[发明专利]一种基于微小卫星的空间碎片清理系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于微小卫星的空间碎片清理系统，其包含：地面观测与分析模块，用于确定空间碎片的轨道位置与空间碎片处理任务目的；运载模块，与地面观测与分析模块通信连接，其根据地面观测与分析模块的指示将空间捕获模块送入预订轨道；空间捕获模块，与地面观测与分析模块通信连接，其包含搭载在运载模块上的碎片接管小卫星以及附着于该碎片接管小卫星上的多个观测与操控微卫星；观测与操控微卫星用于对空间碎片进行观测以获得观测数据，碎片接管小卫星用于根据观测数据控制观测与操控微卫星对空间碎片进行处理。其优点是：可以实现对空间正在运行的故障航天器进行检测维修；可以将空间碎片进行离轨处理。

技术领域

本发明涉及外太空空间环境探测及空间垃圾清理技术领域，具体涉及一种基于微小卫星的空间碎片清理系统及方法。

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。据统计，人类活动在太空中留下了接近6000吨的各类物体，其中40%位于近地轨道上。NASA和ESA的研究均显示，目前所有的空间碎片（包括故障航天器、报废航天器、航天器撞击形成的碎片、环绕地球运行的陨石）减缓措施虽然能够减少空间碎片的产生，但是都不足以保持空间碎片环境的稳定。这些空间碎片不受控制，无法确定其运动轨迹，对航天器的运行造成很大的危害，必须采取措施给予定期清除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于微小卫星的空间碎片清理系统及方法，其包含地面观测与分析系统、运载系统和空间捕获系统三部分，可以实现空间碎片获取，自主回收，并且可重复使用的故障航天器维修处理等。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于微小卫星的空间碎片清理系统，其特征是，包含：

地面观测与分析模块，用于确定空间碎片的轨道位置与空间碎片处理任务的目的；

运载模块，与地面观测与分析模块通信连接，其根据地面观测与分析模块的指示将空间捕获模块送入预订轨道；

空间捕获模块，与地面观测与分析模块通信连接，其包含搭载在运载模块上的碎片接管小卫星以及附着于该碎片接管小卫星上的多个观测与操控微卫星；观测与操控微卫星用于对空间碎片进行观测以获得观测数据，碎片接管小卫星用于根据观测数据控制观测与操控微卫星对空间碎片进行处理。

上述的基于微小卫星的空间碎片清理系统，其中：

所述观测与操控微卫星选用主动附着的方式完成对空间碎片的连接后对空间碎片进行处理。

上述的基于微小卫星的空间碎片清理系统，其中：

所述的碎片接管小卫星根据观测数据得到空间碎片的运动位置与姿态信息。

上述的基于微小卫星的空间碎片清理系统，其中：所述的地面观测与分析模块包含：

大型光子望远镜、地面雷达系统、轨道信息库、任务分析平台；大型光子望远镜和地面雷达系统观测得到空间碎片在可观测时间段内的轨道位置，通过轨道信息库提供的轨道信息得到空间碎片的完整轨道信息，任务分析平台根据空间碎片完整的轨道信息分析计算空间捕获模块的发射时间、发射位置、入轨时间及入轨位置。

上述的基于微小卫星的空间碎片清理系统，其中：

所述空间捕获模块中，观测与操控微卫星上附着有4个碎片接管小卫星。

一种空间碎片清理方法，其特征是，采用上述的基于微小卫星的空间碎片清理系统来完成，该方法包含以下步骤：

S1、地面观测与分析模块确定空间碎片的轨道位置与空间碎片处理任务的目的；

S2、运载模块搭载空间捕获模块，将空间捕获模块送入预订轨道；