его спутниками, Юпитером и его спутниками, а также другими астрономическими системами, расположенными ближе к окраинам Солнечной системы. Собранные БКА и доставленные на Землю низкотемпературные нанообъекты внеземного происхождения, в состав которых входят замерзшие водные или иные композиции растворов, имеющие жидкую фазу состояния и перешедшие при формировании своих структур в твердое состояние при криогенных температурах подвергаются в Земных условиях биологическому и физико-химическому анализу. При выявлении уникальных свойств у собранных низкотемпературных нанообъектов, осуществляется искусственный синтез нанообъектов подобных собранным в космосе, обладающих новыми свойствами, не встречающимися на Земле.The utility model relates to research small-sized binary spacecraft (SBV) weighing less than 1000 grams, designed to search and collect in outer space nano-sized low-temperature objects of extraterrestrial origin, clusters of which are located in the vicinity of libration points (Lagrange points) in the form of dust cloud-like structures, into the composition which include low-temperature nano-objects. For example, near systems formed by Saturn and its satellites, Jupiter and its satellites, as well as other astronomical systems located closer to the outskirts of the solar system. The low-temperature nano-objects of extraterrestrial origin collected by BKA and delivered to the Earth, which include frozen aqueous or other compositions of solutions that have a liquid phase of the state and passed into a solid state at cryogenic temperatures during the formation of their structures, are subjected to biological and physico-chemical analysis under Earth conditions. When the unique properties of the assembled low-temperature nano-objects are revealed, an artificial synthesis of nano-objects similar to those assembled in space is carried out, which have new properties that are not found on Earth.

Используемое в описании полезной модели словосочетание «бинарный космический аппарат» (БКА) понимается как космический аппарат, состоящий из двух корпусов и общей армированной гибкой ленточной солнечной батареи, расположенной между ними, разворачиваемый за счет разматывания солнечной батареи, смотанной в рулон, при реверсивном перемещении одного корпуса относительно другого в противоположные стороны и обратно, осуществляемом с помощью мультивекторных матричных ракетных двигателей (ММРД). Гибкая ленточная солнечная батарея (СБ) - это гибкая диэлектрическая ленточная подложка, на которую нанесен массив соединенных между собой тонкопленочных солнечных фотоэлементов в сочетании с микроконтейнерами для сбора нанообъектов. Точки либрации - это точки, где гравитационное и центробежное ускорения, воздействующие на помещенное в окрестностях точки тело, уравновешиваются, в связи с чем так называемые «малые тела» могут там накапливаться (Патент на изобретение RU 2691686 С1, 17.06.2019, G01N 1/02, B64G 4/00, Способ забора и доставки на Землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы Земля-Луна и комплекс средств для его реализации / Цыганков О.С.).The phrase "binary spacecraft" (BSC) used in the description of the utility model is understood as a spacecraft consisting of two bodies and a common reinforced flexible tape solar battery located between them, deployed by unwinding the solar battery wound into a roll, with the reverse movement of one body relative to the other in opposite directions and back, carried out with the help of multi-vector matrix rocket engines (MMRD). A flexible strip solar battery (SB) is a flexible dielectric strip substrate on which an array of interconnected thin-film solar photocells is deposited in combination with microcontainers for collecting nano-objects. Libration points are points where the gravitational and centrifugal accelerations acting on a body placed in the vicinity of the point are balanced, and therefore the so-called "small bodies" can accumulate there (Patent for invention RU 2691686 C1, 06/17/2019, G01N 1 / 02, B64G 4/00, Method for collecting and delivering to Earth samples of cosmic dust from the vicinity of libration points of the Earth-Moon system and a set of tools for its implementation / Tsygankov O.S.).

Низкотемпературные нанообъекты - охлажденные отдельные наночастицы размером в интервале 2 - 100 нанометров и системы наночастиц, образующие однородные или неоднородные многозвенные конструкции, размеры которых меньше 2000 нанометров. В зависимости от размера и материала, из которого образовались нанообъекты они могут обладать свойствами реагирования на магнитные или электрические поля, преобразовывать длины волн электромагнитного излучения (Патент на изобретение RU 2723899 С1, 18.06.2020, G01Q 60/24, B82Y 35/00, Сканирующий зонд атомно-силового микроскопа с отделяемым телеуправляемым нанокомпозитным излучающим элементом, легированным квантовыми точками, апконвертирующими и магнитными наночастицами структуры ядро-оболочка / Линьков В.А., Гусев С.И., Вишняков Н.В., Линьков Ю.В., Линьков П.В.).Low-temperature nano-objects - cooled individual nanoparticles with a size in the range of 2 - 100 nanometers and systems of nanoparticles that form homogeneous or inhomogeneous multi-link structures, the dimensions of which are less than 2000 nanometers. Depending on the size and material from which nano-objects were formed, they may have the properties of responding to magnetic or electric fields, converting the wavelengths of electromagnetic radiation (Patent for invention RU 2723899 C1, 06/18/2020, G01Q 60/24, B82Y 35/00, Scanning atomic force microscope probe with detachable remote-controlled nanocomposite radiating element doped with quantum dots, upconverting and magnetic nanoparticles of the core-shell structure / Linkov V.A., Gusev S.I., Vishnyakov N.V., Linkov Yu.V., Linkov P.V.).

Известен бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных объектов со свойствами квантовых точек и апконвертируемых наночастиц в окрестностях точек либрации, содержащий два панелеобразные корпуса, соединенных с контейнерами, гибкую подложку с тонкопленочными солнечными фотоэлементами, которая выполнена в виде диэлектрической ленты с возможностью свертывания в рулон, с нанесенными информационными, силовыми, высоковольтными шинами, коллинеарной антенной, позиционной штрих-кодовой лентой, микроконтейнерами, в каждом из которых размещены пленочные электроды и жесткие диэлектрические микроподложки, также содержит два мультивекторных матричных ракетных двигателя, две выдвижные телескопические штанги, два линейных шаговых двигателя, шесть реверсивных шаговых двигателя, четыре катушки для размещения гибкой диэлектрической ленточной подложки и герметизирующей пленки, термоэлемент для заварки микроконтейнеров с собранными нанообъектами, два лазерных дальномера, две ПЗС-матрицы, два солнечных датчика, датчик штрих-кода, два дисковых токосъемника, два контроллера, два стабилизатора напряжения, высоковольтный источник питания приемопередатчик (Патент на изобретение RU 2749431 C1, 10.06.2021, B64G 1/22, бинарный Космический аппарат для поиска и сбора внеземных объектов со свойствами квантовых точек и апконвертирующих наночастиц в окрестностях точек либрации / Линьков В.А.).A binary spacecraft is known for searching and collecting extraterrestrial objects with the properties of quantum dots and upconvertible nanoparticles in the vicinity of libration points, containing two panel-shaped bodies connected to containers, a flexible substrate with thin-film solar photocells, which is made in the form of a dielectric tape with the possibility of rolling into a roll, with applied information, power, high-voltage buses, a collinear antenna, a positional barcode tape, microcontainers, each of which contains film electrodes and rigid dielectric microsubstrates, also contains two multi-vector matrix rocket motors, two retractable telescopic rods, two linear stepping motors, six reversible stepper motors, four coils for placing a flexible dielectric tape substrate and a sealing film, a thermal element for sealing microcontainers with assembled nano-objects, two laser rangefinders, two CCD arrays, two solar sensors, a barcode sensor, two disk current collectors, two controllers, two voltage regulators, high-voltage power supply transceiver (Patent for invention RU 2749431 C1, 06/10/2021, B64G 1/22, binary Spacecraft for searching and collecting extraterrestrial objects with the properties of quantum dots and upconverting nanoparticles in the vicinity of libration points / Linkov V.A. .).

Недостатком устройства является отсутствие возможности поиска и сбора низкотемпературных внеземных нанообъектов с различными физическими свойствами, собранных раздельно с помощью электрического поля, с последующей конвейерной герметизацией и хранением собранных низкотемпературных нанообъектов в низкотемпературной среде, при проведении сканирования окрестностей точек либрации планет, входящих в Солнечную систему.The disadvantage of the device is the inability to search and collect low-temperature extraterrestrial nano-objects with different physical properties, collected separately using an electric field, followed by conveyor sealing and storage of the collected low-temperature nano-objects in a low-temperature environment, when scanning the vicinity of the libration points of the planets included in the solar system.

