Перед Вами очередной выпуск тематического дайджеста патентной информации. Мы собираем самые важные новости и предлагаем их в удобном формате.
Как известно, одним из факторов, ограничивающих срок жизни космических аппаратов (КА), функционирующих на различных околоземных орбитах, является ограниченный запас топлива на борту КА. Топливо расходуется, в основном, на поддержание и корректировку параметров рабочей орбиты (например, для компенсации воздействия атмосферы Земли, силы тяготения Луны, Солнца и др.), а также на совершение орбитальных маневров (например, для перехода между орбитами, для перехода на орбиту захоронения или утилизации и др.).
С учетом того, что некоторые современные КА функционируют существенно дольше запланированных сроков, возникают ситуации, когда эксплуатация спутников завершается в связи с исчерпанием топлива на борту, а не в связи с выходом из строя бортовой аппаратуры.
Для продления срока функционирования спутников предлагается осуществлять их дозаправку на орбите при помощи сервисных КА, которые будут подлетать к спутникам, израсходовавшим запас топлива, повторно их заправлять и, следовательно, продлевать срок их эксплуатации. Сервисные КА также могут выполнять задачи по обслуживанию вышедших из строя КА и замене их составных частей и элементов (например, аккумуляторов).
Необходимо отметить, что сама операция дозаправки КА на орбите является известной и часто выполняемой. Начиная со станции «Салют-6» (выведена на орбиту в 1977 году) орбитальные станции дозаправляются топливом при помощи транспортных грузовых кораблей. Однако транспортные грузовые корабли являются одноразовыми заправщиками и не перелетают к другим целям.
Можно выделить следующие подходы к решению задачи дозаправки и обслуживания КА на орбите:
В настоящее время реализовано (реализуются) несколько проектов по созданию систем дозаправки и обслуживания спутников на орбитах:
система GRIP4 (Grapple, Reposition, and Interface Payload);
модуль пассивной дозаправки RRM (Robotic Refueling Mission);
технология дозаправки RAFTI (Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface).
В рамках работ по созданию систем дозаправки и обслуживания на орбите был проведен космический эксперимент Orbital Express, в рамках которого были запущены два КА: сервисный КА ASTRO (Autonomous Space Transport Robotic Operation) и спутник-цель NEXTSat (Next Generation Satellite). В рамках эксперимента была продемонстрирована возможность стыковки сервисного КА с аппаратом-целью, дозаправка аппарата-цели топливом, а также замена элементов, имитирующих аккумуляторные батареи.
Также были запущены два спутника MEV (Mission Extension Vehicle), которые представляют собой концепцию КА, предназначенных для продления сроков эксплуатации спутников на геостационарной орбите. MEV реализует концепцию жесткой сцепки со старым КА и выполняет функцию двигательной установки КА (все необходимые маневры выполняются при помощи своих двигателей и запаса топлива).
Поиск патентных публикаций (опубликованные заявки, патенты на изобретения и полезные модели) по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» проводился в следующих базах патентной информации:
база данных ФИПС (Российская Федерация);
база данных Patentscope (Всемирная организация интеллектуальной собственности – ВОИС);
база данных Espacenet (Европейское патентное ведомство – ЕПВ);
сервис патентной аналитики PatSeer (Индия).
Поиск проводился по следующим ключевым словам и выражениям:
Космический аппарат, спутник, заправка, дозаправка, топливо, компоненты топлива, стыковка, spacecraft, satellite, space vehicle, space refuel, orbit refuel, refueling, fuel transfer, docking, service.
Поиск проводился по следующим классам Международной патентной классификации (МПК): B64G, F02K.
Необходимо отметить, что поиск не проводился в отношении частных технических решений, относящихся к конкретным узлам и элементам конструкции систем дозаправки и обслуживания. Кроме того, при поиске не учитывались патентные документы, в которых раскрываются технические решения, связанные с уборкой космического мусора.
