CN110198893A - 空间碎片捕获装置以及空间碎片除去装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供空间碎片捕获装置(3)，该空间碎片捕获装置(3)具备鱼叉(31、41、41')，朝向除去对象的空间碎片亦即目标碎片(X)打入上述鱼叉(31、41、41')。鱼叉(31、41、41')具备大径的第一鱼叉部(43)、和从第一鱼叉部(43)的向目标碎片(X)打入的打入方向上的前端面(43a)突出且直径比第一鱼叉部(43)的直径小的第二鱼叉部(44)。

Description

空间碎片捕获装置以及空间碎片除去装置

技术领域

本公开涉及适于在地球环绕轨道上环绕的比较大型的使用完毕的卫星、火箭等空间碎片的除去的空间碎片除去装置。

背景技术

当今，在轨道上环绕有军事卫星、通信卫星、科学卫星、观测卫星、导航卫星等各种目的的人造卫星。上述人造卫星在故障而无法发挥功能、或者完成任务而达到寿命的情况下，大多保持原样地放置在轨道上，成为空间碎片(宇宙垃圾)。并且，用于人造卫星等的发射的火箭等的残骸也作为空间碎片而放置在轨道上。

当今，在轨道上环绕的空间碎片达到几千个以上，进入因自然碰撞而个数增加的自我增殖的阶段。为了使该空间碎片的自我增殖停止，最低需要每年除去五个左右的空间碎片。虽然空间碎片会被地球的引力吸引，最终坠落消失，但自然坠落需要较长岁月，没有效率。因此，作为积极地除去空间碎片的方法，已经提出了将减速装置安装于空间碎片的方法。

并且，作为将减速装置安装于空间碎片的方法，本申请人也已经提出了将从空间碎片除去装置发射出的鱼叉打入空间碎片的技术(参照专利文献1)等。

在将鱼叉打入该空间碎片的空间碎片除去方法中，考虑在空间碎片中存在由桁架构造的梁等加强的部分。即，从空间碎片除去装置向空间碎片打入多个鱼叉，利用被打入未加强的部分的鱼叉来将减速装置安装于空间碎片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/065795号

发明内容

发明所要解决的课题

为了在被加强的部分中也能够贯通地打入鱼叉，需要通常的几倍～几十倍的能量，并且为了承受其反作用力，需要使空间碎片除去装置变得大型。与此相对，若是将上述的多个鱼叉打入空间碎片的除去方法，则以通常的能量发射各鱼叉即可，从而能够避免除去装置的大型化。

尽管如此，需要按照鱼叉的个数来设置用于发射鱼叉的结构，从而不能避免空间碎片除去装置与其相应地变得大型的情况。

本公开的目的在于，能够将为了将具有空间碎片除去功能的装置安装于空间碎片而将鱼叉打入空间碎片时所需要的力、打入鱼叉时所产生的反作用力抑制得较小。

用于解决课题的方案

本公开的一个方式是一种空间碎片捕获装置，具备鱼叉，朝向作为除去对象的空间碎片的目标碎片打入上述鱼叉。鱼叉具备大径的第一鱼叉部和第二鱼叉部，该第二鱼叉部从该第一鱼叉部的向目标碎片打入的打入方向上的前端面突出，并且直径比第一鱼叉部的直径小。

