Кометная опасность, эксплуатация астероидов, космическое сырьё — эти концепции давно перекочевали из научной фантастики в сферу стратегического планирования ведущих космических держав. Однако между громкими заявлениями и реальными технологиями лежит пропасть, преодолеть которую можно лишь годами исследований и разработок. Наиболее объективным свидетельством таких работ служит патентная деятельность. Анализ российских патентов за последние два десятилетия позволяет не только оценить научно-технический потенциал страны в этой области, но и чётко выделить три главных вектора приложения сил: фундаментальное изучение, планетарная защита и будущее ресурсное освоение. Об этом мы и расскажем в нашем материале.

Патенты по исследованию комет

Поиск проводился по базе ФИПС в рефератах по ключевому слову «комета». В ряде случаев слово использовалось как товарный знак (приемника навигационных сигналов от GPS и ГЛОНАСС с цифровой адаптивной антенной решеткой «Комета») или метафорически. Ручной выборкой выявлено 22 патента РФ на изобретения (таблица 1).

Таблица 1: Основные патенты РФ на изобретения по теме комет в 2005-2025 гг.

Примечание: за 2023-2025 гг. патентов не было. *статус «О» - утратил действие, «1» - действует. Источник: выборка автора по базе ФИПС на декабрь 2025 года

В базе ФИПС также есть один патент РФ на полезную модель №205174 (2021) Это электроракетный двигатель для разгона и коррекции траектории космических аппаратов. Патентообладатели: Байсиев Хаджи-Мурат Хасанович и Нагоев Тамирлан Рустамович (Нальчик). Электроракетный двигатель содержит корпус с накопителем и загрузочным устройством, расположенную в корпусе камеру сгорания с рабочим материалом, в качестве которого используется, преимущественно, пылеобразный материал, взятый с поверхности космических тел

Баз данных нет.

Имеется 4 зарегистрированных программ для ЭВМ:

№2014616037 Визуализация области пересечения орбит фрагментов дезинтеграции малого небесного тела с плоскостью эклиптики. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». Программа предназначена для визуального представления области пересечения метеороидного комплекса с плоскостью эклиптики по модельным параметрам движения фрагментов кометы в космическом пространстве. Экранные опции управляют изображением орбит планет, выбором данных моделирования развала кометы, установкой разметочной сетки и коэффициента увеличения данных.

№2020661028 Прогнозирование движения малых тел Солнечной системы. Национальный исследовательский Томский государственный университет. Программа предназначена для численного прогнозирования движения астероидов и комет и может применяться в областях человеческой деятельности, связанных с астрономией и небесной механикой. 

№2024685755 Улучшение орбит астероидов и комет по данным позиционных и радарных наблюдений. Национальный исследовательский Томский государственный университет. Программа предназначена для улучшения орбит астероидов и комет по данным любых видов измерений, выполняемых в настоящее время: позиционных наземных, спутниковых и роверных, а также радарных дальномерных и доплеровских. 

№2025693432 Программа оценки вероятности столкновения астероидов и комет с планетами с использованием показателя нелинейности начальной доверительной области движения. Национальный исследовательский Томский государственный университет. Программа предназначена для формирования нормального вероятностного разброса траекторий астероида или кометы. 

Релевантные патентные документы РФ можно сгруппировать так: 

1) научное изучение комет, 

2) способы обеспечения безопасности Земли со стороны угрожающих комет, 

3) технологическое освоение вещества комет для пользы человеческого дела.

Изучение

Кометы изучаются нами, например, методом визуального наблюдения с библейских времён, если не ранее. 

В научном мире популярно представление о кометах в рамках Модели «Грязного Снежка», которая описывает кометное ядро как смесь замерзших водянистых веществ («снежок») и тугоплавких каменистых/органических материалов («грязь»). Размеры ядра кометы обычно от сотен метров до десятков километров. Оно имеет неправильную, часто «гантелеобразную» форму (как у кометы 67P/Чурюмова-Герасименко). Состав ядра: 

1) лёд на основе воды (~80% массы) с растворёнными газами – оксид и диоксид углерода, метан, аммиак, синильная кислота (HCN), а также другие сложные органические молекулы (метанол, этанол, формальдегид); 

2) тугоплавкие вещества (~20% массы), в том числе силикатная пыль (минералы на основе ��ремния, как в земных породах), органические полимеры (сложные углеродсодержащие соединения), металлы и их соединения.