В результате поиска были выявлены 192 патентных документа, относящихся к 54 техническим решениям, опубликованных в период с 2000 по 2024 год.
На рисунке 1 представлены страны, в которых выявлены патентные публикации по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе».
Рисунок 1 – Страны, в которых выявлены патентные публикации по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 г. по 2024 г.
На рисунке 2 представлено распределение количества патентных публикаций по странам и ведомствам за период с 2000 по 2024 год
Рисунок 2 – Распределение количества патентных публикаций по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» по странам и ведомствам за период с 2000 г. по 2024 г.
На рисунке 3 представлено распределение количества патентных публикаций по рассматриваемой теме по годам за период с 2000 г. по 2024 г.
Рисунок 3 – Распределение количества патентных публикаций по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» по годам за период с 2000 г. по 2024 г. 2024 годы
Из рисунка 2 следует, что лидерами по количеству патентных публикаций являются США, Россия и Япония. Большое количество заявок по рассматриваемому направлению также подается в Европейское патентное ведомство. Наличие большого количества публикаций Европейского патентного ведомства может быть обусловлено тем, что в странах, являющихся членами Европейской патентной конвенции, расположено большое количество научно-исследовательских и промышленных организаций, выполняющих исследования и осуществляющих разработки в области ракетно-космической техники. В связи с наличием высокой конкуренции разработчики стремятся обеспечивать широкую правовую охрану своих разработок.
Из рисунка 3 следует, что небольшое увеличение количества патентных публикаций наблюдалось в период с 2005 по 2009 годы. Это может быть связано с тем, что в период начала 2000-х годов в мире проводились работы по созданию систем дозаправки и обслуживания КА на орбите. Результаты разработок могли быть, в частности, представлены в патентных документах. Например, в 2007-2009 годах ряд патентных документов был опубликован в США. При этом в 2007 был проведен эксперимент Orbital Express (США), о котором было сказано выше.
Также увеличение количества патентных публикаций наблюдается начиная с 2019 года по настоящее время. Это может быть связано с тем, что, в настоящее время в мире выполняется большое количество работ по созданию перспективных КА и орбитальных спутниковых группировок, в состав которых входят дорогостоящие аппараты, в связи с чем предпринимаются меры по созданию систем, позволяющих увеличить их срок активного существования.
Также из рисунков 2 и 3 следует, что Китай не входит в число лидеров по количеству патентных публикаций по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе». При этом Китай является одной из ведущих стран в области разработки космической техники. Данное обстоятельство может быть обусловлено тем, что организации, зарегистрированные в Китае, начали активно подавать заявки и получать патенты по рассматриваемому направлению только с 2022 года, в то время как организации из США, России и Японии патентовали свои разработки начиная с 2000-х годов. В 2023-2024 годах количество публикаций патентного ведомства Китая находилось примерно на одном уровне с количеством патентных публикаций ведомств США и Японии.
Малое количество патентных публикаций в Китае также может быть обусловлено тем, что разработчики предусматривают иные формы правовой охраны для своих разработок, например, секрет производства (ноу-хау), либо рассматривают вопросы патентования конкретных технических решений, относящихся к системам дозаправки и обслуживания, которые не рассматривались при проведении поиска.
На рисунке 4 представлено распределение количества патентных публикаций по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 по 2024 год среди организаций-лидеров.
Рисунок 4 – Распределение количества патентных публикаций по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 по 2024 год среди организаций-лидеров
На рисунках 5-7 представлены распределения количества патентных публикаций патентных ведомств США, Японии и Европейского патентного ведомства по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 по 2024 год среди организаций-лидеров.
Рисунок 5 – Распределение количества публикаций патентного ведомства США среди организаций-лидеров по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 по 2024 г.
Рисунок 6 – Распределение количества публикаций патентного ведомства Японии среди организаций-лидеров по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 по 2024 г.