发明的效果如下。

根据上述空间碎片捕获装置，能够将为了将具有空间碎片除去功能的装置安装于空间碎片而将鱼叉打入空间碎片时所需要的力、打入鱼叉时所产生的反作用力抑制得较小。

附图说明

图1示出应用几个实施方式的空间碎片捕获装置的空间碎片除去装置。

图2示出图1的空间碎片除去装置移行至目标碎片的捕获姿势的状态。

图3是示出搭载于图1的空间碎片除去装置的空间碎片捕获装置的基本结构的局部剖视图。

图4是示出图3的空间碎片捕获装置的动作的图，(a)示出接近状态，(b)示出射出角度调整状态，(c)示出射出角度调整结束状态。

图5是示出图3的空间碎片捕获装置的动作的图，(a)示出射出状态，(b)示出终端量块分离状态，(c)示出系绳放出状态。

图6是示出图1的空间碎片除去装置的动作的图，(a)示出移动状态，(b)示出接近状态，(c)示出捕获状态。

图7是示出图1的空间碎片除去装置的动作的图，(a)示出脱离状态，(b)示出系绳放出状态。

图8是示出应用几个实施方式的空间碎片捕获装置的空间碎片除去装置的变形例的图，(a)是侧视图，(b)是主视图。

图9是示出应用几个实施方式的空间碎片捕获装置的空间碎片除去装置的具体结构例的图，(a)示出某具体结构例，(b)示出其它具体结构例。

图10示出第一实施方式的空间碎片捕获装置的鱼叉的具体结构例。

图11是示出第二实施方式的空间碎片捕获装置的鱼叉的具体结构例的图，(a)是局部剖视图，(b)是(a)的第二鱼叉部的横剖视图。

图12示出图11的鱼叉被打入目标碎片的过程的图。(a)示出第二鱼叉部的前端部打入空间碎片的状态，(b)示出第二鱼叉部侵入至空间碎片的内部的状态，(c)示出第二鱼叉部卡定于空间碎片的表面的背侧的状态。

图13示出图11的第二鱼叉部的变形例。

图14是示出图11的第二鱼叉部的变形例的图，(a)示出其它变形例，(b)示出另一其它的变形例，(c)示出再一其它的变形例。

具体实施方式

以下，参照附图对几个实施方式进行说明。首先，参照图1至图9，对应用空间碎片捕获装置(以下称作“碎片捕获装置”)的空间碎片除去装置(以下称作“碎片除去装置”)进行说明。图1示出应用了几个实施方式的碎片捕获装置的碎片除去装置。图2示出图1的碎片除去装置移行至作为除去对象的空间碎片的目标碎片的捕获姿势的状态。

图1的碎片除去装置1是捕获漂流在宇宙空间内的空间碎片(以下简单地称作“碎片”)并从轨道上除去该空间碎片的装置。如图1至图7所示，碎片除去装置1具备作为主体部的终端量块2、能够分开地搭载于终端量块2的碎片捕获装置3、以及连结碎片捕获装置3和终端量块2的系绳4。终端量块2构成为能够向目标碎片亦即碎片X接近。

碎片捕获装置3具备向碎片X打入的鱼叉31、为了向碎片X打入鱼叉31而射出鱼叉31的射出装置32、导向部件33、以及向射出装置32发送射出信号的开关34。导向部件33配置为能够抵接于碎片X的表面，调整鱼叉31相对于碎片X的表面的射出角度。碎片捕获装置3在使鱼叉31贯入至碎片X后，将终端量块2从碎片捕获装置3分离并向宇宙空间放出系绳4。

终端量块2是用于利用作用于其本身的重力、助推器等的推进力来在宇宙空间内展开系绳4的质量体。并且，终端量块2也可以用作收纳碎片捕获装置3的控制装置、系绳4的容器。例如，如图3所示，系绳4呈螺旋状卷绕并收纳在终端量块2内。终端量块2具有用于向外部引出系绳4的系绳放出口2a。

并且，如图1所示，终端量块2也可以具有在系绳4的展开时用于控制终端量块2的移动方向、姿势的推进器21(例如助推器等)。也可以在终端量块2的表面配置有太阳电池板22。太阳电池板22构成用于向碎片捕获装置3供电的太阳光发电装置(电力源)。此外，推进器21、电力源不限定于图示的结构，也能够根据需要而省略。

碎片除去装置1例如搭载于小型卫星等母机5来移动。母机5例如具有助推器等推进器51、供电的太阳电池桨52、把持碎片除去装置1来进行操作的机器人臂53、以及用于将终端量块2固定于母机5的固定部54(例如开口部)。这样，在具有推进器51的母机5搭载碎片除去装置1(终端量块2)，从而能够省略碎片除去装置1的推进器、大型的电力源，从而能够实现碎片除去装置1的简化以及轻型化。此外，碎片除去装置1例如在母机5的上表面和下表面各配置两台(合计四台)，但不限定于这样的台数以及位置。

