用于自由地在空間中飛行的物體的回收和制動裝置制造方法及圖紙

在用于自由地在空間中飛行的物體的、尤其是用于捕獲衛星和其它軌道物體的回收和制動裝置中在用作可轉向的承載飛行器（1）的空間飛行器上布置有（至少一個）、優選較大數量的可由該空間飛行器分離和配備有自己的驅動組的捕獲單元（2），這些捕獲單元具有通過約束裝置（5）可解開地連接的和可封閉的收集網（4）。承載飛行器裝備有姿態調節驅動器（6），以便達到聯接后的質量配置的作為用于分離的準備的定向。多個捕獲單元可以在此組合成串聯聯接或并聯聯接。在已定向的釋放/分離之后利用該布置的被動穩定性，其中，在考慮柔性地聯接的物體的系統表現的情況下，沒有主動的姿態控制地足夠地保證了姿態穩定性和精度。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于自由地在空間中飛行的物體的回收和制動裝置，尤其是用于捕獲衛星和其它軌道物體，該回收和制動裝置包括用作可轉向的、裝備有至少一個姿態調節驅動器的承載飛行器的空間飛行器，在該空間飛行器上布置有至少一個與該空間飛行器連接的并要由該空間飛行器啟動的、可分離的并且至少配備有自己的驅動組(TreibsatZ)和形式為可封閉的收集網的收集裝置的捕獲單元。
技術介紹
該類型的裝置具有如下功能，即，捕獲自由地在宇宙空間中飛行的目標物體如衛星、火箭的末級或任意其它類型的宇宙空間垃圾。這樣的裝置通常從處在空間中的軌道平臺的甲板出發來激活。從DE10342954B4已知了開頭提到的類型的裝置，其中設置有收集網，該收集網在其外邊緣處具有重量:在從布置在軌道站上的發射裝置出發啟動時該網以如下方式獲得脈沖，即，該網基于根據重量產生影響的慣性緊接著自動打開。此外但也公開了機器人系統或者說機械抓取裝置用于該應用目的，它們布置在自由飛行的系統上，該自由飛行的系統本身與軌道平臺連接。例如在DE10342953B4中描述了這樣的裝置。此外，由JP7251799A公開了開頭提到的類型的裝置，借助該裝置的幫助，軌道元件或碎片應被捕獲，被帶向承載飛行器并在那里被接收。由承載飛行器和多個捕獲單元組成的系統帶著已捕獲的碎片元件停留在軌道中或該系統帶著它們向空間站駛回，其中，該系統是從該空間站出發來啟動的。
技術實現思路
本專利技術的任務在于，這樣地構造這類裝置，S卩，這類裝置用簡單和可靠的方式使得用該裝置捕獲的物體回到地球成為可能。本專利技術通過如下方法來解決該任務，即，本專利技術設置在該類裝置的情況下每個捕獲單元用約束裝置可解開地與收集網連接并且驅動組裝備有至少一個構造為制動裝置的推動噴嘴。在捕獲機動操縱通過按本專利技術的回收裝置的已進行的實施之后由此于是已脫離的捕獲單元能夠通過柔性的連接迫使近地球的、大質量的并且不合作的本體、如衛星、火箭的末級或大的碎片具有在地球表面上的經限定的目標區域地重新進入地球大氣中。當牽拉的力起作用時，在考慮柔性地聯接的物體的系統表現的情況下，沒有主動的姿態控制地保證了足夠的姿態穩定性和精度。本專利技術使得伴隨最小可能的復雜性的由各自的捕獲單元和由該捕獲單元捕獲的物體的有目的的重新進入成為可能，其中，這類捕獲單元僅用于一個機動操縱，并為了有效的整個任務設置有在回收裝置上的多個這類捕獲單元。在此，通過丟棄在單個捕獲單元方面的不是無論如何需要的子系統的質量節省和這些單個捕獲單元到承載飛行器上的集中有利地影響到整個任務的質量預算(Massenbudget)，同樣如上述那樣在整個回收裝置建造時使得成本節約成為可能。本專利技術因此允許不能自身強迫自己的重新進入的衛星和另外的軌道物體安全和可靠地離開宇宙空間環境。這在用于地球觀測的高頻率光顧的環繞軌道中直接使得潛在危險的明顯減少成為可能并因此通常提高了空間飛行的安全性。此外，目標物體以受界限的形式的運動對于按本專利技術的回收裝置的運轉不重要。也可以通過推動噴嘴作為制動裝置的按本專利技術設置的構造在任何時候維持在目標物體和回收裝置之間的安全間距。最后，多個捕獲單元可以組合成串聯聯接或并聯聯接。附圖說明接下來應根據在附圖中示出的實施例對本專利技術做進一步闡述。其中:圖1在前視圖中示出了回收裝置的結構的示意圖；圖2示出了按圖1的回收裝置的任務的示意圖；圖3和圖4示出了通過按圖1的回收裝置的捕獲機動操縱的不同階段；圖5示出了到由捕獲單元和已捕獲物體組成的系統上的概覽圖；圖6示出了由捕獲單元和已捕獲物體組成的系統的可能的軌道高度，這些高度會導致直接的重新進入。