A modular solar sail reconfigurable space-based debris removal platform can change the status of single-scale debris removal tasks. Through flexible on-orbit reconfiguration, it can cover large-scale space debris and abandoned satellites, small satellites such as low-orbit invalid cube satellites, and a large number of small space debris removal tasks such as low-orbit millimeter-scale. For specific debris removal tasks, the required sail area is first determined, and the number of unit modules is determined by the area. A certain number of unit modules are reconstructed on-orbit after release from the platform, and the corresponding tasks are performed after launch on-orbit.
【技术实现步骤摘要】
一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台和方法
本专利技术涉及一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台和方法,适用于低、高轨不同碎片尺寸的清除任务,属于总体系统设计
技术介绍
随着航天事业的蓬勃发展,人类的航天活动日益增多。近年来,空间碎片对空间活动的威胁已越来越突显,空间碎片环境日益恶化。为此各航天大国都在加强对空间碎片的跟踪监测和防护研究。研究人员发现现有碎片减缓措施在一定程度上能够减缓空间碎片的增长趋势,但不能改变空间碎片总量继续增长的趋势。空间碎片之间的相互碰撞成为未来碎片数量增长的主要因素,只有采取主动清除措施,清除影响比较大的碎片,才能从根本上阻止空间碎片的增长趋势,进而改善空间碎片环境。目前的空间碎片主动清除分为包括飞网抓捕技术、可附着离轨装置、激光清除、碎片收集装置等。一个完整的空间碎片清除过程包括发射、推进、精确跟踪导航控制、轨道交会、稳定、捕获以及降轨或拖入坟墓轨道等过程。上述清除技术关键技术难度较大,目前还处于理论研究和关键技术验证阶段,距离实用还有一定距离。虽然现有技术已经能满足部分清除阶段的要求,但航天器造价较高、能源需求较大,故最主要的问题是如何最大限度地降低成本。越来越多碎片清除任务航天器方案采用无工质消耗的轨道保持、轨道机动以及离轨技术,以此来降低消耗降任务成本。通过利用空间环境降低轨道运行成本,基于持续性、重复性碎片捕获技术,提高捕获技术的寿命长度,可重复捕获碎片效率。包括NASA提出的利用绳系系统的MXER项目、DAPPA提出的利用电力绳系自旋系统的EDDE项目,这两个项目采用低工质消耗的轨道保持、机动 ...
【技术保护点】
1.一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台,其特征在于:包括平台信息处理模块(11)、平台无线通信模块(12)和太阳帆单元模块(2);所述平台信息处理模块(11)识别目标任务,将识别出的任务信息通过所述平台无线通信模块(12)发送至所述太阳帆单元模块(2);所述任务信息包括目标所需的太阳帆单元模块(2)的数量、组装方式以及任务轨道位置;所述太阳帆单元模块(2)根据任务信息进行展开、组装成捕获网,前往任务轨道对目标实施捕获和清理。
【技术特征摘要】
1.一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台,其特征在于:包括平台信息处理模块(11)、平台无线通信模块(12)和太阳帆单元模块(2);所述平台信息处理模块(11)识别目标任务,将识别出的任务信息通过所述平台无线通信模块(12)发送至所述太阳帆单元模块(2);所述任务信息包括目标所需的太阳帆单元模块(2)的数量、组装方式以及任务轨道位置;所述太阳帆单元模块(2)根据任务信息进行展开、组装成捕获网,前往任务轨道对目标实施捕获和清理。2.根据权利要求1所述的一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台,其特征在于:所述太阳帆单元模块(2)包括柱状结构的中心体(22)、帆面(24)、支撑臂(23)、帆单元信息处理模块(26)和帆单元无线通信模块(27);所述中心体(22)包括帆面收展机构(221)和支撑臂收展机构(222),分别位于中心体(22)的上部和下部;所述帆面(24)包括至少三个角,一个角固定在所述帆面收展机构(221)上,另有两个角分别固定连接在相邻的两个支撑臂(23)的末端;所述支撑臂(23)至少四个,沿所述中心体(22)成圆周分布,其一端固定连接在支撑臂收展机构(222)上,另一端装有用于太阳帆单元模块(2)间组装的模块对接装置(3);太阳帆核心单元模块(2)折叠时,所述帆面(24)折叠后盘绕在帆面收展机构(221)上,所述支撑臂(23)压紧盘绕在支撑臂收展机构(222)上;所述帆单元无线通信模块(27)接收所述任务信息,发送至帆单元信息处理模块(26),所述帆单元信息处理模块(26)控制支撑臂(23)、帆面收展机构(221)和支撑臂收展机构(222),实现太阳帆单元模块(2)展开、组装成捕获网。3.根据权利要求2所述的一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台,其特征在于:所述的太阳帆单元模块(2)还包括底座,所述底座上装有限位装置,用于对所述支撑臂(23)展开时的固定限位。4.根据权利要求2所述的一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台,其特征在于:所述帆面(24)表面覆有变反射率贴片(28),帆单元信息处理模块(26)控制所述变反射率贴片(28)的反射率实现太阳帆单元模块(2)前往任务轨道。5.根据权利要求2所述的一种模块化太阳帆可组装重构的天基碎片清除平台,其特征在于:所述帆面(24...
【专利技术属性】
技术研发人员:成正爱,黄小琦,刘宇飞,王立,侯欣宾,
申请(专利权)人:中国空间技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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