并且，终端量块2在后端部具有用于供机器人臂53把持的把手部23。把手部23是机器人臂53能够把持的形状即可，不限定于图示的形状。如图1所示，母机5直至移行为碎片X的捕获作业以在表面固定并收纳有碎片除去装置1的状态移动。而且，母机5向除去对象的碎片X接近并移行至捕获作业时，利用机器人臂53将终端量块2从母机5的表面拉开。而且，如图2所示，通过使机器人臂53笔直地朝向正面(向前方延伸)，来在使碎片除去装置1的前端(鱼叉31的射出方向)朝向正面的状态下进行碎片除去装置1的定位。

如图3所示，碎片捕获装置3除具备鱼叉31、射出装置32、导向部件33以及开关34之外，还具备如下结构。即，碎片捕获装置3具备与终端量块2的系绳放出口2a连接的外壳35、收纳在外壳35内的螺旋弹簧36、以及用于将外壳35固定于系绳放出口2a的锁定装置37。并且，在碎片捕获装置3具备配置于射出装置32与外壳35之间的缓冲器38。

外壳35大致呈筒状，具有能够抵接于系绳放出口2a的端面的直径。其后端部抵接于系绳放出口2a的前端面，并且朝向后方开口。并且，螺旋弹簧36以压缩的状态收纳在外壳35内，螺旋弹簧36的后端通过外壳35的开口而抵接于系绳放出口2a的前端面。锁定装置37具有能够与形成于系绳放出口2a的前端部的外周面的环状的突起卡合的钩部37a、将钩部37a限制为卡合的状态的金属线37b、以及切断金属线37b的金属线切割件37c。此外，锁定装置37的形状、结构仅仅是一个例子，不限定于图示的形状、结构。

金属线37b以维持钩部37a与系绳放出口2a卡合的状态的方式与钩部37a连接。当从碎片捕获装置3从终端量块2分离时，则锁定装置37利用金属线切割件37c来切断金属线37b，解除钩部37a的限制。若钩部37a的限制解除，则因螺旋弹簧36的作用力，钩部37a从系绳放出口2a脱离，并且系绳放出口2a被向后方推出，从而终端量块2从碎片捕获装置3分离。

射出装置32具有限制鱼叉31的移动方向的缸筒32a、插通在缸筒32a内的活塞32b、配置于缸筒32a的后端的多个先导阀32c、以及限位机构32d。若先导阀32c从开关34接收到射出信号，则向缸筒32a内放出气体，推出活塞32b。这样的射出装置32的结构仅仅是一个例子，例如也可以是使用电动马达等的结构。并且，先导阀32c也可以是单数，也可以是使用其它火工品的结构，并且也可以是使用电动马达的结构。

在活塞32b的前端连接有鱼叉31。鱼叉31是具有能够贯入至碎片X的直径的杆状部件，在前端部具有多个飞翅部31a。通过具有飞翅部31a，能够抑制贯入至碎片X的鱼叉31的脱出。此外，鱼叉31的前端部也可以尖锐，也可以具有钻孔冲头、切削件的前端之类的形状。

限位机构32d设定鱼叉31相对于碎片X的表面的贯入深度。限位机构32d例如由形成于缸筒32a的前端的壁面部32e、和形成于活塞32b的后端的扩径部32f构成。根据该结构，当从射出装置32射出鱼叉31时，能够使活塞32b的扩径部32f卡定于缸筒32a的壁面部32e，从而鱼叉31不会离开射出装置32而飞出。即，能够根据壁面部32e与扩径部32f的距离来规定鱼叉31的射出距离(行程)，从而能够设定鱼叉31相对于碎片X的表面的贯入深度。此外，扩径部32f的位置不限定于活塞32b的后端，也可以根据所要求的鱼叉31的贯入深度，将扩径部32f形成于活塞32b的中间部。

并且，也可以从鱼叉31的前端直至活塞32b地形成有排气用的流路31b。流路31b也可以形成为：沿鱼叉31以及活塞32b的轴心延伸，并且在活塞32b的中间部，朝向活塞32b的侧面折弯。根据该结构，即使在某些气体滞留在碎片X的内部的情况下，通过使鱼叉31贯入至碎片X，都能够经由流路31b向碎片X外的宇宙空间放出碎片X内的气体，从而能够抑制产生碎片X的爆炸、火灾等。此外，能够根据需要来省略流路31b。

