[发明专利]一种基于激波的空间碎片紧急规避系统

说明书

本发明公开了一种基于激波的空间碎片紧急规避系统，包括航天器主体，航天器主体的前后两面上对称设置有激波喷射孔面，航天器主体内部设置有压缩气体舱，激波喷射孔面包括多孔面板，多孔面板下方设置有喇叭状接头，喇叭状接头通过拉瓦尔管连接压缩气体舱，通过压缩气体舱中的高压气体释放产生激波，通过卫星上的多孔面板发射，高速的气体流可将碎片吹开或暂时阻挡其运动，同时强大的反作用力可使航天器主体离开危险位置。本发明能够紧急应对快速运动并难以抓捕的空间碎片，使本体规避碎片的威胁。

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体涉及一种基于激波的空间碎片紧急规避系统。

背景技术

密集的空间任务和复杂的空间环境增大了航天器的在轨故障率，导致了一批失效或部分失效航天器的出现；同时，在面向深空的探索任务中，航天器可能会遭遇小行星以及天体的碎片。这些空间碎片会对航天器以及航天员的安全造成严重威胁。由于空间碎片产生原因的多样化，造成其大小形状并不固定，除了废弃卫星部件等构型或运动状态较适宜抓捕的对象外，还存在一些形状不规则的，速度较快或翻滚的空间碎片。这类碎片1)没有明显的可供抓捕的信标或明显特征(如太阳帆板，喷嘴等)，常用的刚性机械难以抓捕；2)可能由于撞击或事故产生，通常有较快的运行速度和翻滚，需要航天器对其进行紧急处理，此时，常用的刚性抓捕不适用的同时，柔性抓捕如飞网，由于其复杂的动力学特性，面对这类棘手的空间碎片，亦难以发挥其效用。3)体积适中，过小的碎片无法产生威胁，较大的碎片其轨道有明确的标定，而介于两者之间的这类空间碎片不能忽略又不易监控。

综上所述，对于这种不适合正面抓取处理的但又会对航天器和航天员造成威胁的空间碎片，需要一种紧急规避方法或紧急规避设备，来快速有效的避免其对空间任务的干扰，保证任务安全。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于激波的空间碎片紧急规避系统，该系统能够快速拉开空间碎片与航天器本身的距离，使航天器有时间进行轨道/姿态变更，避免与空间碎片产生碰撞。

为了达到上述目的，本发明包括航天器主体，航天器主体的前后两面上对称设置有激波喷射孔面，航天器主体内部设置有压缩气体舱，激波喷射孔面包括多孔面板，多孔面板下方设置有喇叭状接头，喇叭状接头通过拉瓦尔管连接压缩气体舱。

所述航天器主体包括姿轨控制系统，电源系统以及在轨运行所需的有效载荷。

所述航天器主体两侧对称设置有两个太阳能帆板。

所述太阳能帆板通过可伸缩支架杆固定在航天器主体上，可伸缩支架杆的顶部设置有两块子板。

展开前太阳能开合帆板的两块子板与可伸缩支架杆的顶部重合，展开后太阳能开合帆板的两块子板旋转拼合成为圆形，两块子板能够绕可伸缩支架杆轴线360度旋转。

所述压缩气体舱与拉瓦尔管间设置有舱口阀门。

所述航天器主体为六棱柱形。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过压缩气体舱中的高压气体释放产生激波，通过卫星上的多孔面板发射，高速的气体流可将碎片吹开或暂时阻挡其运动，同时强大的反作用力可使航天器主体离开危险位置。本发明能够紧急应对快速运动并难以抓捕的空间碎片，使本体规避碎片的威胁。

进一步的，本发明的太阳能帆板设置有两个并且分布在航天器主体两侧，太阳能帆板包括与航天器主体相连的可伸缩支架杆以及安装在可伸缩支架杆顶端的太阳能开合帆板，太阳能帆板用于提供航天器主体的能量来源，采用可伸缩支架杆避免激波喷射时太阳能帆板收到强反作用力受损或折断，若要使用时可伸缩支架杆逐节伸出，碎片预警时逐节收起，太阳能开合帆板展开为圆形，且可360度旋转，以适应不同的航天器主体姿态。

附图说明

图1为本发明的工作原理示意图；

图2为本发明整体结构前视示意图；