[发明专利]基于原位利用的空间碎片处理方法

说明书

本发明涉及航空航天技术领域的基于原位利用的空间碎片处理方法，包括如下步骤：步骤1，在微重力条件下传送空间碎片：利用具有可伸缩底的空间碎片存储容器和双辊送料装置将空间碎片送入破碎研磨装置进料口；步骤2，破碎研磨多材质多尺度不规则的空间碎片：利用剪切式双棍破碎机和破碎研磨机对多材质多尺度不规则的空间碎片进行两级物理破碎研磨；步骤3，在微重力条件下筛分混合的固体粉末：利用磁选、涡电流和静电等方式对空间碎片粉末进行多级筛分。本发明使得空间碎片在空间微重力下实现粉末化，将不同特性的固体粉末较为精准地分选出来，将空间碎片处理目标由清除向再利用转变，实现空间碎片的资源化再利用。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体地，涉及一种基于原位利用的空间碎片处理方法。

背景技术

随着航天技术的发展，越来越多的航天器被发射到地球轨道上，作为航天活动的副产品—大量运载工具产生的喷射物和抛弃物、失效的航天器、空间物体爆炸、撞击产生的碎片等被滞留在地球轨道上，形成了大量的空间碎片。

目前，世界各航天大国仍将空间碎片视为垃圾，在处理方法上其主要聚焦点均放在对空间碎片的轨道移除操作上，其实质是通过消耗大量的资源将空间碎片从目前人类可利用的空间位置移至人类暂时无法利用的位置，并没有做到对空间碎片的彻底清除。若把这种“传统”的空间废弃物以高科技、高效率的方式转变为非传统的空间资源，不仅可以实现空间碎片的再资源化或循环利用，而且也将成为未来空间设施建造与维护过程中资源长期供给的有效途径。

空间碎片成分复杂、尺寸各异、难以直接利用，为了实现空间碎片的原位利用，首先需要对其进行预处理，得到属性相似的固体粉末，随后才可以进行在轨增材制造、粉末推进等二次利用。而现有的地面固体废物预处理技术中包含的破碎、研磨及筛分方法均是利用重力进行的，无法适应空间微重力环境，同时没有考虑在轨工作过程中能源、热控等对卫星平台的适应性和可行性，因此需要一种适用于空间环境的空间碎片预处理方法。

经对现有技术的检索，中国发明专利201610532786.0，发明名称为空间碎片自动移除装置及其移除方法，该专利披露了如下技术内容：包括由记忆合金制成的飞网，飞网为一端设有开口以捕捉空间碎片的网状结构，飞网上设置有加热器，飞网通过信号处理板连接有用于使空间碎片减速的主发动机，主发动机的喷口方向与飞网的开口方向位于同一条直线且相互背离，信号处理板还连接有用于调整空间碎片自动移除装置飞行姿态的微型发动机，信号处理板的边缘设有用于接收外部信号的光电探测装置，信号处理板上还设置有电源装置。虽然该专利解决了现有技术中太空拖船技术可重复性差、以及柔性飞网捕获技术中捕获后对空间碎片处理难的问题，但并没有解决多种尺寸不规则的空间碎片如何处理，也没有解决空间碎片破碎后的二次利用等技术问题。

因此，有必要设计一种能够将空间碎片在空间微重力下实现粉末化、空间碎片处理目标由清除向再利用转变、充分挖掘空间碎片的资源属性、实现空间碎片的资源化再利用的基于原位利用的空间碎片处理方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于原位利用的空间碎片处理方法，本发明能够将空间碎片在空间微重力下实现粉末化、空间碎片处理目标由清除向再利用转变、充分挖掘空间碎片的资源属性、实现空间碎片的资源化再利用。

本发明涉及一种基于原位利用的空间碎片处理方法，包括如下步骤：

步骤1，在微重力条件下传送空间碎片：利用具有可伸缩底的空间碎片存储容器和双辊送料装置将空间碎片送入破碎研磨装置进料口；

步骤2，破碎研磨多材质多尺度不规则的空间碎片：利用剪切式双棍破碎机和破碎研磨机对多材质多尺度不规则的空间碎片进行两级物理破碎研磨；

步骤3，在微重力条件下筛分混合的固体粉末：利用磁选、涡电流和静电等方式对空间碎片粉末进行多级筛分，将铁磁性、金属、半导体和非导体固体粉末筛选并分开。