Рисунок 7 – Распределение количества публикаций Европейского патентного ведомства среди организаций-лидеров по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 по 2024 г.
Из распределения, представленного на рисунках 5-7, следует, что в, основном, в США, Японии и странах Европы стремятся охранять свои разработки американские, канадские и европейские организации промышленности. Например, широкую правовую охрану своим разработкам обеспечивают американские корпорации Northrop Grumman Corporation, The Boeing Company и канадская компания MDA Space Ltd. (известна также как MacDonald, Dettwiler and Associates). Это может говорить о том, что данные организации осуществляют поставки оборудования и бортовой аппаратуры для спутников в другие страны, а также либо о тесном сотрудничестве данных организаций в области создания КА, либо об их высокой конкуренции.
Необходимо также отметить, что в изделиях и системах, разрабатываемых данными организациями, применяются элементы, которые могут быть использованы для стыковки, дозаправки и обслуживания КА на орбите. Например, корпорация Northrop Grumman Corporation является одним из изготовителей транспортного грузового корабля Cygnus, осуществляющего доставку грузов к Международной космической станции (МКС). Компания MDA Space Ltd. разрабатывала робототехнический комплекс Canadarm2, находящийся на МКС и предназначенный для обслуживания станции перемещения оборудования и материалов в пределах станции, а также для стыковки транспортных кораблей к МКС.
На рисунке 8 представлено распределение количества патентных публикаций Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 г по 2024 г.
Рисунок 8 – Распределение патентных публикаций ФИПС по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2000 г. по 2024 г.
Из распределения, представленного на рисунке 8, можно сделать вывод, что в России заявителями и правообладателями, в основном, являются организации промышленности, осуществляющие деятельность в области ракетно-космической техники и разрабатывающие КА и их элементы.
Наибольшее количество патентных документов в России получено ПАО «РКК «Энергия», которое также является и одним из лидеров по количеству опубликованных патентных документов в мире (рисунок 4). ПАО «РКК «Энергия» является одним из ведущих российских разработчиков в области космической техники. Лидерство данной организации в рассматриваемой теме обусловлено тем, что ПАО «РКК «Энергия» - головная организация в области создания космических орбитальных станций, при обслуживании которых в том числе осуществляется дозаправка.
Из рисунка 8 также следует, что в число лидеров входит американская корпорация Northrop Grumman Corporation. Таким образом, можно сделать вывод, что иностранные организации стремятся охранять свои разработки на территории России и рассматривают Россию, как перспективный рынок как с точки зрения поставок оборудования, так и с точки зрения создания препятствий для российских разработчиков.
Российские организации не обеспечивают правовую охрану своих разработок за рубежом (рисунки 4-8). Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящее время российские организации сосредоточены, в основном, на разработке и изготовлении космических аппаратов и устройств на территории России.
В связи с возможностью присутствия иностранных организаций на российском рынке российским разработчикам в данной области целесообразно активно обеспечивать правовую охрану собственных разработок, в том числе на иностранных рынках. При этом необходимо регулярно проводить анализ разработок иностранных организаций, а также наличия охранных документов, правообладателями которых являются иностранные организации, с целью недопущения нарушения их прав.
По результатам анализа патентной информации по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» было выявлено, что патентные публикации распределяются, в основном, по следующим группам МПК:
B64G 1/64 - Системы стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей, например устройство для причаливания
B64G 1/42 - Размещение и модификация систем энергоснабжения
B64G 1/66 - Размещение или приспосабливание устройств или приборов, не отнесенное к другим рубрикам
B64G 1/22 - Основные составные части летательного аппарата и оборудование, устанавливаемое на нем или внутри него
B64G 1/26 - Управляющие устройства летательного аппарата, например для управления его положением в пространстве с использованием реактивной силы
B64G 1/36 - Управляющие устройства летательного аппарата, например для управления его положением в пространстве с использованием чувствительных элементов, например солнечных датчиков, датчиков горизонта
B64G 1/50 - Размещение и модификация устройств для управления параметрами окружающей среды или системами жизнеобеспечения для регулирования температуры
B64D 39/00 - Заправка топливом в полете
B64G 1/28 - Управляющие устройства летательного аппарата, например для управления его положением в пространстве с использованием инерционного или гироскопического эффекта
B64G 1/14 - Космические транспортные корабли многократного применения
Распределение количества публикаций по группам МПК представлено на рисунке 9.