并且，碎片捕获装置3也可以具有防飞散罩(例如波纹管39)，该防飞散罩配置为覆盖鱼叉31的外周且开口部(前端部39a)位于比鱼叉31的前端靠前方。波纹管39是在侧面部具有例如铜制的折皱的弹性体，并构成为能够沿鱼叉31的延伸方向伸缩。波纹管39的后端部39b具有底部，通过将底部与鱼叉31连接来密封后端部39b。此外，防飞散罩不限定于图示的波纹管39，也可以由海绵之类的弹性体构成。

因此，若使鱼叉31贯入至碎片X，则波纹管39的前端部39a停留在碎片X的表面，另一方面，波纹管39的后端部39b伴随鱼叉31而移动，因而波纹管39在轴向上压缩。即，波纹管39因鱼叉31向碎片X的贯入而被推压至碎片X的表面，从而形成由碎片X的表面、波纹管39的侧面部以及后端部39b包围的密闭空间。其结果，能够抑制在鱼叉31的贯入时产生的碎片X的破片等的飞散，从而能够抑制新碎片的产生。此外，排气用的流路31b优选以不向波纹管39内放出气体的方式延伸设置至比波纹管39的后端部39b靠后方侧、例如活塞32b的后端部。

在波纹管39的前端部39a(具体为形成开口部的缘部)配置有多个开关34。例如，为了对波纹管39的前端部39a正对碎片X的表面的状态进行检测，优选至少配置三个以上的开关34。这样，通过在波纹管39的前端部39a配置开关34，能够对波纹管39正对碎片X的表面的状态进行检测。而且，通过在该状态下使鱼叉31贯入至碎片X，能够将鱼叉31的射出角度调整至适当的范围内，并且能够容易地形成密闭空间。

开关34是对波纹管39的前端部39a抵接于碎片X的表面的状态进行检测的部件。开关34是所谓的微动开关，也可以是压敏式开关，并且也可以是通电式开关。开关34经由电缆(未图示)而与射出装置32的先导阀32c连接。而且，若波纹管39的前端部39a抵接于碎片X的表面，则开关34向先导阀32c发送射出信号。此外，开关34的配置场所不限定于波纹管39的前端，可以配置于导向部件33的前端，也可以配置于支撑于碎片捕获装置3的专用的导向部件的前端。

并且，在波纹管39的外侧配置有导向部件33。导向部件33例如具有配置于前端的环状的轮圈部33a、和支撑轮圈部33a的轮辐部33b，并具有前端侧扩径的大致圆锥形状的外形。轮圈部33a的直径形成为比波纹管39的直径大。轮辐部33b的后端部例如与射出装置32的缸筒32a连接。

因此，在碎片捕获装置3相对于碎片X的表面倾斜地(在保持鱼叉31以及活塞32b的轴相对于碎片X的表面倾斜的状态下)接近的情况下，首先导向部件33的轮圈部33a抵接于碎片X的表面。而且，若保持该状态地使碎片捕获装置3向碎片X接近，则碎片捕获装置3以导向部件33的上述抵接点为基准(绕该接点)旋转，以轮圈部33a的整体抵接于碎片X的表面的方式控制碎片捕获装置3的姿势。即，导向部件33用作碎片捕获装置3的自动调心机构，能够调整鱼叉31相对于碎片X的表面的射出角度。

收纳在终端量块2内的系绳4通过系绳放出口2a以及外壳35而与射出装置32(缸筒32a)的后端部连接。也可以在射出装置32(缸筒32a)与外壳35之间配置有缓和在鱼叉31的射出时所产生的冲击的缓冲器38(例如弹簧等)。通过配置这样的缓冲器38，能够利用缓冲器38来吸收在使先导阀32c点火而射出鱼叉31时所产生的反作用力。此外，缓冲器38不限定于弹簧，也可以是橡胶之类的弹性体。

在使鱼叉31贯入至碎片X后，通过从碎片捕获装置3分离终端量块2，来向宇宙空间放出并展开系绳4。系绳4具有导电性，根据流动于系绳4的电流与展开系绳4的磁场的关系，对系绳4作用劳伦兹力。其结果，系绳4例如在与碎片X的行进方向相反的方向上被拉拽，能够使碎片X减速。此外，虽未图示，但也可以通过使系绳向相反方向(例如远离地球的方向)伸展，并在行进方向上拉拽来使碎片X加速，使碎片X的轨道上升，从而从混杂轨道除去碎片X。也可以在系绳4的端部或者终端量块2设置用于积极地与周边的宇宙空间进行电子的交换的发射极或者集电极。