Наиболее близким по технической сущности является бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, содержащий два цилиндрообразных корпуса, гибкую подложку с тонкопленочными солнечными фотоэлементами, которая выполнена в виде диэлектрической ленты с возможностью свертывания в рулон, с нанесенными информационными, силовыми, высоковольтными шинами, коллинеарной антенной, позиционной штрих-кодовой лентой, микроконтейнерами, пленочными электродами, плоскими электромагнитными катушками, жесткими диэлектрическими микроподложками, также содержит четыре мультивекторных матричных ракетных двигателя с волнообразными цилиндрическими поверхностями, четыре выдвижные телескопические штанги, четыре линейные шаговые двигателя, цилиндрический термоэлемент, герметизирующую пленку, солнечный датчик, датчик штрих-кода, два контроллера, два стабилизатора напряжения, высоковольтный источник питания, приемопередатчик, четыре дискообразные сканирующие лазерные дальномера, навигационную звездную камеру, четыре плоских шаговых двигателя, два прижимных линейных шаговых двигателя, П-образную штангу, выдвижную П-образную штангу, микрогранулы термоплавкого клея, нанесенные на края микроконтейеров (Патент на изобретение RU 2761486 С1, 08.12.2021, B64G 1/22, Бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных нанообъектов в окресностях точек либрации планет, входящих в солнечную систему / Линьков В.А.).The closest in technical essence is a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets in the solar system, containing two cylindrical bodies, a flexible substrate with thin-film solar photocells, which is made in the form of a dielectric tape with the possibility of rolling into a roll, with printed information, power, high-voltage buses, a collinear antenna, a positional barcode tape, microcontainers, film electrodes, flat electromagnetic coils, rigid dielectric microsubstrates, also contains four multi-vector matrix rocket engines with undulating cylindrical surfaces, four retractable telescopic rods, four linear stepper motors, cylindrical thermocouple, sealing film, solar sensor, barcode sensor, two controllers, two voltage regulators, high voltage power supply, transceiver, four disc-shaped scanning laser rangefinders, navigation star camera, four flat stepper motors, two pressure linear stepper motors , U-shaped rod, retractable U-shaped rod, hot-melt adhesive microgranules applied to the edges of microcontainers (Patent for invention RU 2761486 C1, 08.12.2021, B64G 1/22, Binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial nano-objects in the vicinity of libration points planets in the solar system / Linkov V.A.).

Введение дисковых солнечных датчиков, размещенных на П-образной штанге и установленных перпендикулярно друг к другу плоскими поверхностями, позволило производить ориентацию солнечных батарей одновременно с развертыванием или свертыванием БКА. Введение шины управления тонкопленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями позволило подвести сигналы включения и выключения от контроллеров к тонкопленочным термоэлектрическим охлаждающим модулям. Введение микрогранул термоплавкого клея в которых в качестве нагревательных элементов используются суперпарамагнитные наночастицы способные нагреваться под действием настроенного в резонанс высокочастотного (ВЧ) электромагнитного поля, позволило осуществить нагрев адгезионного состава микрогранул термоплавкого клея изнутри, без разогрева соседних элементов. Введение плоского ВЧ индуктора соединенного с ВЧ генератором позволило осуществлять локальную селективную герметизацию микроконтейнеров через экранно-вакуумное теплоизоляционное покрытие без разогрева соседних участков. Введение прижимного ролика позволило за счет надавливания, плотно соединить расплавленные микрогранулы термоплавкого клея, легированного суперпарамагнитными наночастицами, находящиеся на кромках стенок микроконтейнеров с поверхностью прозрачной герметизирующей пленки. Введение охлаждающих пленочных термоэлектрических модулей соединенных с внутренними сторонами микроподложек позволило исключить оттаивание низкотемпературных нанообъектов в момент герметизации микроконтейнеров с собранными низкотемпературными нанообъектами. Введение ленточных тонкопленочных теплоотводов нанесенных с теневой стороны гибкой подложки позволило отводить тепло непосредственно в космос. Введение шины управления включением термоэлектрических модулей позволило включать и выключать термоэлементы в момент заварки (герметизации). Введение ВЧ генератора с программируемой частотой настроенного в резонанс с колебанием доменов суперпарамагнитных ядер позволило разогревать определенные зоны. Введение штрих-кода, нанесенного под каждой линейкой микроконтейнеров, видимого датчиком штрих-кода через прозрачную герметизирующею пленку, позволило точно позиционировать границы габаритов, завариваемых микроконтейнеров через экранно-вакуумную термоизоляцию (на обратной стороне которой нанесены микроконтейнеры). Ведение экранно-вакуумного теплоизоляционного слоя нанесенного на гибкую диэлектрическую ленточную подложку позволило изолировать нанесенные на нее микроконтейнеры с низкотемпературными нанообъектами, от теплового воздействия Солнца.The introduction of disk solar sensors placed on a U-shaped rod and installed perpendicular to each other by flat surfaces made it possible to orient the solar arrays simultaneously with the deployment or collapse of the USC. The introduction of the control bus for thin-film thermoelectric cooling modules made it possible to connect on and off signals from controllers to thin-film thermoelectric cooling modules. The introduction of hot-melt adhesive microgranules, in which superparamagnetic nanoparticles are used as heating elements, capable of heating under the action of a high-frequency (HF) electromagnetic field tuned into resonance, made it possible to heat the adhesive composition of hot-melt adhesive microgranules from the inside, without heating neighboring elements. The introduction of a flat HF inductor connected to an HF generator made it possible to carry out local selective sealing of microcontainers through a screen-vacuum heat-insulating coating without heating adjacent sections. The introduction of a pressure roller made it possible, due to pressure, to tightly connect the molten microgranules of hot-melt adhesive doped with superparamagnetic nanoparticles located on the edges of the walls of the microcontainers with the surface of a transparent sealing film. The introduction of cooling film thermoelectric modules connected to the inner sides of microsubstrates made it possible to exclude thawing of low-temperature nano-objects at the moment of sealing microcontainers with assembled low-temperature nano-objects. The introduction of tape thin-film heat sinks deposited on the shadow side of a flexible substrate made it possible to remove heat directly into space. The introduction of a control bus for turning on thermoelectric modules made it possible to turn thermoelements on and off at the moment of welding (sealing). The introduction of an RF generator with a programmable frequency, tuned to resonance with the oscillation of the domains of superparamagnetic nuclei, made it possible to heat up certain zones. The introduction of a barcode applied under each line of microcontainers, visible by a barcode sensor through a transparent sealing film, made it possible to accurately position the boundaries of the dimensions of the microcontainers to be sealed through the screen-vacuum thermal insulation (on the reverse side of which the microcontainers are applied). Maintaining a screen-vacuum heat-insulating layer deposited on a flexible dielectric tape substrate made it possible to isolate the microcontainers deposited on it with low-temperature nano-objects from the thermal effects of the Sun.

Техническим результатом является возможность поиска и сбора низкотемпературных внеземных нанообъектов с различными физическими свойствами, собранных раздельно с помощью электрического поля, с последующей конвейерной герметизацией и хранением собранных низкотемпературных нанообъектов в низкотемпературной среде, при проведении сканирования окрестностей точек либрации планет, входящих в Солнечную систему.The technical result is the possibility of searching and collecting low-temperature extraterrestrial nano-objects with different physical properties, collected separately using an electric field, followed by conveyor sealing and storage of the collected low-temperature nano-objects in a low-temperature environment, when scanning the vicinity of the libration points of the planets included in the solar system.