Способы исследования комет следующие:

1. Наземные телескопы: они проводят фотометрию, спектроскопию, астрометрию (уточнение орбит), озволяют изучать состав комы и хвоста;

2. Космические телескопы (например, «Хаббл») дают более четкое изображение без атмосферных искажений, позволяют наблюдать в УФ- и ИК-диапазонах.

3. Космические миссии, как-то:

• «Дип Импакт» (NASA) выстрелил медным ударником в комету Темпеля 1 для изучения состава ее недр (2005);

• «Стардаст» (NASA) собрал образцы пыли из хвоста кометы Вильда 2 и доставил их на Землю (2006);

• «Розетта» (ESA) - первый в истории аппарат, вышедший на орбиту вокруг кометы (67P/Чурюмова-Герасименко) и посадивший на нее зонд «Филы» (2014-2016), который дал существенный объем данных о составе, структуре и активности ядра.

Российские изобретения варьируют и дополняют эти методы. Так, способ обнаружения кометного вещества и идентификации его с источником происхождения запатентовала РКК «Энергия» (Королёв). Изобретение относится к исследованиям космической среды на борту, в частности, орбитальных станций. Согласно способу выполняют отбор проб-мазков с поверхности станции посредством стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробоотборника. Затем последний гермоизолируют в вакууме и возвращают на Землю. Пробы-мазки отбирают в календарный период, когда конкретный метеорный поток пересекает орбиту Земли, а станция, двигаясь по орбите с высотой не менее 100 км, находится в этом потоке. Отбор проб выполняют после максимума активности потока за время до завершения эпохи активности потока, равное 10-25% этой эпохи. 

Другая группа изобретений РКК «Энергия» относится к активным исследованиям астрономического объекта (АО), например астероида или кометы. Способ включает воздействие на поверхность АО направленным электронным лучом с борта космического аппарата, зависшего над поверхностью этого АО. Продукты испарения грунта АО улавливаются сборником вещества, установленным на аппарате перед источником электронного луча. Техническим результатом группы изобретений является повышение надежности и безопасности взятия проб вещества с поверхности астрономических объектов.

Корпорация Космических Систем Специального Назначения "Комета" запатентовало систему обзора небесной сферы для наблюдения небесных объектов и обнаружения опасных для Земли небесных тел - астероидов и комет. Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании космических средств и систем обзора космического пространства для наблюдения и обнаружения небесных объектов, прежде всего астероидов и комет, опасных для Земли, летящих к Земле со всех направлений, в том числе и со стороны Солнца, определения времени и района падения небесного тела на Землю и выдачи заблаговременного сообщения органам государственного управления и заинтересованным абонентам для предотвращения угрожающего события или принятия мер по снижению катастрофических последствий от возможного столкновения. Технический результат – расширение функциональных возможностей. Помимо изобретательства, или наряду с ним, изучением комет в России занимаются ещё следующие организации:

1. Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН действует в области релятивистской астрофизики и космологии;

2. Институт астрономии РАН проводит фундаментальные исследования в области динамики и физики комет;

3. Институт прикладной астрономии РАН выполняет радиоастрономическими наблюдениями и уточнением орбит;

4. Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга осуществляет астрометрические и фотометрические наблюдения;

5. Специальная астрофизическая обсерватория РАН использует крупные телескопы, например большой азимутальный телескоп (БТА) для спектральных наблюдений комет.

Обеспечения безопасности Земли

Миллионы людей, знакомых с киноэпопеями о космосе, фанаты Брюса Уилиса и поклонники компьютерных игр типа Starwars безо всяких патентов скажут, что опасную комету нужно взорвать или отклонить. 