接下来，参照图4、图5对碎片捕获装置3的动作进行说明。此处，图4、图5是示出碎片捕获装置3的动作的图，图4的(a)示出接近状态，(b)示出射出角度调整状态，(c)示出射出角度调整结束状态。并且，图5的(a)示出射出状态，(b)示出终端量块分离状态，(c)示出系绳放出状态。

如图4的(a)所示，与终端量块2连接的状态下的碎片捕获装置3同终端量块2一起向碎片X接近。碎片捕获装置3在维持鱼叉31以及活塞32b的轴相对于碎片X的表面大致垂直的状态不变地接近了碎片X的表面的情况下，如图4的(c)所示，开关34抵接于碎片X的表面，并发送射出信号。

与此相对，如图4的(b)所示，在碎片捕获装置3相对于碎片X的表面倾斜地接近了的情况下，导向部件33的轮圈部33a会抵接于碎片X的表面。而且，若保持该状态地使碎片捕获装置3缓慢地向碎片X接近，则导向部件33以轮圈部33a的抵接点为基准来修正碎片捕获装置3的姿势。最终，碎片捕获装置3的姿势如图4的(c)所示地修正为相对于碎片X的表面大致垂直的状态。

如图4的(c)所示，若开关34抵接于碎片X的表面，则向射出装置32(先导阀32c)发送射出信号，从先导阀32c向缸筒32a内放出气体，沿缸筒32a推出活塞32b。通过这样的动作，从射出装置32射出鱼叉31，并且如图5的(a)所示地鱼叉31贯入至碎片X。此时，鱼叉31由限位机构32d设定贯入深度，构成为不会离开射出装置32而飞出。

此时，波纹管39因碎片X的表面与鱼叉31的相对移动被推压至碎片X的表面而被压缩。因此，利用波纹管39能够在鱼叉31的贯入部的周围形成密闭空间，能够抑制在鱼叉31的贯入时所产生的破片等的飞散。并且，在气体滞留在碎片X内的情况下，气体通过流路31b向宇宙空间放出。此外，鱼叉31的射出时的反作用力由缓冲器38吸收。

通过将鱼叉31贯入至碎片X，能够由碎片捕获装置3来捕获碎片X。接下来，需要使碎片X减速。因此，如图5的(b)所示，切断锁定装置37的金属线37b。由于若切断金属线37b，则解除对钩部37a的限制，所以终端量块2因收纳在外壳35内的螺旋弹簧36的作用力而朝向宇宙空间在离开碎片捕获装置3的方向上被推出。而且，如图5的(c)所示，终端量块2离开碎片捕获装置3，向宇宙空间放出并展开系绳4。

接下来，参照图6、图7对碎片除去装置1的动作进行说明。此处，图6、图7是示出碎片除去装置1的动作的图，图6的(a)示出移动状态，(b)示出接近状态，(c)示出捕获状态。并且，图7的(a)示出脱离状态，(b)示出系绳放出状态。

如图6的(a)所示，碎片捕获装置3以搭载于母机5的状态移动至作为除去对象的碎片X的附近。碎片X一边进行不规则的翻滚运动一边在环绕轨道上环绕。母机5例如被投入至比碎片X的环绕轨道低的位置，使用推进器51向碎片X接近并且利用离心力而缓缓地在环绕轨道上接近。

若母机5被投入至碎片X的环绕轨道上，则如图6的(b)所示，母机5操作机器人臂53来从母机5分离终端量块2以及碎片捕获装置3，并将碎片捕获装置3定位于母机5的正面。

进入捕获姿势的母机5使用GPS等，一边把握自身的位置和碎片X的位置一边移动。此时，也可以利用CCD照相机、激光雷达等观测器来观测碎片X，推断碎片X的运动模型，并计算鱼叉31的打入位置。而且，如图6的(c)所示，使母机5向碎片X接近，并使碎片捕获装置3的前端抵接于鱼叉31的打入位置。此外，当使碎片捕获装置3的前端抵接于碎片X的表面时，也可以使用上述的机器人臂53，也可以从碎片X的接近距离起从终端量块2射出碎片捕获装置3并抵接。