Технический результат предложенной полезной модели достигается совокупностью существенных признаков, а именно: бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных низкотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, содержащий два цилиндрообразных корпуса, гибкую подложку с тонкопленочными солнечными фотоэлементами, которая выполнена в виде диэлектрической ленты с возможностью свертывания в рулон, с нанесенными информационными, силовыми, высоковольтными шинами, коллинеарной антенной, позиционной штрих-кодовой лентой, микроконтейнерами, пленочными электродами, жесткими диэлектрическими микроподложками, также содержит четыре мультивекторных матричных ракетных двигателя с волнообразными цилиндрическими поверхностями, четыре выдвижные телескопические штанги, четыре линейные шаговые двигателя, герметизирующую пленку, солнечный датчик, датчик штрих-кода, два контроллера, два стабилизатора напряжения, высоковольтный источник питания, приемопередатчик, четыре дискообразные сканирующие лазерные дальномера, навигационную звездную камеру, четыре плоских шаговых двигателя, два прижимных линейных шаговых двигателя, П-образную штангу, микрогранулы термоплавкого клея, нанесенные на края микроконтейнеров, прижимной ролик, плоский индуктор, соединенный с высокочастотным генератором, гибкую диэлектрическую ленточную подложку с нанесенным экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем, тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули, соединенные с шиной управления пленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями, тонкопленочные ленточные теплоотводы, первый и второй дисковые солнечные датчики, расположенные плоскостями перпендикулярно друг другу и закрепленные на П-образной штанге, выдвижную П-образную двухосевую штангу, состоящею из двух параллельных осей, торцы которых соединены с первым и вторым прижимными линейными шаговыми двигателями, на первой оси выдвижной П-образной двухосевой штанги закреплен плоский индуктор, а на второй оси прижимной ролик и датчик штрих-кода, герметизирующая пленка, выполнена прозрачной, на гибкую диэлектрическую ленточную подложку с внутренней стороны нанесен экранно-вакуумный теплоизоляционный слой, а с наружной стороны нанесенными чередующиеся тонкопленочные солнечные элементы, с шагом чередования, равным шагу размещенных микроконтейнеров, с исследуемыми низкотемпературными нанообъектами, притянутыми электрическими полями к пленочным электродам, лежащими на внешних поверхностях жестких диэлектрических микроподложек, внутренние поверхности которых лежат на охлаждающих поверхностях тонкопленочных термоэлектрических охлаждающих модулей, противоположные поверхности которых соединены с пленочными ленточными теплоотводами закрепленными на наружной поверхности экранно-вакуумного теплоизоляционного слоя, с теневой стороны, управляющие выходы первого и второго контроллеров соединены с тонкопленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями через шину управления пленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями, а управляющий выход второго контроллера соединен с входом высокочастотного генератора, причем микрогранулы термоплавкого клея легированны суперпарамагнитными наночастицами.The technical result of the proposed utility model is achieved by a set of essential features, namely: a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial low-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of planets in the solar system, containing two cylindrical bodies, a flexible substrate with thin-film solar photocells, which is made in the form dielectric tape with the possibility of rolling into a roll, with applied information, power, high-voltage tires, a collinear antenna, a positional barcode tape, microcontainers, film electrodes, rigid dielectric microsubstrates, also contains four multi-vector matrix rocket motors with undulating cylindrical surfaces, four retractable telescopic rods, four linear stepper motors, sealing film, solar sensor, barcode sensor, two controllers, two voltage regulators, high voltage power supply, transceiver, four disc-shaped scanning laser rangefinders, navigation star camera, four flat stepper motors, two pressure linear steppers motor, U-shaped rod, hot-melt adhesive microgranules applied to the edges of microcontainers, pressure roller, flat inductor connected to a high-frequency generator, flexible dielectric tape substrate with applied screen-vacuum heat-insulating layer, thin-film thermoelectric cooling modules connected to the control bus of film thermoelectric cooling modules, thin-film tape heat sinks, the first and second disk solar sensors, located perpendicular to each other and fixed on a U-shaped rod, a retractable U-shaped two-axis rod, consisting of two parallel axes, the ends of which are connected to the first and second clamping linear stepping motors, a flat inductor is fixed on the first axis of the retractable U-shaped two-axis rod, and on the second axis the pressure roller and the barcode sensor, the sealing film, are made transparent, a screen-vacuum heat-insulating layer is applied on the flexible dielectric tape substrate from the inside, and with on the outer side, alternating thin-film solar cells are deposited, with an alternation step equal to the step of the placed microcontainers, with low-temperature nano-objects under study, attracted by electric fields to film electrodes, lying on the outer surfaces of rigid dielectric microsubstrates, the inner surfaces of which lie on the cooling surfaces of thin-film thermoelectric cooling modules, opposite the surfaces of which are connected to the film tape heat sinks fixed on the outer surface of the screen-vacuum heat-insulating layer, from the shadow side, the control outputs of the first and second controllers are connected to thin-film thermoelectric cooling modules through the control bus of the film thermoelectric cooling modules, and the control output of the second controller is connected to the input of the high-frequency generator, and hot-melt adhesive microgranules doped with superparamagnetic nanoparticles.

Сущность полезной модели поясняется на Фиг. 1 и Фиг. 2, где представлен бинарный космический аппарат (БКА) для поиска и сбора внеземных низкотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, в момент развертывания гибкой ленточной СБ. (Фиг. 1 - вид с теневой стороны БКА, Фиг. 2 - вид с солнечной стороны БКА). На Фиг. 3 представлена структурная блок-схема бинарного космического аппарата для поиска и сбора внеземных низкотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему. На Фиг. 4 и Фиг. 5 представлен выносной элемент А (2:1) (Фиг. 4 - вид с теневой стороны БКА, Фиг. 5 - вид с солнечной стороны БКА) в увеличенном масштабе, поясняющий топологию расположения на гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем электропроводящих шин и микроконтейнеров для сбора и последующей герметизации собранных низкотемпературных нанообъектов. На Фиг. 6 представлен в разрезе микроконтейнер для сбора нанообъектов с помощью электрического поля, соединенный с гибкой диэлектрической ленточной подложкой с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем. На Фиг. 7 представлен выносной элемент Б (10:1) в увеличенном масштабе и разрезе, поясняющий последовательность расположения функциональных слоев на жесткой прозрачной диэлектрической микроподложке для создания электрического поля. На Фиг. 8, Фиг. 9 - схематично поясняются этапы развертывания БКА. На Фиг. 10 - этап сканирования окрестности точки либрации, сбор и герметизация собранных низкотемпературных нанообъектов. На Фиг. 11 - этап свертывание БКА.The essence of the utility model is illustrated in Fig. 1 and FIG. 2, which shows a binary spacecraft (BSC) for searching and collecting extraterrestrial low-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets in the solar system at the time of deployment of the flexible ribbon SB. (Fig. 1 - view from the shadow side of the BKA, Fig. 2 - view from the sunny side of the BKA). On FIG. Figure 3 shows a block diagram of a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial low-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of planets in the solar system. On FIG. 4 and FIG. Fig. 5 shows remote element A (2:1) (Fig. 4 - view from the shadow side of the BKA, Fig. 5 - view from the sunny side of the BKA) on an enlarged scale, explaining the topology of the arrangement on a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer of electrically conductive tires and microcontainers for collection and subsequent sealing of assembled low-temperature nano-objects. On FIG. 6 shows in section a microcontainer for collecting nano-objects using an electric field, connected to a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer. On FIG. Figure 7 shows the remote element B (10:1) on an enlarged scale and section, explaining the sequence of arrangement of functional layers on a rigid transparent dielectric microsubstrate to create an electric field. On FIG. 8, FIG. 9 - schematically explains the stages of deployment of the BKA. On FIG. 10 - stage of scanning the vicinity of the libration point, collection and sealing of the collected low-temperature nano-objects. On FIG. 11 - stage of clotting of the BCA.

