Орбитальная станция - космический аппарат (автоматический или пилотируемый), предназначенный для решения научных и прикладных задач. К подобным станциям, иначе называемым долговременными орбитальными станциями (ДОС), относят аппараты, в составе которых предусмотрены модули для долговременного пребывания экипажа.
Пример ДОС - Международная космическая станция (МКС) - отражен на рисунке 1.
Самые ранние упоминания о прототипах современных ДОС нашли отражение в работах "Исследование мировых пространств реактивными приборами" К. Э. Циолковского (1903 г.) и "Ракета для межпланетного пространства" Г. Оберта (1923 г.).
Разработка ДОС началась в конце 1960-х - начале 1970-х гг. в связи с необходимостью обеспечения возможности длительного пребывания человека в космосе и проведения исследований в околоземном космическом пространстве. По состоянию на конец 2024 г. в мире осуществлен ряд успешных запусков ДОС, среди которых:
станции серии "Салют" (СССР, 1971);
"Мир" (СССР, 1986);
SkyLab (США, 1973);
МКС (1998);
станции серии Tiangong (Китай, 2011).
Также в настоящее время реализуются проекты по разработке и запуску ДОС, например:
Gateway и Haven-1 (США);
Российская орбитальная станция;
Индийская орбитальная станция;
StarLab (США, страны ЕС).
На текущий момент используются многомодульные ДОС, формируемые из отдельных модулей, доставляемых на орбиту независимо друг от друга. Данный подход позволяет создавать ДОС массой, многократно превышающую максимально возможную полезную нагрузку ракеты-носителя, а также увеличить рабочее пространство станции.
Модули ДОС в общем случае можно разделить на следующие типы:
целевые, предназначенные для размещения аппаратуры, выполняющей основные задачи исследований;
служебные, предназначенные для управления ДОС и её системами;
жилые, предназначенные для проживания экипажа.
Конфигурация ДОС зависит от поставленных перед ней задач, размеров, количества используемых модулей, способа энергопитания и мощности, количества портов стыковки транспортных кораблей, грузоподъёмностии параметров выводящей на орбиту ракеты-носителя.
Например, упомянутая ранее и проиллюстрированная на рисунке 1 МКС состоит из следующих элементов (по состоянию на 2025 г. согласно информации сайта АО "ЦНИИмаш"):
лабораторный модуль "Колумбус" (Европейское космическое агентство), предназначенный для проведения экспериментов в условиях отсутствия гравитации;
японский научно-исследовательский модуль "Кибо" и японский грузовой модуль (Япония), лабораторный модуль "Дестини" (США), обзорный модуль "Купола" (Италия), малые исследовательские модули "Рассвет" и "Поиск" (Россия), предназначенные для проведения научных исследований и экспериментов;
многофункциональный модуль "Леонардо" (Италия), многоцелевой лабораторный модуль "Наука" и функционально-грузовой блок "Заря" (Россия), предназначенные для функционирования МКС;
жилой модуль "Транквилити" (Италия) и испытательный модуль BEAM (США), предназначенные для пребывания экипажа на борту МКС;
служебный модуль "Звезда" и узловой модуль "Причал" (Россия), соединительный модуль Unity, шлюзовая камера "Квест" и соединительный модуль "Гармония" (США), предназначенные для стыковки элементов МКС, перехода экипажа между модулями и выхода в открытый космос.
Помимо целевых элементов МКС также оснащена вспомогательными устройствами, например, манипуляторами, солнечными батареями и фермами, обеспечивающими и поддерживающими существование станции в целом.
Поиск патентных публикаций (опубликованные заявки, патенты на изобретения и полезные модели) по теме "Жилые орбитальные станции" 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:
долговременный орбитальный комплекс, долговременный орбитальный космический аппарат, долговременная орбитальная станция, жилой модуль орбитальный комплекс, жилой орбитальный космический аппарат, жилая орбитальная станция;
orbital station, orbital complex, long-term space station, satellite/spacecraft/space station, modular station, manned space station, automatic space station.
