[发明专利]一种卫星反绳网捕获的装置及方法

说明书

本发明一种卫星反绳网捕获的装置及方法，属于航天技术领域；包括地面雷达站和卫星，所述卫星的壳体上设置有充气支撑杆、充气装置、充气支撑杆熔断装置和星载传感器系统；充气支撑杆为柱状中空充气式薄膜结构，其底部与充气装置连通；充气支撑杆熔断装置包括电阻丝和电源，电阻丝缠绕于充气支撑杆的根部周面上，电源连通后发热，充气支撑杆周面熔断后充气支撑杆与卫星壳体分离；星载传感器系统通过光学拍摄设备获取搭载绳网的航天器图像，并利用激光测定搭载绳网的航天器与卫星的距离；地面雷达站通过巡天编目对航天器进行监控，对航天器进行提前预警，并提供给卫星。本发明避免了进行大的轨道机动，有效减小防碰撞响应时间，并节省卫星的燃料。

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体涉及一种卫星反绳网捕获的装置及方法。

背景技术

空间绳网捕获技术近年来得到快速发展，国内外已经进行了大量的关于空间绳网碰撞并捕获卫星的研究，并进行了大量实验。在可预见的未来，卫星受到绳网捕获的威胁将会大大增加。为了有效规避此类威胁，有必要发展卫星反绳网捕获的方法。

目前，国内外还没有提出针对卫星反绳网碰撞捕获的有效方法。在空间防碰撞技术方面，现有卫星均采用主动轨道机动进行躲避的办法应对航天器之间的碰撞[赵暾，编队卫星星间碰撞及防碰撞技术研究[D]国防科技大学，2011]，不难看出，由于需要卫星进行轨道机动以规避碰撞物，该方法需要较大的规避运动时间，并且将会大量消耗卫星自身的燃料。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种卫星反绳网捕获的装置及方法，由一套卫星反绳网捕获系统实现。在探测到绳网靠近时，充气支撑杆展开，阻挡绳网靠近卫星主体，在完成阻挡后电阻丝将充气支撑杆熔断完成与卫星主体的分离，具有结构简单、响应时间短、消耗能量低的优点。

本发明的技术方案是：一种卫星反绳网捕获的装置，包括地面雷达站和卫星，其特征在于：所述卫星的壳体上设置有充气支撑杆、充气装置、充气支撑杆熔断装置和星载传感器系统；所述充气支撑杆为柱状中空充气式薄膜结构，其底部与充气装置连通；充气支撑杆未充气之前折叠收纳于卫星的壳体上，充气展开后轴向垂直于所在卫星壳体的端面；

所述充气支撑杆熔断装置设置于充气支撑杆的底部，包括电阻丝和电源；所述电阻丝缠绕于充气支撑杆的根部周面上，通过与电源连通后发热，将充气支撑杆缠有电阻丝的周面熔断，实现充气支撑杆与卫星的壳体分离；

所述星载传感器系统包括光学拍摄设备和激光雷达，通过光学拍摄设备获取搭载绳网的航天器图像，并利用激光雷达测定所述航天器与卫星的距离；所述地面雷达站通过巡天编目对所述航天器进行监控，对航天器进行提前预警，并提供给卫星。

本发明的进一步技术方案是：所述充气支撑杆的薄膜为聚酰亚胺。

本发明的进一步技术方案是：所述充气支撑杆外表面镀铝，以防护空间原子氧的侵蚀。

本发明的进一步技术方案是：所述卫星壳体上设置有支撑杆储箱，用于收纳折叠状态的充气支撑杆。

本发明的进一步技术方案是：所述充气装置通过控制阀门的开关为充气支撑杆提供氮气。

本发明的进一步技术方案是：所述电阻丝材质为镍铬合金，在充气支撑杆根部缠绕的圈数为5圈。

一种采用卫星反绳网捕获的装置进行反绳网捕获的方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤一，当所述卫星接收到地面雷达站的预警后，星载传感器系统拍摄监测卫星附近的搭载绳网的航天器作为目标，并对其进行持续测距；

步骤二，根据目标运动方向和充气支撑杆的安装位置，调整卫星姿态，并利用星载传感器系统测定目标与卫星间的距离变化，进行目标分析和预警判断；