Бинарный космический аппарат для поиска и сбора внеземных низкотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, содержит: (Фиг. 1, Фиг. 2) первый 1 и второй 2 цилиндрообразные корпуса, первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 ММРД с волнообразными цилиндрическими поверхностями, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 линейные шаговые двигатели (Фиг. 3), первую 11, вторую 12, третью 13, четвертую 14 выдвижные телескопические штанги, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 дискообразные сканирующие лазерные дальномеры, первый 19, второй 20, третий 21, четвертый 22 плоские шаговые двигатели, первый 23 и второй 24 прижимные линейные шаговые двигатели, прижимной ролик 25, плоский индуктор 26, высокочастотный генератор 27, выдвижную П-образную двухосевую штангу 28, прозрачную герметизирующую пленку 29 (Фиг. 2), гибкую диэлектрическую ленточную подложку с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, тонкопленочные солнечные фотоэлементы 31, силовую шину 32, общую информационную шину 33, шину управления тонкопленочными термоэлектрическими охлаждающими модулями 34, высоковольтную шину с положительной полярностью 35, высоковольтную шину с отрицательной полярностью 36, пленочные электроды 37 (Фиг. 4), жесткие диэлектрические микроподложки 38, тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули 39, тонкопленочные ленточные теплоотводы 40, микроконтейнеры 41, позиционную штрих-кодовую ленту 42, датчик штрих-кода 43, первый 44, второй 45 дисковые солнечные датчики, навигационную звездную камера 46, П-образную штангу 47, первый 48 и второй 49 контроллеры, первый 50 и второй 51 стабилизаторы напряжения, высоковольтный источник питания 52, коллинеарную антенну 53, приемопередатчик 54, микрогранулы термоплавкого клея легированные суперпарамагнитными наночастицами 55 (Фиг. 6). На фиг. 3, в границах замкнутых пунктирных линий, расположены элементы, конструктивно размещенные в первом 1 и втором 2 цилиндрообразных корпусах. λ1, λ2, λ3, λ4 - выделенные длинны волн электромагнитного излучения оптического диапазона, излучаемые первым 15, вторым 16, третьим 17, четвертым 18 дискообразными сканируемыми лазерными дальномерами, 56 - низкотемпературные нанообъекты, притянутые к поверхностям жестких диэлектрических микроподложек.A binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial low-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of planets in the solar system contains: (Fig. 1, Fig. 2) the first 1 and second 2 cylindrical bodies, the first 3, the second 4, the third 5, the fourth 6 MMRD with undulating cylindrical surfaces, the first 7, the second 8, the third 9, the fourth 10 linear stepper motors (Fig. 3), the first 11, the second 12, the third 13, the fourth 14 retractable telescopic rods, the first 15, the second 16, the third 17 , fourth 18 disk-shaped scanning laser rangefinders, first 19, second 20, third 21, fourth 22 flat stepper motors, first 23 and second 24 pressure linear stepper motors, pressure roller 25, flat inductor 26, high-frequency generator 27, retractable U-shaped two-axis rod 28, a transparent sealing film 29 (Fig. 2), a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, thin-film solar photocells 31, a power bus 32, a common information bus 33, a control bus for thin-film thermoelectric cooling modules 34, a high-voltage bus with positive polarity 35, a high-voltage bus with negative polarity 36, film electrodes 37 (Fig. 4), rigid dielectric microsubstrates 38, thin-film thermoelectric cooling modules 39, thin-film tape heat sinks 40, microcontainers 41, positional barcode tape 42, barcode sensor 43, first 44, second 45 disk solar sensors, navigation star camera 46, P -shaped rod 47, first 48 and second 49 controllers, first 50 and second 51 voltage stabilizers, high-voltage power supply 52, collinear antenna 53, transceiver 54, hot-melt adhesive microgranules doped with superparamagnetic nanoparticles 55 (Fig. 6). In FIG. 3, within the boundaries of the closed dotted lines, there are elements structurally placed in the first 1 and second 2 cylindrical bodies. λ1, λ2, λ3, λ4 - isolated wavelengths of electromagnetic radiation of the optical range emitted by the first 15, second 16, third 17, fourth 18 disc-shaped scanned laser rangefinders, 56 - low-temperature nano-objects attracted to the surfaces of rigid dielectric microsubstrates.

С солнечной стороны гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, упорядоченно размещены тонкопленочные солнечные элементы 31, постоянно ориентированные на Солнце. На поверхности между солнечными элементами 31, с теневой противоположной стороны гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, по направлению траектории движения БКА, нанесены микроконтейнеры 41 в которых размещены элементы для создания электрических полей, притягивающие дрейфующие в гравитационно-сбалансированных зонах низкотемпературные нанообъекты 56 и осуществляющие хранение собранных низкотемпературных нанообъектов 56.On the sunny side of the flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, thin-film solar cells 31 are arranged in an orderly manner, constantly oriented to the Sun. On the surface between the solar cells 31, from the shadow opposite side of the flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, in the direction of the trajectory of the BKA, microcontainers 41 are deposited in which elements are placed to create electric fields that attract low-temperature nano-objects drifting in gravitationally balanced zones 56 and storing the collected low-temperature nano-objects 56.

Для сохранения структуры собранных низкотемпературных нанообъектов 56, притянутых к наружной поверхности жесткой диэлектрической микроподложки 38 на ее поверхности (Фиг. 7) нанесено несколько функциональных слоев в следующей последовательности: пленочный электрод 37 (с наружной стороны микроподложки), с противоположной стороны - нанесены тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули 39, тонкопленочный ленточный теплоотвод 40, соединенный с экранно-вакуумным теплоизолирующим слоем гибкой диэлектрической ленточной подложки 30, с натянутой по верх элементов расположенных на стороне обращенной к Солнцу, прозрачной герметизирующей пленкой 29. Каждый слой или их сочетание выполняют определенные функции. Жесткая диэлектрическая микроподложка 38 служит для накопления нанообъектов 56, ее размер адаптирован под тип микроскопа, производящего последующие исследования в Земных условиях, что исключает деформацию нанообъектов и не требует дополнительного перемещения собранных низкотемпературных нанообъектов 56 с одной микроподложки на другую.To preserve the structure of the assembled low-temperature nano-objects 56 attracted to the outer surface of the rigid dielectric microsubstrate 38, several functional layers are deposited on its surface (Fig. 7) in the following sequence: a film electrode 37 (on the outer side of the microsubstrate), on the opposite side, thin-film thermoelectric cooling modules 39; Rigid dielectric microsubstrate 38 is used for accumulation of nanoobjects 56, its size is adapted to the type of microscope that performs subsequent studies in Earth conditions, which eliminates the deformation of nanoobjects and does not require additional movement of the collected low-temperature nanoobjects 56 from one microsubstrate to another.

В зависимости от расположения пленочных электродов 37 в верхней или нижней части гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, они соединены с высоковольтными шинами 35 и 36, с положительной и отрицательной полярностью. При включении высоковольтного источника питания 52 создается электрическое поле, которое притягивает к пленочным электродам 37 противоположно заряженные низкотемпературные нанообъекты 56, которые осаждаются, на жестких диэлектрических микроподложках 38. Микроконтейнеры 41 сортируют низкотемпературные нанообъекты 56 по двум классам: - с отрицательно или с положительно заряженными низкотемпературными нанообъектами.Depending on the location of the film electrodes 37 in the upper or lower part of the flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, they are connected to high-voltage buses 35 and 36, with positive and negative polarity. When the high-voltage power source 52 is turned on, an electric field is created that attracts oppositely charged low-temperature nano-objects 56 to the film electrodes 37, which are deposited on rigid dielectric microsubstrates 38. Microcontainers 41 sort low-temperature nano-objects 56 into two classes: - with negatively or positively charged low-temperature nano-objects .

Для исключения попадания Земных наночастиц планарные микроконтейнеры 41 сверху завариваются прозрачной герметизирующей пленкой 29, в исходном положении размещенной со стороны солнечных элементов 31, и послойно, вместе с гибкой диэлектрической ленточной подложкой с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 наматываются на второй цилиндрообразный корпус 2.To exclude the ingress of terrestrial nanoparticles, planar microcontainers 41 are sealed from above with a transparent sealing film 29, in the initial position placed on the side of solar cells 31, and layer by layer, together with a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, are wound on the second cylindrical body 2.