Поиск проводился по следующим классам Международной патентной классификации (МПК): B64G, E04H, H04L.
Необходимо отметить, что при проведении поиска рассматривались только патентные публикации, относящиеся к ДОС в целом. Поиск в отношении составных частей и функциональных систем не проводился.
В результате поиска было выявлено 80 патентных документов, опубликованных в период с 2012 по 2024 год и относящихся к 63 техническим решениям. Дополнительно стоит отметить, что также было найдено 2 патента 1990-х гг., на текущий момент перешедших в общественное достояние, а в период 1990-2012 гг. патентная активность по указанному направлению не осуществлялась.
На рисунке 2 представлены страны, в которых выявлены патентные публикации по теме "Жилые орбитальные станции".
Из рисунка 2 следует, что, с одной стороны, патентные документы по рассматриваемой теме публикуются в странах, являющихся ведущими в области создания ракетно-космической техники и в которых осуществлялись разработки ДОС и их модулей и систем. С другой стороны, публикации также выявлены в странах, которые не являются ведущими в рассматриваемой области, что может свидетельствовать о повышении интереса к данному направлению.
На рисунке 3 представлено распределение количества патентных публикаций по странам и ведомствам за период с 2012 по 2024 год.
Из рисунка 3 следует, что лидерами по количеству патентных публикаций являются Китай, Россия и США. В данных странах выполнялось большое количество работ, посвященных созданию ДОС, а также осуществлялись их запуски. РФ и США в настоящее время являются участниками программы МКС. Китай осуществляет работы в рамках национальной станции Tiangong.
На рисунке 4 представлено распределение количества патентных публикаций по рассматриваемой теме по годам за период с 2012 г. по 2024 г.
Из рисунка 4 следует, что, начиная с 2016 г., наблюдается рост количества патентных публикаций. Это может являться подтверждением повышения интереса к созданию и развитию ДОС в мире.
На рисунке 5 представлено распределение количества патентных публикаций по теме "Жилые орбитальные станции" с 2012 г. по 2024 г. среди организаций-лидеров.
Из распределения, представленного на рисунке 5, следует, что лидерами по количеству патентных публикаций являются научно-исследовательские и образовательные организации, а также организации промышленности, являющиеся ведущими в области создания космических систем (ПАО "РКК "Энергия", ArianeGroup (Франция)). ПАО "РКК "Энергия" является одной из ведущих организаций в области пилотируемой космонавтики, в которой осуществлялись разработки станций серии «Салют», орбитальной станции «Мир», модулей российского сегмента МКС. В настоящее время ПАО "РКК "Энергия" ведутся работы по созданию Российской орбитальной станции.
На рисунке 6 представлено распределение количества патентных публикаций по теме "Жилые орбитальные станции" в мире между организациями промышленности, научно-исследовательскими и образовательными организациями и физическими лицами за период с 2012 г. по 2024 г.
Из распределения, представленного на рисунке 6, следует, что большое количество патентных публикаций принадлежит физическим лицам, что может свидетельствовать о повышенном интересе к рассматриваемому направлению со стороны изобретателей.
На рисунке 7 представлено распределение количества патентных публикаций Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) по теме "Жилые орбитальные станции" среди организаций-лидеров за период с 2012 г. по 2024 г.
На рисунке 8 представлено распределение количества патентных публикаций Роспатента по теме "Жилые орбитальные станции" между организациями промышленности, научно-исследовательскими и образовательными организациями и физическими лицами за период с 2012 г. по 2024 г.
Из распределений, представленных на рисунках 7-8, можно сделать вывод, что в России заявителями и правообладателями в основном являются физические лица и организации промышленности, осуществляющие деятельность в области ракетно-космической техники и разрабатывающие ДОС, их элементы и бортовую аппаратуру. Это позволяет сделать вывод о высокой заинтересованности отечественных ученых и разработчиков в продвижении изучения сферы космоса, в частности ДОС. Лидером по количеству патентных публикаций является ПАО "РКК "Энергия".
