[发明专利]基于卫星装置的太空垃圾清理方法

权利要求书

1.一种基于卫星装置的太空垃圾清理方法，其特征在于，实施该方法的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，该方法包括以下步骤：

(1)探测识别模块(13)探测识别太空垃圾；

(2)捕获模块(14)捕获太空垃圾；

(3)粉碎模块(15)粉碎太空垃圾；

(4)运送模块(16)运送太空垃圾；

(5)激光烧蚀模块(17)对太空垃圾进行激光烧蚀。

2.如权利要求1所述的基于卫星装置的太空垃圾清理方法，其特征在于，探测识别模块(13)位于第二结构箱顶面(11-2)的内部，包括三个构成相同的光电检测子模块，每个光电子检测模块包括光电望远镜(13-1)、大靶面科学级CCD相机(13-2)和斜轴旋转云台(13-3)。

3.如权利要求2所述的基于卫星装置的太空垃圾清理方法，其特征在于，所述粉碎模块(15)包括固定在第二结构箱前面(11-3)和第二结构箱后面(11-4)内部的两片磨盘(15-1、15-2)，所述两片磨盘(15-1、15-2)上均安装压力传感器。

4.如权利要求3所述的基于卫星装置的太空垃圾清理方法，其特征在于，所述运送模块(16)包括一个柔性连杆(16-1)、两个舵机(16-2、16-3)和一个曲柄(16-4)，柔性连杆(16-1)的两侧分别装有一个金属传感器(16-5、16-6)，所述柔性连杆(16-1)通过两个舵机(16-2、16-3)与第二结构箱底面(11-5)连接。

5.如权利要求4所述的基于卫星装置的太空垃圾清理方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：

(1-1)任务控制模块(12)驱动斜轴旋转云台(13-3)转动；

(1-2)光电望远镜(13-1)搜寻太空垃圾；

(1-3)判断是否找到太空垃圾，若是，进入步骤(1-4)，若否，则继续步骤(1-1)至(1-3)；

(1-4)大靶面科学级CCD相机(13-2)获取太空垃圾图像；

(1-5)分析图像，定位太空垃圾。

6.如权利要求4述的基于卫星装置的太空垃圾清理方法，其特征在于，步骤(2)具体包括：

(2-1)计算卫星装置与太空垃圾的相对距离；

(2-2)判断相对距离是否大于设定值，若是则轨道控制模块(7)变换卫星装置的轨道，重复步骤(2-1)至(2-2)；若否，则进入步骤(2-3)；

(2-3)任务控制模块(12)驱动直流电机推杆(18)，变形结构合拢，捕获垃圾碎片；

(2-4)大靶面科学级CCD相机(13-2)对太空垃圾进行二次定位；

(2-5)任务控制模块(12)发送命令，驱动增压装置(19)将太空垃圾挤压进入粉碎模块(15)。