Низкотемпературные нанообъекты 56 в порах которых может находится вода в твердом состоянии притягиваются электрическим полем и оседают на внешних поверхностям жестких диэлектрических микроподложек 38. Для предотвращения изменений твердых структур (таяния) собранных низкотемпературных нанообъектов 56 в момент герметизации микроконтейнеров 41 используется термоэлектрическое охлаждение жестких диэлектрических микроподложек 38. Внутренняя сторона жестких диэлектрических микроподложек 38 соединена с охлаждающими (холодными) сторонами тонкопленочных термоэлектрических модулей 39 собранных из напыленных термоэлектрических элементов (элементов Пельтье) в матрицы пар полупроводниковых материалов n-типа и р-типа. Тепловой поток, выделяющийся на теплой стороне тонкопленочных термоэлектрических охлаждающих модулей 39 отводится тонкопленочными ленточными теплоотводами 40 расположенными с теневой стороны (температура космического пространства в тени около 4 К) гибкой диэлектрической подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 и излучается (сбрасывается) в космос.Low-temperature nano-objects 56 in the pores of which water can be in the solid state are attracted by the electric field and deposited on the outer surfaces of the rigid dielectric microsubstrates 38. To prevent changes in the solid structures (melting) of the assembled low-temperature nano-objects 56 at the moment of sealing the microcontainers 41, thermoelectric cooling of the rigid dielectric microsubstrates 38 is used. The inner side of the rigid dielectric microsubstrates 38 is connected to the cooling (cold) sides of thin-film thermoelectric modules 39 assembled from deposited thermoelectric elements (Peltier elements) into matrices of pairs of n-type and p-type semiconductor materials. The heat flux released on the warm side of thin-film thermoelectric cooling modules 39 is removed by thin-film strip heat sinks 40 located on the shadow side (outer space temperature in the shadow is about 4 K) of a flexible dielectric substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30 and is radiated (discharged) into space.

Для осуществления полезной модели могут быть использованы, например, известные технологии изготовления компонентов. В качестве мультивекторного матричного ракетного двигателя (ММРД) с волнообразной цилиндрической поверхностью может быть использована мультивекторная матричная ракетная двигательная система с цифровым управлением величины и направления тяги, которая состоит из плоской дискообразной с волнообразным внешним контуром монолитной термостойкой диэлектрической подложки с размещенными на ней квадратной матричной реверсивной структурой двигательных ячеек, соединенной с повторяющим ее контур цилиндрообразной полой с волнообразным профилем монолитной термостойкой диэлектрической подложкой с радиально-веерной ориентацией всех продольных осей конусообразных микропор на центры чередующихся сопряженных вогнутых и выпуклых полуокружностей, образующих в совокупности замкнутую волнообразную внешнею поверхность. Все конусообразные микропоры заполнены твердым топливом и ранжированы по объему в пропорциях последовательных степенях числа два (1-2-4-8-16-32), обеспечивающих генерацию множества разнонаправленных векторов тяги с прецизионным цифровым управлением в двоичном коде величиной тяги каждой ячейки (Патент на изобретение RU 2707474 С1, 26.11.2019, F02K 9/95, B64G 1/40, мультивекторная матричная ракетная двигательная Система с цифровым управлением величиной и направлением тяги двигательных ячеек для малоразмерных космических аппаратов / Линьков В.А., Гусев С.И., Колесников С.В., Линьков Ю.В., Линьков П.В., Таганов А.И.).To implement the utility model, for example, known technologies for manufacturing components can be used. As a multi-vector matrix rocket engine (MMRM) with a wavy cylindrical surface, a multi-vector matrix rocket propulsion system with digital control of the magnitude and direction of thrust can be used, which consists of a flat disc-shaped monolithic heat-resistant dielectric substrate with a wavy outer contour with a square matrix reverse structure placed on it. motor cells, connected to a cylindrical cavity repeating its contour with a wavy profile, a monolithic heat-resistant dielectric substrate with a radial-fan orientation of all longitudinal axes of cone-shaped micropores to the centers of alternating conjugated concave and convex semicircles, which together form a closed undulating outer surface. All cone-shaped micropores are filled with solid fuel and ranged by volume in proportions of successive powers of two (1-2-4-8-16-32), which ensure the generation of a multitude of multidirectional thrust vectors with precise digital control of the thrust value of each cell in binary code (Patent for invention RU 2707474 C1, 11/26/2019, F02K 9/95, B64G 1/40, multi-vector matrix rocket propulsion system with digital control of the magnitude and direction of thrust of propulsion cells for small spacecraft / Linkov V.A., Gusev S.I., Kolesnikov S.V., Linkov Yu.V., Linkov P.V., Taganov A.I.).

При изготовлении СБ могут быть использованы известные технологии изготовления гибких солнечных тонкопленочных батарей, выполненных на базе гибкой подложки с нанесенными тонкопленочными фотогальваническими элементами, изготовленными, по меньшей мере, из аморфного кремния (a-Si), теллурида кадмия (CdTe), арсенида галлия (GaAs) (Patent US 9758260 В2, Sep.12, 2017, B64G 1/22, B64G 1/10, Low volume micro satellite with elexible winded panels expandable after launch).In the manufacture of solar panels, known technologies for the manufacture of flexible solar thin-film batteries can be used, made on the basis of a flexible substrate with deposited thin-film photovoltaic cells made of at least amorphous silicon (a-Si), cadmium telluride (CdTe), gallium arsenide (GaAs ) (Patent US 9758260 B2, Sep.12, 2017, B64G 1/22, B64G 1/10, Low volume micro satellite with elexible winded panels expandable after launch).

Тонкопленочные термоэлектрические охлаждающие модули 39 могут быть выполнены например согласно известной конструкции тонкопленочного термоэлектрического устройства со сбалансированными электрофизическими параметрами р- и n-полупроводниковых ветвей (Патент на изобретение RU 2587435 С2, 20.06.2016, G05D 23/30, H05K 7/20, Тонкопленочное термоэлектрическое устройство со сбалансированными электрофизическими параметрами р- и n-полупроводниковых ветвей / Ислаимов Т.А., Гаджиев Х.М. и др.).Thin-film thermoelectric cooling modules 39 can be made, for example, according to the well-known design of a thin-film thermoelectric device with balanced electrophysical parameters of p- and n-semiconductor branches (Patent for invention RU 2587435 C2, 06/20/2016, G05D 23/30, H05K 7/20, Thin-film thermoelectric device with balanced electrical parameters of p- and n-semiconductor branches / Islaimov T.A., Gadzhiev H.M. and others).

Тонкопленочные ленточные теплоотводы 40 могут быть реализованы на базе алмазных теплоотводов (тепловая проводимость алмазных теплоотводов в зависимости от технологии их изготовления в 2 - 5 раз превосходит этот параметр для меди), например, используя известную технологию изготовления поликристаллических алмазных пленок содержащих наноалмазные порошки (Патент на изобретение RU 2750234 С1, 24.06.2021, С01В 32/15, В82В 3/00, Способ получения поликристаллических алмазных пленок / Полушин Н.И., Маслов А.Л., Лаптев А.И.).Thin-film tape heat sinks 40 can be implemented on the basis of diamond heat sinks (the thermal conductivity of diamond heat sinks, depending on the technology of their manufacture, is 2 to 5 times higher than this parameter for copper), for example, using the well-known technology for manufacturing polycrystalline diamond films containing nanodiamond powders (Patent for invention RU 2750234 C1, 06/24/2021, С01В 32/15, В82В 3/00, Method for obtaining polycrystalline diamond films / Polushin N.I., Maslov A.L., Laptev A.I.).