若碎片捕获装置3的前端抵接于碎片X的表面，则如图5的(a)所示，射出鱼叉31，捕获碎片X。在捕获到碎片X后，母机5操作机器人臂53，如图7的(a)所示地分离碎片除去装置1(终端量块2)使之脱离。母机5朝向下一个除去对象亦即其它碎片移动。

如图5的(b)、(c)所示，从母机5分离后的碎片除去装置1从碎片捕获装置3分离终端量块2，并向宇宙空间放出并展开系绳4。此时，在终端量块2具有推进器21的情况下，通过利用推进器21，能够控制系绳4的展开方向、姿势。

碎片除去装置1具备构成为能够向除去对象的碎片X接近的终端量块2、能够相对于终端量块2分离地搭载于终端量块2的碎片捕获装置3、以及连结碎片捕获装置3和终端量块2的系绳4，使用该碎片除去装置1能够容易地实施以下的碎片除去方法。该碎片除去方法具有使碎片捕获装置3向碎片X接近的接近工序、修正碎片捕获装置3的姿势的姿势修正工序、由碎片捕获装置3捕获碎片X的捕获工序、以及向宇宙空间放出系绳4的系绳展开工序。在姿势修正工序中，碎片捕获装置3相对于碎片X的表面倾斜地接近，碎片捕获装置3的一部分(导向部件33)抵接于碎片X的表面，并以该抵接点为基准来修正碎片捕获装置3的姿势。在系绳展开工序中，使终端量块2从碎片捕获装置3分离并使系绳4向宇宙空间放出。

因此，根据上述的碎片除去装置1以及碎片除去方法，并非从远方射出鱼叉31，通过使碎片捕获装置3向碎片X接近并使导向部件33抵接于碎片X的表面，来调整鱼叉31的射出角度。因此，能够从接近碎片X的表面的位置以适当的射出角度射出鱼叉31，从而能够减少鱼叉31的射出时所需要的动能，并且能够减少其反作用力。

并且，由于在已接近的位置调整射出角度之后射出鱼叉31，所以能够减少鱼叉31偏离、弹跳、贯通碎片X的可能性，从而能够正确地捕获碎片X。并且，由于能够可靠地使鱼叉31贯入至碎片X，所以也能够省略观测鱼叉31是否贯入至碎片X的步骤、观测装置。

此外，也能够变更以上说明的碎片除去装置1的结构的一部分。图8的(a)是示出应用碎片捕获装置的碎片除去装置的变形例的侧视图，(b)是其主视图。图8的(a)、(b)中，对与图1至图7所示的结构相同的结构部件标注同一符号并省略重复的说明。

图8的(a)、(b)所示的碎片除去装置的终端量块2具有支撑射出装置32的支撑装置24。支撑装置24具有分别经由铰链24c而能够转动地与终端量块2连接的一对框架24a、和将两个框架24a的前端部限制于射出装置32的限制装置24b。

一对框架24a配置于夹着射出装置32而相互对置的位置，并在其间夹持有射出装置32。如图8的(b)所示，各框架24a例如具有A字形状，两个腿部分别与终端量块2连接。限制装置24b例如由在使一对框架24a的前端部抵接于射出装置32(具体为缸筒32a)的状态下进行限制的金属线、和切断金属线的金属线切割件构成。此外，框架24a的形状、限制装置24b的结构仅仅是一个例子，不限定于图示的形状、结构。

由于射出装置32经由缓冲器38支撑于外壳35，所以在无重力的宇宙空间内，能够保持与外壳35的位置关系(具体为鱼叉31及活塞32b的轴与外壳35的轴大致呈同一直线状地排列的状态)。另一方面，例如当在地面上操作理碎片除去装置1的情况下，对射出装置32作用重力，并且在发射时对射出装置32作用加速度。因此，在这样的情况下，碎片捕获装置3的前端部容易倾倒(射出装置32容易成为相对于外壳35倾斜的状态)。根据上述的碎片除去装置，通过设置支撑装置24，能够将射出装置32支撑于终端量块2，从而即使在地面上的操作时、发射时，也能够抑制碎片捕获装置3的倾倒。