Необходимо также отметить, что российские организации практически не обеспечивают правовую охрану своих разработок за рубежом. При этом Российская Федерация участвует в реализации проекта МКС, в рамках которого осуществляется взаимодействие со специалистами из иностранных государств и компаний.
По результатам анализа патентной информации по теме "Жилые орбитальные станции" было выявлено, что патентные публикации распределяются, в основном, по следующим группам МПК:
B64G 1/00 - Космические летательные аппараты;
B64G 1/10 - Искусственные спутники; системы искусственных спутников; межпланетные корабли;
B64G 1/22 - Основные составные части летательного аппарата и оборудование, устанавливаемое на нем или внутри него;
B64G 1/40 - Размещение и модификация двигательных систем;
B64G 1/64 - Системы стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей, например устройство для причаливания;
B64G 1/66 - Размещение или приспосабливание устройств или приборов, не отнесенное к другим рубрикам.
Распределение наибольшего количества публикаций по группам МПК представлено на рисунке 9.
На рисунке 10 представлено распределение количества публикаций непатентной литературы по годам по теме "Жилые орбитальные станции" за период с 2012 по 2024 г., полученное на основании данных портала eLibrary.
Из распределения, представленного на рисунке 10, следует, что с 2015 г. наблюдается увеличение количества публикаций непатентной литературы. Данная тенденция совпадает с тенденцией увеличения количества патентных публикаций по рассматриваемой теме (рисунок 7), что свидетельствует об актуальности рассматриваемого направления.
На рисунке 11 представлено распределение количества публикаций непатентной литературы по теме "Жилые орбитальные станции" среди организаций-лидеров за период с 2012 г. по 2024 г., полученное на основании данных портала eLibrary.
Из распределения, представленного на рисунке 11, следует, что лидером среди организаций по количеству публикаций непатентной литературы является ПАО "РКК "Энергия", которое также является лидером по количеству патентных публикаций (рисунок 6). Это говорит о том, что в ПАО "РКК "Энергия" также занимает лидирующую позицию среди организаций, занимающихся разработкой и сопровождением ДОС и их функциональных элементов.
На рисунке 12 представлено распределение количества публикаций непатентной литературы по теме "Жилые орбитальные станции" между организациями промышленности и научно-исследовательскими и образовательными организациями за период с 2012 г. по 2024 г., полученное на основании данных портала eLibrary.
Из распределения, представленного на рисунке 12, следует, что по количеству публикаций непатентной литературы преобладают научно-исследовательские и образовательные организации. Данный факт свидетельствует о высокой степень заинтересованности исследователей в рассматриваемой теме.
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что в настоящее время наблюдается рост количества патентных публикаций по теме "Жилые орбитальные станции". 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 Китай, США и Россия. Данные страны являются ведущими в области ракетно-космической техники и вносят существенный вклад в области создания ДОС, а также участвуют в международных программах для проведения совместных исследований.
Лидером среди организаций промышленности по количеству патентных публикаций в России, а также по количеству публикаций непатентной литературы является ПАО "РКК "Энергия". Российские организации обеспечивают правовую охрану своих разработок в основном на территории России.
Также стоит отметить, что государства-создатели МКС первоначально планировали поддерживать ее работоспособность до 2012 г., однако на текущий момент станция продолжает функционировать. Одновременно с этим, начиная с 2012 г., патентная активность по направлению разработки и проектирования ДОС начала возрастать, что позволяет сделать вывод об актуальности данной темы. В создании ДОС заинтересованы ведущие страны ракетно-космической промышленности, и это является ключевым фактором для понимания необходимости стимулирования разработчиков в части продвижения и реализации проектов рассматриваемой тематики.
Если у вас есть замечания, комментарии или предложения по дальнейшему развитию пишите нам на электронный адрес patent@roscosmos.ru, давайте обратную связь и задавайте вопросы.
С предыдущим выпуском можно ознакомиться в электронной библиотеке здесь.
До новых встреч, ваш #ДайджестПИ
Оставить отзыв о дайджесте