В качестве экранно-вакуумного теплоизоляционного слоя может быть применена, например, многослойная пленочная теплоизоляция используемая в космических технологиях и состоящая из чередующихся слоев неплоской полимерной пленки с напылением металла и полимерной сетки (Патент на изобретение RU 258740 С2, 20.06.2016, B64G 1/58, Экранно-вакуумная теплоизоляция космического аппарата / Аристов В.Ф.) или с чередующими слоями из микроструктурированных элементов (Патент на изобретение RU 2555891 С1, 10.07.2015, B64G 1/58, В81В 7/04, Микроструктурная многослойная экранно-вакуумная изоляция космических аппаратов / Ануров А.Е., Жуков А.А.), или например изготовленный из материала для тепловой защиты космической или криогенной техники состоящий из чередующихся слоев теплоотражающей перфорированной пленки и сепарационной прокладки (Патент на изобретение RU 266884 С1, 12.09.2018, B64G 1/58, Материал для экранно-вакуумной теплоизоляции и способ его изготовления / Алексеев С.В., Белокрылова В.В. и др.).As a screen-vacuum thermal insulation layer, for example, multilayer film thermal insulation used in space technologies and consisting of alternating layers of a non-flat polymer film with metal sputtering and a polymer mesh can be used (Patent for invention RU 258740 C2, 06/20/2016, B64G 1/58 , Screen-vacuum thermal insulation of a spacecraft / Aristov V.F.) or with alternating layers of microstructured elements (Patent for the invention RU 2555891 C1, 07/10/2015, B64G 1/58, V81V 7/04, Microstructural multilayer screen-vacuum insulation of space devices / Anurov A.E., Zhukov A.A.), or, for example, made of a material for thermal protection of space or cryogenic equipment consisting of alternating layers of heat-reflecting perforated film and a separation pad (Patent for invention RU 266884 C1, 12.09.2018, B64G 1/58, Material for screen-vacuum thermal insulation and method of its manufacture / Alekseev S.V., Belokrylova V.V. and others).

Для локального нагревания полимера изнутри микрогранул 55 термоплавкого клея, могут быть применены погруженные в него известные суперпарамагнитные наночастицы, используемые, например, для локального нагревания тканей в медицине. Легирующие добавки придают диэлектрическим гранулам термоплавкого клея при их смешивании магнитные свойства, необходимые для осуществления дистанционного нагревания суперпарамагнитных наночастиц высокочастотным электромагнитным полем и исключения их слипания после его снятия. Для осуществления изобретения могут быть использованы, например, известные технологии изготовления магнитных наночастиц структуры ядро-оболочка (Patent Application Publication Pub. No.: US 20130195767 A1 Pub. Date: Aug. 1, 2013, MAGNETIC NANOPARTICLES; Patent Application Publication Pub. No.: US 20140225024 A1 Pub. Date: Aug. 14, 2014 core_shell structured Nanoparticle having hard-soft, magnetic heterostructure, magnet prepared with said nanoparticle, and preparing method thereof; Patent Application Publication Pub. No.: US 20130342297 A1 Pub. Date: Dec. 26, 2013 Magnetic exchange coupled core-shell nanomagnets). Ферромагнитное ядро магнитной наночастицы структуры ядро-оболочка может, например, включать, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из Fe, Со, Ni, FeOFe₂O₃, NiOFe₂O₃, CuOFe₂O₃, MgOFe₂O₃, MnBi, MnSb, MnOFe₂O₃, CrO₂, MnAs, SmCo, FePt или их комбинации, но не ограничивается ими. Внешняя оболочка (окружающая магнитный сердечник) магнитной наночастицы структуры ядро-оболочка сформирована из магнитомягкого или суперпарамагнитного материала, (для исключения слипания наночастиц), например, может включать, по меньшей мере один материал, выбранный из групп, состоящих из Fe₃O₄, FeO, CoFe₂O₄, MnFe₂O₄, NiFe₂O₄, ZnMnFe₂O₄, или их комбинации, но не ограничивается ими.For local heating of the polymer from inside the hot melt adhesive microgranules 55, known superparamagnetic nanoparticles immersed in it, used, for example, for local tissue heating in medicine, can be used. Doping additives impart magnetic properties to the dielectric granules of hot-melt adhesive during their mixing, which are necessary for remote heating of superparamagnetic nanoparticles by a high-frequency electromagnetic field and preventing their sticking after its removal. For the implementation of the invention, for example, known technologies for manufacturing core-shell magnetic nanoparticles can be used (Patent Application Publication Pub. No.: US 20130195767 A1 Pub. Date: Aug. 1, 2013, MAGNETIC NANOPARTICLES; Patent Application Publication Pub. No. Patent Application Publication Pub. No.: US 20140225024 A1 Pub. Date: Aug. 14, 2014 Dec. 26, 2013 Magnetic exchange coupled core-shell nanomagnets). The ferromagnetic core of the core-shell magnetic nanoparticle may, for example, include at least one material selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, FeOFe ₂ O ₃ , NiOFe ₂ O ₃ , CuOFe ₂ O ₃ , MgOFe ₂ O ₃ , MnBi, MnSb, MnOFe ₂ O ₃ , CrO ₂ , MnAs, SmCo, FePt or combinations thereof, but not limited to. The outer shell (surrounding the magnetic core) of the magnetic nanoparticles of the core-shell structure is formed from a magnetically soft or superparamagnetic material, (to prevent sticking of nanoparticles), for example, may include at least one material selected from the groups consisting of Fe ₃ O ₄ , FeO , CoFe ₂ O ₄ , MnFe ₂ O ₄ , NiFe ₂ O ₄ , ZnMnFe ₂ O ₄ , or combinations thereof, but is not limited to them.

Устройство работает следующим образом: после доставки БКА в точку либрации включаются первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 линейные шаговые двигатели, осуществляющие выдвижение первой 11, второй 12, третей 13, четвертой 14 телескопических штанг, отводящие первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 ММРД с волнообразной цилиндрической поверхностью от торцов первого 1 и второго 2 цилиндрообразных корпусов. Первый 23 и второй 24 прижимные линейные шаговые двигатели отводят выдвижную П-образную двухосевую штангу 28 с закрепленными на ней прижимным роликом 25 и плоским индуктором 26 от цилиндрообразного корпуса 2. Одновременно включаются первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 дискообразные сканирующие лазерные дальномеры, работающие на выделенных длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4 для исключения влияния помех от активных или пассивных источников. После проверки работоспособности первого 15, второго 16, третьего 17, четвертого 18 дискообразных сканирующих лазерных дальномеров включаются первый 3, второй 4, третий 5, четвертый 6 ММРД с волнообразными цилиндрическими поверхностями, которые создают вращение первого 1 и второго 2 цилиндрообразных корпусов, разматывая свернутую в рулон гибкую диэлектрическую ленточную подложку с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 и расположенную параллельно, на минимальном расстоянии с ее поверхностью прозрачную герметизирующею пленку 29, с одновременным удалением первого 1 цилиндрообразного корпуса от второго 2 цилиндрообразного корпуса, растягивая полотно прозрачной герметизирующей пленки 29 с прилегающей к ней гибкой диэлектрической ленточной подложкой с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, в противоположные стороны, для исключения провисания. После развертывания на требуемую длину гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, с расположенными на ее (солнечной) поверхности тонкопленочными солнечными фотоэлементами 31, БКА переходит в режим ориентации и слежения за Солнцем. Поворот солнечной стороны гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 в направлении Солнца и одновременное оптимальное ее натяжение осуществляется с помощью первого 3, второго 4, третьего 5, четвертого 6 ММРД с волнообразными цилиндрическими поверхностями, осуществляющие сближение или удаление, или изменение угла наклона, соответственно, первого 1 или второго 2 цилиндрообразных корпусов. С помощью навигационной звездной камеры 46 определяется начальная точка сканирования и корректируется траектория сканирования исследуемой окрестности точки либрации. Согласно коду координат Солнца, полученных от первого 44 и второго 45 дисковых солнечных датчиков, и информации, поступающей с первого 15, третьего 17 и второго 16, четвертого 18 дискообразных сканирующих лазерных дальномеров о расстоянии и углах осей между первым 1 и вторым 2 цилиндрообразными корпусами, осуществляются синхронные угловые повороты первого 1 и второго 2 цилиндрообразных корпусов, без изменения расстояния между ними. Поворот навигационной звездной камеры 46, закрепленной на П-образной штанге 47 и соединенной с двух концов с первым 19 и вторым 20 плоскими шаговыми двигателями, осуществляется их синхронным поворотом на заданный угол в режиме проведения навигации. На гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, кроме тонкопленочных солнечных фотоэлементов 31 и соединяющих их силовых шин 32, также нанесены коллинеарная антенна 53 и проводной двунаправленный канал связи в виде информационной шины 33 для обмена информацией между первым 48 и вторым 49 контроллерами.The device works as follows: after delivery of the BKA to the libration point, the first 7, second 8, third 9, fourth 10 linear stepper motors are switched on, extending the first 11, second 12, third 13, fourth 14 telescopic rods, retracting the first 3, second 4, third 5, fourth 6 MMRD with a wavy cylindrical surface from the ends of the first 1 and second 2 cylindrical bodies. The first 23 and second 24 clamping linear stepper motors retract the retractable U-shaped two-axis rod 28 with the clamping roller 25 fixed on it and the flat inductor 26 from the cylindrical body 2. At the same time, the first 15, the second 16, the third 17, the fourth 18 disk-shaped scanning laser rangefinders are turned on. operating at dedicated wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4 to eliminate the influence of interference from active or passive sources. After checking the performance of the first 15, second 16, third 17, fourth 18 disk-shaped scanning laser rangefinders, the first 3, second 4, third 5, fourth 6 MMRD with wavy cylindrical surfaces are switched on, which create rotation of the first 1 and second 2 cylindrical bodies, unwinding the rolled into a roll of a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30 and a transparent sealing film 29 located parallel, at a minimum distance with its surface, while removing the first 1 cylindrical body from the second 2 cylindrical body, stretching the canvas of the transparent sealing film 29 adjacent to it flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, in opposite directions, to prevent sagging. After deploying a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30 to the required length, with thin-film solar cells 31 located on its (solar) surface, the BKA switches to the mode of orientation and tracking the Sun. Rotation of the sunny side of the flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30 in the direction of the Sun and its simultaneous optimal tension is carried out using the first 3, second 4, third 5, fourth 6 MMRD with wavy cylindrical surfaces, carrying out convergence or removal, or changing the angle inclination, respectively, of the first 1 or second 2 cylindrical bodies. With the help of the navigation star camera 46, the starting point of scanning is determined and the scanning trajectory of the investigated neighborhood of the libration point is corrected. According to the code of the coordinates of the Sun received from the first 44 and second 45 disk solar sensors, and information coming from the first 15, third 17 and second 16, fourth 18 disk-shaped scanning laser rangefinders about the distance and angles of the axes between the first 1 and second 2 cylindrical housings, synchronous angular rotations of the first 1 and second 2 cylindrical bodies are carried out, without changing the distance between them. The rotation of the navigation star camera 46, fixed on the U-shaped rod 47 and connected at both ends with the first 19 and second 20 flat stepper motors, is carried out by their synchronous rotation at a given angle in the navigation mode. On a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, in addition to thin-film solar cells 31 and power buses 32 connecting them, a collinear antenna 53 and a wired bidirectional communication channel in the form of an information bus 33 are also applied to exchange information between the first 48 and second 49 controllers .