В мире и в России запатентованы различные способы воздействия на кометы с целью изменения их траектории или разрушения. Предлагалось взрывать их термоядерным зарядом, смещать гравитационным сдвигом, осуществлять удар тяжелой болванкой, использовать лазерное излучение. 

Известен способ отклонения опасных комет с траектории столкновения с Землей по патенту №2266240 РКК Энергия им. С.П.Королева. По этому способу на комету оказывается тепловое воздействие источником ядерной энергии после очистки поверхности ядра кометы несколькими ядерными взрывами на полюсе от вращения кометы. На очищенную поверхность сажают космический аппарат с ядерной энергетической установкой для разогрева ядра кометы и создания реактивной тяги от струи истекающей с поверхности кометы.

Изобретение ГКНПЦ им. М.В. Хруничева относится к космическим средствам защиты от космического мусора, например метеоритов, ядер комет. Взрывы производят последовательно серией с изменяющейся частотой, согласованной с геометрическими размерами и плотностью данного метеоритно-кометного вещества, полученными с использованием дистанционного зондирования и спектрографических исследований. Взрывы последовательно увеличиваются по мощности. Достигается повышение производительности и эффективности разрушения фрагментов космического мусора с широким спектром их характеристик.

Изобретение РФ согласно патенту №2460675 может быть использовано для изменения траектории движения комет. Способ включает ударное воздействие на ее поверхность веществом, доставляемым космическим аппаратом, оснащенным хотя бы одним ударным блоком, с использованием средств наведения. При подходе к комете со стороны, освещенной Солнцем, из ударного блока выбрасывают вещество в виде гранул для разрушения участка поверхностного слоя кометы и взаимодействия с ее ледяным ядром. С борта космического аппарата осуществляют контроль процесса изменения альбедо кометы , формирования газопылевого облака вокруг кометы , появление и величину выбросов, по параметрам которых определяют изменение траектории движения кометы и оценивают степень уменьшения опасности сближения кометы с Землей, и по результатам оценки осуществляют выпуск последующих блоков, выбрасывающих облако гранул, наводимое на участок кометы с уцелевшим поверхностным слоем. Гранулы по размеру, составу, покрытию выбирают из условий преодоления поверхностного слоя кометы и его разрушения. Достигается снижение массы груза, необходимого для изменения траектории движения кометы. 

Эксплуатация комет

Кометы – это потенциальные источники ресурсов для будущей космической индустрии (таблица 2). 

Таблица 2: Полезные вещества комет

Целый ряд изобретателей, в том числе в России, работают на кометную перспективу.

Например, в 2021 г. Попов Александр Федорович (Архангельск) получил патент на изобретение РФ «Способ выполнения сбора воды с ледяной поверхности астероида или ядра кометы». Суть: участок ровной ледяной поверхности астероида или ядра кометы накрывают куполом с нагревательным элементом, посредством которого расплавляют лед под куполом. После прекращения нагрева вода под куполом в условиях микрогравитации и под действием сил поверхностного натяжения принимает форму, близкую к форме шара. Затем объем под куполом подвергают действию холода космического пространства до образования из воды ледяного шара. Техническим результатом является эффективное и технологичное отделение куска льда от ледяной поверхности малого небесного тела.

Сибирский государственный университет геосистем и технологий в 2021 году получил патент №2770502 Способ добычи полезных ископаемых на астрономическом объекте. Изобретение относится к космическим технологиям, а именно к способам разработки ресурсов космической среды с поверхности астрономического объекта, например астероида или кометы и может быть использовано при изучении планет, комет и других небесных тел. Способ добычи полезных ископаемых включает посадку автоматического космического модуля на поверхность астрономического объекта, формирование отверстия в поверхности астрономического объекта, выемку грунта и помещение грунта в грунтозаборное устройство.

Зарубежные патенты

По международной патентной классификации космические объекты кодируются как B64G; по этому классу Гугл выдаёт 278 патентов. Динамика мирового патентования по (Comet) (B64G) представлена на рис. 1.

