Системы искусственной гравитации для полётов в дальний космос: патентный анализ

Пока ещё человеческие полёты в дальний космос не приобрели массовый характер. Однако исследователи и изобретатели обдумывают системы искусственной гравитации для автономных межпланетных полетов и в дальний космос как радикальный способ устранения вредного воздействия невесомости на физические, психологические и когнитивные способности космонавтов/тайконавтов/астронавтов. На Хабре есть материал 2021 года с описанием проблематики искусственной гравитации и обзором выполненных исследований.

В данной статье нас интересует только патентный аспект.

Зарубежные патенты на гравитацию

На портале Google.Patents поиск по запросу artificial gravity даёт более 100 тыс., но очень много информационного шума, поскольку гравитация практически применяется во многих «искусственных» отраслях, например в гидроэлектростанциях (энергия падающей воды), в строительстве (мусоропровод), в бомбометании, в многочисленных спортивных играх, в детских игрушках и т.д. В рамках МПК космические аппараты с искусственной гравитацией подпадают под класс B64G. Специальный поиск по (artificial gravity) (B64G) показывает 2431 патентный документ за период 1956-2026 гг. И при таком поиске много смысловых ошибок у поисковой машины Google, например «искусственные спутники в гравитационном поле Земли» (artificial satellite + earth’s gravity). 

Ручной поиск выявил релевантных патентов около 100 штук, в том числе у The Boeing Company 18 патентов; Nanjing University of Aeronautics and Astronautics – 9; по несколько у National Aeronautics and Space Administration (NASA), Electronic Science Research Institute of China Electronics Technology Group Co Ltd., Space Arena Inc., Symmetry Systems LLC, NEC Corp., Vast Space LLC, Hamilton Sundstrand Space System International Inc., Radiant Space Systems Inc., Trans Astronautica Corp., Orbital Outpost X Inc., Northwestern Polytechnical University (Китай), а также у примерно 50 у индивидуалов, например, у Jerome Drexler, Lee Jung-yong, Robert P. Hoyt, Robert L. Forward. 

Примеры зарубежных патентов: 

US10099805B2 Artificial gravity system with rotating hub that is sealed with rotary seals.

US20150108280A1 Mechanism for stabilizing and creating a variable gravitational field in a toroidal space station.

Российские патенты

Поиск патентов РФ на изобретения проведён нами по рефератам в базе ФИПС. На февраль 2026 г. значится всего 14 релевантных патентов на изобретения с указанием в реферате «искусственная гравитация» периода 1998-2025 гг. Примеры:

№2115595 (1998) Космический комплекс с внутренним гравитационным приводом. Ломанов Аполлон Анатольевич (Ростов-на-Дону); на автора зарегистрирован ещё 5 близких патентов, например №2116942, №2125526 и №2128604 (все перешли в общественное достояние). Изобретение относится к области строительства объектов в космосе, в которых создается искусственная гравитация с помощью внутренних гравитационных приводов. Согласно изобретению комплекс содержит цилиндрическое ограждение и сквозной центральный туннель, собранные из облегченных космических строительных блоков с герметичной складываемой оболочкой. Ограждение и туннель раскреплены кольцевыми и радиальными элементами жесткости; снаружи выполнена сборная защитная облицовка, а по торцам установлены устройства стыковки с прибывающими космическими кораблями.

№2186006 (2001) Космический аппарат. Саркисов Сергей Карпович и Саркисов Аведик Сергеевич (Москва). Изобретение относится к области межпланетных полетов, а более конкретно: к системам жизнеобеспечения пилотируемых космических аппаратов (КА). КА содержит неподвижный блок с центральной осью и соосный ему подвижный блок. На конической поверхности последнего спирально уложены выростные трубы с конвейерами растений. Имеются связанные с блоками электрогенератор и аккумулятор. При вращении вокруг центральной оси в помещениях для экипажа и трубах на подвижном блоке создается искусственная гравитация. 

№2846902 (2025) Космическая система с искусственной силой тяжести. ПАО «РКК «Энергия» (Королёв). Космическая система с искусственной гравитацией включает осевой модуль со статичной и вращаемой частями, соединёнными герметичным подвижным соединением, обитаемые модули, средства вращения и энергообеспечения. Обитаемые модули радиально соединены с осевым модулем через стыковочные узлы. Статичная часть – полая цилиндрическая оболочка, вращаемая – совмещенные сферическая и цилиндрическая оболочки. Герметизирующие и подвижные элементы расположены с одной стороны вращаемой части, а сферическая оболочка имеет стыковочные узлы, включая осевой, для подключения обитаемых модулей. Достигается надежность и безопасность экипажа при ее эксплуатации, а также позволяет увеличить период пребывания экипажа в космосе. 

Патент РФ на полезную модель один, да и тот косвенный № 81069 (2009). Центрифуга короткого радиуса. Институт медико-биологических проблем РАН. Полезная модель относится к медицине и может быть использована для воспроизведения эффектов искусственной гравитации и проведения исследований ее влияния на организм человека. 

Баз данных и программ для ЭВМ по теме искусственная гравитация в РФ не зарегистрировано.

Заключение

Система управления движениями человека и его мозговая деятельность организована применительно к действию гравитационных сил поверхности Земли, поэтому пониженная гравитация в условиях длительного космического полета оказывает влияние на физическое самочувствие и мышечный тонус, координацию профессиональных движений, репродуктивные функции, социальные императивы и, наконец, умственную работоспособность в интересах управления полётом, подавления собственных панических атак и ликвидации всевозможных ЧП в коллективе КА. Научные исследования в области искусственной гравитации для космических миссий ведутся с 1950-х годов. Основной технический принцип – центрифуга. 

На сегодняшний день известен ряд проработок. Можно указать на проект НАСА космического корабля Nautilus-X, который в чертежах состоит из главного коридора, нескольких надувных отсеков для хранения грузов и проживания экипажа и вращающегося тора диаметром около 9 метров, предназначенного для сна экипажа, в котором обеспечивается искусственная гравитация в 0,08-0,69g и вращение с частотой до 10 об/мин.

Другой проект космической станции с искусственной силой тяжести разрабатывается американской компанией Vast Space. Планируется развернуть на околоземной орбите станцию из семи последовательно состыкованных модулей диаметром 7 метров и общей длиной 105 метров, что обеспечит создание областей с различными значениями перегрузки для имитации пребывания человека на различных планетах солнечной системы. Частота вращения необходимая для создания перегрузки равной земной составляет 4,23 об/мин.

Преемником китайской станции «Тяньгун» может стать проект создания ультрабольшого космического корабля длиной в несколько километров с модулем искусственной гравитации. Как тебе такое, Илон Маск? 

В РФ базовым является патент ПАО «РКК «Энергия» №2846902 (2025) Космическая система с искусственной силой тяжести. Получение патента в конце 2025 года — это сигнал о том, что и Россия переходит от теоретических изысканий к инженерной конкретике. Генеральный конструктор РКК «Энергия» Владимир Соловьев ранее отмечал, что элементы искусственной гравитации могут быть интегрированы в архитектуру перспективной Российской орбитальной станции (РОС). 

Прямых и косвенных патентов по искусственной гравитации для полётов в дальний космос не сказать что много в мире, а в России – единицы. Насколько известно, ещё ни один патент не был опробован на практике в космическом пространстве.