Для втягивания пылеобразных структур, состоящих из низкотемпературных нанообъектов 56, на гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 размещены высоковольтные шины 35 и 36, соединенные с пленочными электродами 37 (Фиг. 4), нанесенные с наружной стороны на жесткие диэлектрические микроподложки 38, на которых осаждаются противоположно заряженные нанообъекты 56, (накапливаемые на дне микроконтейнеров 41). Электрический ток, выработанный тонкопленочными солнечными фотоэлементами 31, поступает на входы первого 50 и второго 51 стабилизаторов напряжения, которые выдают стабилизированные напряжения для питания высоковольтного источника питания 52 и приемопередатчика 54, соединенного с коллинеарной антенной 53, а также выдают напряжение для зарядки аккумуляторов первого 48 и второго 49 контроллеров и обеспечения электропитанием всех датчиков и двигателей. Высоковольтное напряжение с источника высоковольтного питания 52 подается на высоковольтные шины с положительной 35 и отрицательной 36 полярностью, расположенные на солнечной стороне гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30 для создания притягивающих электрических полей на дне микроконтейнеров 42.To draw in dusty structures consisting of low-temperature nano-objects 56, high-voltage buses 35 and 36 are placed on a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, connected to film electrodes 37 (Fig. 4), deposited on the outside on rigid dielectric microsubstrates 38 , on which oppositely charged nano-objects 56 are deposited (accumulated at the bottom of microcontainers 41). The electric current generated by thin-film solar cells 31 is fed to the inputs of the first 50 and second 51 voltage stabilizers, which provide stabilized voltage to power the high-voltage power source 52 and the transceiver 54 connected to the collinear antenna 53, and also output voltage to charge the batteries of the first 48 and the second 49 controllers and provide power to all sensors and motors. The high-voltage voltage from the high-voltage power source 52 is supplied to high-voltage buses with positive 35 and negative 36 polarity, located on the sunny side of a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30 to create attracting electric fields at the bottom of microcontainers 42.

По мере сканирования облачных структур происходит последовательная герметизация микроконтейнеров 41. В исходном состоянии прозрачная герметизирующая пленка 29 расположена со стороны тонкопленочных солнечных элементов 31 и не препятствует прохождению света и втягиванию нанообъектов 56 в микроконтейнеры 41, расположенные на противоположной стороне гибкой диэлектрической ленточной подложке с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30. При сворачивании в рулон после первого оборота (витка) поверхность прозрачной герметизирующей пленки 29 начинает плотно прилегать к поверхности микроконтейнеров 41 с нанесенными микрогранулами термоплавкого клея легированные суперпарамагнитными наночастицами 55. Герметизация собранных низкотемпературных нанообъектов 56 происходит следующим образом. Плоский индуктор 26 совмещенный с прижимным роликом с помощью первого 23 и второго 24 прижимных линейных шаговых двигателей, работающих синхронно, прижимаются (в месте штрих-кода) параллельно ко второму цилиндрическому корпусу 2, затем вторым 49 контроллером включается высокочастотный генератор 27 соединенный с плоским индуктором 26 который через гибкую диэлектрическую ленточную подложку с термоизоляционным слоем 30 и прозрачную герметизирующую пленку 29 (температура плавления которых выше температуры плавления микрогранул термоплавкого клея легированного суперпарамагнитными наночастицами 55) нагревает суперпарамагнитные наночастицы введенные в микрогранулы термоплавкого клея 55 которые расплавляют (адгезивный) материал вокруг них, нанесенные на верхние части (края) боковых стенок микроконтейнеров 41 (Фиг. 6). В результате индукционного нагрева микрогранулы термоплавкого клея 55 плавятся, приобретая адгезионные свойства, склеивают поверхность микроконтейнеров 41 с поверхностью прозрачной герметизирующей пленки 29. Одновременно третий 21 и четвертый 22 плоские шаговые двигатели поворачивают прижимной ролик 25 вокруг оси второго цилиндрообразного корпуса 2 на определенный угол и за определенный временной интервал, определяемые программой второго контроллера 49 и считанному с позиционной штрих-кодовой ленты 42, штрих-коду, датчиком штрих-кода 43 для герметизации линейки микроконтейнеров 41. После завершения цикла герметизации (термосклеивание с использованием температуры и давления создаваемое прижимным роликом) третий 21 и четвертой 22 плоские шаговые двигатели переводят выдвижную П-образную двухосевую штангу 28 в исходное угловое положение, а первый 23 и второй 24 прижимные линейные шаговые двигатели отводят выдвижную П-образную штангу 28 с закрепленными на ней индуктором 26 и прижимным роликом 25 от второго 2 цилиндрообразного корпуса для подмотки гибкой диэлектрической ленточной подложки с экранно-вакуумным теплоизоляционным слоем 30, и начала следующего цикла герметизации следующих микроконтейнеров 41.As the cloud structures are scanned, microcontainers 41 are sequentially sealed. In the initial state, transparent sealing film 29 is located on the side of thin-film solar cells 31 and does not prevent the passage of light and the retraction of nanoobjects 56 into microcontainers 41 located on the opposite side of the flexible dielectric tape substrate with screen-vacuum heat-insulating layer 30. When rolled up after the first turn (coil), the surface of the transparent sealing film 29 begins to adhere tightly to the surface of microcontainers 41 with applied microgranules of hot-melt adhesive doped with superparamagnetic nanoparticles 55. Sealing of the assembled low-temperature nano-objects 56 occurs as follows. A flat inductor 26 combined with a pressure roller using the first 23 and second 24 pressure linear stepper motors, operating synchronously, is pressed (in the place of the barcode) in parallel to the second cylindrical body 2, then the second 49 controller turns on the high-frequency generator 27 connected to the flat inductor 26 which, through a flexible dielectric tape substrate with a thermal insulating layer 30 and a transparent sealing film 29 (the melting temperature of which is higher than the melting temperature of the microgranules of hot melt adhesive doped with superparamagnetic nanoparticles 55) heats the superparamagnetic nanoparticles introduced into the microgranules of hot melt adhesive 55, which melt the (adhesive) material around them, deposited on the upper parts (edges) of the side walls of the microcontainers 41 (Fig. 6). As a result of induction heating, microgranules of hot-melt adhesive 55 melt, acquiring adhesive properties, glue the surface of the microcontainers 41 with the surface of the transparent sealing film 29. the time interval determined by the program of the second controller 49 and read from the positional barcode tape 42, barcode, barcode sensor 43 for sealing the line of microcontainers 41. After the sealing cycle is completed (heat sealing using temperature and pressure created by the pressure roller) the third 21 and the fourth 22 flat stepper motors transfer the retractable U-shaped two-axis rod 28 to the initial angular position, and the first 23 and second 24 clamping linear stepper motors divert the retractable U-shaped rod 28 with the inductor 26 fixed on it and the pressure roller 25 from the second 2 cylindrical housing for winding a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer 30, and the beginning of the next sealing cycle of the next microcontainers 41.

