[发明专利]太空垃圾清理卫星装置

权利要求书

1.一种太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述卫星装置包括卫星本体(1)和任务执行模块(2)，所述卫星本体(1)包括第一结构箱(4)、太阳能电池阵列(10)、置于所述第一结构箱(4)内部的电源模块(5)、导航模块(6)、轨道控制模块(7)、飞行控制模块(8)和无线通信模块(9)，所述第一结构箱(4)为立方体，箱体各面通过机械结构固定，太阳能电池阵列(10)置于第一结构箱顶面(4-1)的外部，所述电源模块(5)、导航模块(6)、轨道控制模块(7)、飞行控制模块(8)和无线通信模块(9)多层垂直叠放，所述任务执行模块(2)包括第二结构箱(11)、置于第二结构箱(11)内部的任务控制模块(12)、探测识别模块(13)、捕获模块(14)、粉碎模块(15)、运送模块(16)和激光烧蚀模块(17)，所述第二结构箱(11)为立方体，其第二结构箱左侧面(11-1)为固定面，与第一结构箱右侧面(4-2)机械锁紧，其余五个面能够在-60～60°范围内展开和合拢，所述第二结构箱(11)箱体各面通过直流电机推杆(18)连接，其中，任务控制模块(12)固定在所述第二结构箱左侧面(11-1)、所述探测识别模块(13)置于第二结构箱顶面(11-2)的内部；在第二结构箱顶面(11-2)、第二结构箱底面(11-5)的内侧四角分别安装一个增压装置(19)；探测识别状态下所述第二结构箱(11)展开，捕获状态下所述第二结构箱(11)合拢；任务控制模块(12)与轨道控制模块(7)直接通信，控制任务执行模块(2)内各子模块开展工作。

2.根据权利要求1所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述第一结构箱左侧面(4-3)为拓展面，用于拓展同样规格的任务执行模块(2)。

3.根据权利要求1所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述第一结构箱(1)和/或第二结构箱(11)六个面均为铝合金结构板，其内部空间与铝合金结构板之间安装玻璃纤维垫片。

4.根据权利要求1所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述电源模块(5)包括电源控制器、锂离子电池组、多个太阳敏感器、以及多个温度传感器阵列；所述电源控制器包括采样阵列、充放电管理模块和配电管理模块。

5.根据权利要求1所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述导航模块(6)包括GNSS接收机、IMU惯性测量单元、太阳敏感器、导航信息处理单元、电源接口、信息接口和数据传送接口；其中，电源接口连接电源模块(5)向导航模块(6)供电，信息接口用于连接飞行控制模块(8)并发射导航信息，数据传送接口用于连接地面控制站(3)并发射导航信息。

6.根据权利要求1所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，轨道控制模块(7)控制卫星本体(1)的姿态和所在位置，具体包括太阳能电池阵列(10)对日定向控制、天线定向控制、信息控制、共享控制和姿态控制。

7.根据权利要求6所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述姿态控制通过反作用飞轮和磁力矩器实现，或者通过任务执行模块(2)中的微推力器(20)实现，所述微推力器(20)设置在第二结构箱前面(11-3)和第二结构箱后面(11-4)的外部。

8.根据权利要求7所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述微推力器(20)为微型真空弧推力器。

9.根据权利要求1所述的太空垃圾清理卫星装置，其特征在于，所述飞行控制模块8的硬件采用冗余备份结构，其包括二次电源、第一中央处理单元、第二中央处理单元、两个FPGA、第一监控单元和第二监控单元，第一监控单元和第二中央处理单元分别连接AD采集接口；第一中央处理单元与第一监控单元通过第一链路连接，一个FPGA用于检测第一链路的状态；第二中央处理单元与第二监控单元通过第二链路连接，一个FPGA用于检测第二链路的状态。