Рисунок 9 – Распределение количества патентных публикаций по группам МПК
Также по результатам анализа отобранных патентов при помощи системы PatSeer был получен патентный ландшафт, сформированный на основании ключевых тем и слов, используемых в патенте (рисунок 10).
Рисунок 10 – Патентный ландшафт по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе»
Из рисунка 10 можно сделать вывод, что основными темами, которые рассматриваются в отобранных патентных документах, являются топливные баки и системы заправки, сливные клапаны, системы управления. Также в патентных документах рассматриваются способы стыковки КА (спутник-цель, сервисный спутник), системы управления КА и робототехнические системы, позволяющие осуществлять работу с оборудованием и замену оборудования.
На рисунке 11 представлено распределение количества публикаций непатентной литературы по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» по годам за период с 2008 г. по 2024 г. (по данным портала eLibrary).
Рисунок 11 – Распределение количества публикаций непатентной литературы по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» по годам за период с 2008 г. по 2025 г. (по данным портала eLibrary)
На рисунке 12 представлено распределение количества публикаций непатентной литературы по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2008 г. по 2024 г. среди организаций, также полученное по данным портала eLibrary.
Рисунок 12 – Распределение количества публикаций непатентной литературы по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе» за период с 2008 г. по 2024 г. (по данным портала eLibrary)
Из распределений, представленных на рисунках 11 и 12, следует, что рост количества публикаций непатентной литературы в России наблюдался в период с 2018 по 2022 год. Данная тенденция совпадает с тенденцией увеличения количества патентных публикаций по рассматриваемой теме (рисунок 3), что свидетельствует об актуальности рассматриваемой темы. При этом в период 2023-2024 наблюдается снижение ежегодного количества публикаций непатентной литературы.
Из рисунка 12 можно сделать вывод, что исследования в рассматриваемой области проводятся как организациями промышленности, так и образовательными организациями. При этом среди данных организаций присутствуют как организации, осуществляющие разработки и исследования в области ракетно-космической техники, так и в области робототехнических систем.
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что настоящее время наблюдается рост количества патентных публикаций по теме «Дозаправка космических аппаратов в космосе». Это может свидетельствовать о росте интереса к рассматриваемому направлению и увеличении числа разработок в данной области.
Лидерами по количеству патентных публикаций по рассматриваемой теме являются Россия, США и Япония. Данные страны являются ведущими в области ракетно-космической техники и осуществляют большое количество разработок в области создания КА и орбитальных спутниковых группировок. При этом начиная с 2023 количество патентных публикаций патентного ведомства Китая соответствует количеству патентных публикаций ведомств США и Японии. Это может свидетельствовать о повышении интереса к рассматриваемой области.
В России подают заявки и получают патенты как научно-исследовательские организации, так и организации промышленности. В том числе иностранные. Лидером по количеству патентных публикаций в России является ПАО «РКК «Энергия». При этом российские организации обеспечивают правовую охрану своих разработок только на территории России и не подают заявки в иностранные ведомства, а иностранные организации, наоборот, охраняют свои разработки в ведущих странах, и, в том числе в России. Таким образом, российским разработчикам целесообразно активно обеспечивать правовую охрану собственных разработок, в том числе на иностранных территориях, а также регулярно проводить анализ с целью недопущения нарушения прав третьих лиц.
До новых встреч, ваш #ДайджестПИ
Оставить отзыв о дайджесте