На Фиг. 8, Фиг. 9 - схематично поясняются этапы развертывания БКА. На Фиг. 10 - этап сканирования окрестности точки либрации, сбор и герметизация собранных низкотемпературных нанообъектов. На Фиг. 11 - этап свертывание БКА. Фиг. 8, первый этап - тестирование дальномеров и электронного оборудования. Фиг. 9, второй этап - выдвижение двигателей и ориентация положения БКА на Солнце. Фиг. 10, третий этап - развертывание гибкой ленточной подложки с размещенными фотоэлементами и микроконтейнерами для забора внеземных низкотемпературных нанообъектов и перемещение БКА по окрестности точки либрации, а также сбор низкотемпературных нанообъектов за счет притяжения их к поверхностям жестких диэлектрических микроподложек, расположенных в открытых микроконтейнерах 41, и последующая герметизация открытых частей микроконтейнеров 41 с собранными низкотемпературными нанообъетами 56 - запайкой прозрачной герметизирующей пленкой 29. Схематически многослойное сканируемое пылеобразное облако, состоящее из низкотемпературных нанооъектов, изображено на заднем плане. Фиг. 11, четвертый этап - полное свертывание гибкой ленточной подложки в рулон и переход системы в энергоэкономичный режим ожидания транспортного космического аппарата для перемещения собранных низкотемпературных нанообъектов в исследовательскую лабораторию электронной и зондовой микроскопии, расположенной на Земле, или для большей биологической безопасности на орбитальной станции в космосе.On FIG. 8, FIG. 9 - schematically explains the stages of deployment of the BKA. On FIG. 10 - stage of scanning the vicinity of the libration point, collection and sealing of the collected low-temperature nano-objects. On FIG. 11 - stage of clotting of the BKA. Fig. 8, the first stage is the testing of rangefinders and electronic equipment. Fig. 9, the second stage - the extension of the engines and the orientation of the position of the UAV to the Sun. Fig. 10, the third stage is the deployment of a flexible tape substrate with placed photocells and microcontainers for collecting extraterrestrial low-temperature nano-objects and moving the BKA around the libration point, as well as collecting low-temperature nano-objects by attracting them to the surfaces of rigid dielectric microsubstrates located in open microcontainers 41, and subsequent sealing open parts of microcontainers 41 with assembled low-temperature nano-objects 56 by sealing with a transparent sealing film 29. Schematically, a multilayer scanned dusty cloud, consisting of low-temperature nano-objects, is shown in the background. Fig. 11, the fourth stage is the complete rolling of the flexible tape substrate into a roll and the transition of the system to the energy-saving standby mode of the transport spacecraft to move the collected low-temperature nanoobjects to the research laboratory of electron and probe microscopy located on Earth, or for greater biological safety at the orbital station in space.

Предложенная конструкция бинарного космического аппарата для поиска и сбора внеземных низкотемпературных нанообъектов в окрестностях точек либрации планет, входящих в Солнечную систему, позволяет: развернуть и свернуть поисковое гибкое ленточное полотно СБ большой площади между двумя растягивающими ее маневровыми ММРД с волнообразной цилиндрической поверхностью (что особо актуально на окраинах Солнечной системы вдали от Солнца). Осуществить раздельный сбор низкотемпературных нанообъектов с немагнитными свойствами, попавшими в зону притяжения электрических полей. Реализовать конвейерную герметизацию собранных на жесткие диэлектрические микроподложки низкотемпературных нанообъектов, разделенных по классам и размещенных в соответствующих микроконтейнерах, в сочетании со свертыванием в компактный, транспортируемый рулон гибкого ленточного полотна, что ранее невозможно было осуществить с помощью известных конструкций малоразмерных космических аппаратов.The proposed design of a binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial low-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets in the solar system makes it possible to: deploy and collapse a large-area search flexible tape SB between two shunting MMRDs stretching it with a wavy cylindrical surface (which is especially important on the outskirts of the solar system away from the sun). To carry out a separate collection of low-temperature nano-objects with non-magnetic properties that have fallen into the zone of attraction of electric fields. To implement conveyor sealing of low-temperature nano-objects assembled on rigid dielectric microsubstrates, divided by classes and placed in appropriate microcontainers, in combination with folding into a compact, transportable roll of a flexible tape web, which could not previously be done using known designs of small-sized spacecraft.

Claims

Binary spacecraft for searching and collecting extraterrestrial low-temperature nano-objects in the vicinity of the libration points of the planets in the solar system, containing two cylindrical bodies, a flexible substrate with thin-film solar photocells, which is made in the form of a dielectric tape with the possibility of rolling into a roll, with applied information, power , high-voltage busbars, collinear antenna, positional barcode tape, microcontainers, film electrodes, rigid dielectric microsubstrates, also contains four multi-vector matrix rocket motors with undulating cylindrical surfaces, four retractable telescopic rods, four linear stepping motors, sealing film, solar sensor, barcode sensor, two controllers, two voltage regulators, high-voltage power supply, transceiver, four disk-shaped scanning laser rangefinders, star navigation camera, four flat stepper motors, two pressure linear stepper motors, U-shaped rod, hot-melt adhesive microgranules applied on edges of microcontainers, characterized in that it contains a pressure roller, a flat inductor connected to a high-frequency generator, a flexible dielectric tape substrate with a screen-vacuum heat-insulating layer applied, thin-film thermoelectric cooling modules connected to a control bus for film thermoelectric cooling modules, thin-film tape heat sinks, the first and the second disk solar sensors, arranged by planes perpendicular to each other and fixed on a U-shaped rod, a retractable U-shaped two-axis rod, consisting of two parallel axes, the ends of which are connected to the first and second clamping linear stepper motors, on the first axis of the retractable П- a flat inductor is fixed to a figurative two-axis rod, and a pressure roller and a barcode sensor are fixed on the second axis, the sealing film is made transparent, a screen-vacuum heat-insulating layer is applied on the flexible dielectric tape substrate on the inside, and alternating thin-film solar cells are applied on the outside, with an alternation step equal to the step of the placed microcontainers, with low-temperature nano-objects under study attracted by electric fields to film electrodes, lying on the outer surfaces of rigid dielectric microsubstrates, the inner surfaces of which lie on the cooling surfaces of thin-film thermoelectric cooling modules, the opposite surfaces of which are connected to film tape heat sinks fixed on the outer surface of the screen-vacuum heat-insulating layer, from the shadow side, the control outputs of the first and second controllers are connected to thin-film thermoelectric cooling modules through the control bus of film thermoelectric cooling modules, and the control output of the second controller is connected to the input of a high-frequency generator, and the microgranules of hot-melt adhesive are doped with superparamagnetic nanoparticles.