具體實施例方式圖1中示意性示出了回收裝置的前視圖，該回收裝置包括承載飛行器1，一些可分離的捕獲單元2緊固在該承載飛行器上。捕獲單元各包含一個驅動組并且裝備有推動噴嘴3。在這里示出的實施例中，每個捕獲單元2承載一個起先折疊的網4,該網在其從捕獲單元2中射出之后展開并且該網然后通過在這幅圖中不能看到的繩索5保持與捕獲單元2連接。在其上布置有捕獲單元2的承載飛行器I此外設有(在這里所描述的實施例的情況下四個)在周邊側分散地布置的姿態調節驅動器6并設有導航單元7。捕獲單元2通過構造成連接夾的保持裝置8可解開地安置在承載飛行器I上。圖2中以示意圖示出了前述回收裝置的示范任務，捕獲在外空間不受控地運動的物體9。該任務開始于承載飛行器I的機動操縱，具有姿態調節驅動器6和導航單元7的該承載飛行器具有用于主動控制其位置和姿態的所有必要系統，以便執行為了在環繞軌道中操控和追捕物體9所必需的那些運行軌道機動操縱。一旦承載飛行器I通過其光學的、激光支持的或基于雷達的導航單元7的支持而接近待捕獲的物體9，該承載飛行器以相對該物體9的可預先給定的距離保持。現在進行的捕獲機動操縱在圖3和圖4中詳細示出。為了執行該機動操縱，必須將設置用于實施的捕獲單元2必要時首先向承載飛行器I的前棱邊推送，以便考慮網彈出的打開角度。承載飛行器I的對準的捕獲單元2現在射出位于該捕獲單元中的網4，該網圍住待捕獲的物體9并接著在對置的一側自動關閉。網4通過繩索5保持與承載飛行器I或者說與起先還被裝夾在該承載飛行器上的捕獲單元2連接。借助于物體9和捕獲單元2之間的柔性連接，使物體9穩定并且為了與飛行方向相反的制動機動操縱而對準，其方式是，承載飛行器I借助姿態調節驅動器6的推動脈沖而將繩索5在正確的時刻繃緊或放松。在理想的情況下，在該機動操縱結束時，捕獲單元2和待捕獲物體9占據水平的和穩定的姿態。直到那時還停靠在承載飛行器I上的捕獲單元2現在通過可解開的連接夾8從承載飛行器I釋放并因此是獨立的較小的空間飛行器。從該時間點起由捕獲單元2和待捕獲物體9組成的系統是獨立的并如圖5可看到的那樣不再存在與承載飛行器I的機械連接。但是，在脫離后，在承載飛行器I和捕獲單元2之間構建無線電聯系，以便至少啟動捕獲單元2中的驅動器的點火，同時也能以該聯系來辦理用于任務擴展的數據或指令傳輸。雖然替換于此地，從捕獲單元2向地面站的直接無線電路徑也是可行的，但這會顯著提高整個系統的復雜性并同時相對這里所描述的變型方案沒有提供巨大的優點，在這里所描述的變型方案中承載飛行器I被用作中繼站。捕獲單元2結構上盡可能簡單地構建并主要由用于火箭驅動器的驅動組、經簡單保持的用于該驅動器的點火順序的控制電子裝置和(如果需要)用于切斷繩索5的機構組成。捕獲單元2既不具有用于確定姿態的系統也不具有用于調節姿態的系統，但是可以設置有用于基于衛星導航系統的地點確定的簡單系統，以便基于該簡單系統的地點數據觸發分離過程。作為成功執行捕獲和制動機動操縱的基本前提,捕獲單元2和待捕獲物體9僅允許與共同的運行軌道具有很小的偏差，并且也僅允許具有很小的旋轉剩余速度，也就是說，它們必須近似水平定向，如圖5中所示那樣。因此，在圖5中示出的角度《和Θ必須在捕獲單元2釋放前保持盡可能小。在承載飛行器I從危險范圍離開并達到用于重新進入機動操縱的準確時間點后，點火指令被發出并在應用這里所描述的固體燃料驅動器的情況下產生如在捕獲單元2中存在驅動燃料一樣長時間的推進。與飛行方向相反地起作用的推動力引起軌道下降軌跡線，它通過單個的機動操縱引起重新進入。在該機動操縱后的穩定化是不需要本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.03.08 DE 102011013875.71.關于自由地在空間中飛行的物體的回收和制動裝置，尤其用于捕獲衛星和其它軌道物體，所述回收和制動裝置包括用作能轉向的、裝備有至少一個姿態調節驅動器的承載飛行器的空間飛行器，在所述空間飛行器上布置有至少一個與所述空間飛行器連接并且要由所述空間飛行器啟動的、能分離的并且...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·斯塔克，B·比朔夫，J·佐默，M·杜姆克，U·布魯杰，
申請(專利權)人：阿斯特利烏姆有限公司，
類型：
國別省市：