Видно, что с 2001 по 2013 год количество патентов на изобретения в мире публиковалось «на троечку». В 2016-2019 годы произошёл резкий всплеск активности патентования по космическим кометам, которая сохраняется по сегодняшнее время. При этом нет безусловных лидеров. Рейтинг патентовладельцев следующий:

1. The Boeing Company – 2,1%;

2. Iostar Corporation – 2,1%;

3. The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration – 1,7%;

4. University of Chinese Academy of science – 1,7%;

5. Shenyang Institute of Automation (SIA), Chinese Academy of Sciences – 1,4%.

Кометные патенты знаменитой корпорации Boeing получены в 2005-2020 гг. и посвящены разработкам космических аппаратов, их контролю во время полёта и уменьшению их загрязнений от конденсирующихся веществ; алгоритмам распознавания космических изображений, в том числе комет.

Корпорация Iostar (акроним In Orbit Space Transportation And Recovery) специализируется на орбитальном транспорте. Её цель – создание космического буксира с ядерным двигателем. В основе буксира будет лежать разработанный в Sandia реактор с газовым охлаждением, который будет приводить в действие ионный двигатель, использующий в качестве топлива инертный газ ксенон. У корпорации 6 патентов с упоминанием комет, но они рассматриваются вместе с другими космическими образованиями, которые необходимо учитывать в конструкции ядерного космогрузовика и системы околоземного транспорта, все они опубликованы в 2004-2009 гг.

НАСА известно своими космическими миссиями. Их, разумеется, интересует исследование комет, в том числе с помощью КА в дальнем космосе, изменение их орбит. Запатентованный пробоотборник был использован в миссии «Розетта» на комету 67P/Churyumov-Gerasimenko в кооперации с European Space Agency. Хабр писал об этом в 2014 г. 

Китайские вузы изобретают зонды для исследования вещества комет. Например, патент CN119037741A «Испытательная платформа для сенсорного тестирования звездного измерителя слабой гравитации» относится к области технологий исследования дальнего космоса и содержит кронштейн, платформу Стюарта, горизонтальную раму, вертикальную раму, трос, шкив, двигатель, противовес, имитатор детектора, привод для отбора проб, пробоотборник, среда моделирования звездного неба, лазерный трекер и мишень. Изобретение может реализовывать имитацию слабой гравитации детектора поверхности малых небесных тел, а также может осуществлять моделирование микрогравитации поверхностей Луны, Марса и тому подобного.

Калифорнийский Технологический Университет сфокусирован на методах и инструментарии исследования комет. Например, в патенте US11719576B2 «Mid-wave and long-wave infrared point spectrometer» предлагаются способы и устройства для реализации средне- и длинноволновых инфракрасных точечных спектрометров. Описанные способы и устройства включают в себя двухсторонние решетки, инфракрасные и тепловые детекторы с барьером для высоких рабочих температур. 

Заключение

В то время как мир следит за новостями о новых космических гостях, таких как комета 3I/ATLAS, российская научная и инженерная мысль продолжает методичную работу по исследованию и освоению малых тел Солнечной системы. На основе анализа российского патентного поля видно, что отечественные разработки в области комет направлены не только на их фундаментальное изучение, но и на решение двух ключевых задач: планетарной защиты от потенциально опасных объектов и будущего технологического использования кометных ресурсов.

От патентов на способы отклонения траекторий комет и системы их раннего обнаружения до методов добычи воды и полезных ископаемых на ледяных ядрах — Россия демонстрирует комплексный и стратегический подход. Этот анализ показывает, что, несмотря на отсутствие крупных публичных миссий, в стране ведется активная запатентованная работа, которая закладывает основу для будущих космических технологий — от защиты Земли до создания сырьевой базы за её пределами.

Актуальность темы лишь возрастает в контексте мировых трендов по освоению космических ресурсов и обеспечению космической безопасности. Российские изобретения в этой области, представленные ведущими корпорациями и научными институтами, являются важным элементом глобального технологического ландшафта.