就支撑装置24而言，例如在图6的(b)所示的接近状态的阶段，切断限制装置24b的金属线，并使框架24a退避至图8的(a)中点划线所示的退避位置。此外，虽未图示，但也可以在铰链24c或者限制部配置用于使框架24a转动至退避位置的弹簧等。并且，形成于终端量块2的表面的突起25是用于在图1所示的母机5固定终端量块2的部件的一个例子。例如，突起25插通于在母机5的表面形成的开口部亦即固定部54，并由把持装置限制。

图9的(a)、(b)是示出参照图1至图8而说明的碎片除去装置的更具体结构例的图。图9的(a)所示的具体例中，设有对在碎片捕获装置3与碎片X的表面接触时所产生的冲击进行缓和的缓冲器6。缓冲器6例如配置于构成终端量块2的系绳放出口2a的管体的中间部，例如由连杆机构构成。连杆机构例如连接前侧分割体和后侧分割体，上述前侧分割体和后侧分割体是在前后二等分系绳放出口2a的管体而形成的。此处，图示出由两根连杆构成的缓冲器6，但连杆的根数不限定于图示的根数。并且，缓冲器6也可以利用弹簧、橡胶等弹性体、波纹管等部件来代替连杆机构。

根据这样的结构的碎片除去装置1，例如在图6的(b)所示的接近状态的阶段使框架24a退避，如图6的(c)所示，能够由缓冲器6吸收在使碎片捕获装置3抵接于碎片X时所产生的冲击。

并且，图9的(b)所示的其它具体例中，终端量块2具有用于使碎片捕获装置3移动的推进器21′。根据这样的结构，不用将碎片除去装置1搭载于母机5，用单机就能够进行碎片X的除去作业。因此，即使在除去对象的碎片X是一个的情况、至下一个除去对象的碎片X为止的距离很远的情况下，也能够高效地进行作业。

此外，在这样的结构中，由于需要利用推进器21′来使碎片捕获装置3向碎片X接近，所以终端量块2优选具有构成电力源的太阳电池桨26。此外，虽未图示，但也可以将图9的(a)所示的缓冲器6配置于终端量块2与碎片捕获装置3之间。

以下，参照附图对能够应用于碎片除去装置1的碎片捕获装置的结构、尤其是鱼叉31(参照图3)的部分的具体结构进行说明。

图10是示出第一实施方式的碎片捕获装置的鱼叉的部分的具体结构的图。图10所示的鱼叉41用作图3所示的碎片捕获装置3的鱼叉31，具有第一鱼叉部43和第二鱼叉部44。第一鱼叉部43呈大径的圆柱状。在第一鱼叉部43的向碎片X打入的打入方向前端侧的前端面43a的中央，朝向打入方向前方突出地设置有直径比第一鱼叉部43的直径小的第二鱼叉部44。

在第一鱼叉部43的前端面43a，以包围第二鱼叉部44的方式在周向上隔开间隔地安装有多个卡定用小型鱼叉端部45、45、…。卡定用小型鱼叉端部45例如能够使用自冲铆钉(SPR)。并且，在第一鱼叉部43的外周面设有多个能够卡定于碎片X的飞翅部43c。在第二鱼叉部44的前端形成有前端部44a。前端部44a的形状例如也可以呈前端尖细的尖头形、前端平坦的平头形、圆锥形、仿效钻孔冲头(冲床)的前端的形状(冲头个数以及冲头(冲床)前端的刀具的个数是任意的)等。鱼叉41中的第二鱼叉部44的至少前端部44a由具有能够贯通碎片X的表面Y的强度的金属构成。

本实施方式的碎片捕获装置3中，图3所示的射出装置32以鱼叉41足以穿透图10所示的碎片X的表面Y的未由肋Z加强的部分的力使鱼叉41射出。对射出的鱼叉41的第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44分别施加与各自的质量对应的比例的力。(以下，为便于说明，将表面Y中的背侧由肋Z加强的部分称作“加强部”，并将背侧未由肋Z加强的部分称作“非加强部”。)

而且，若由射出装置32射出鱼叉41，则从前端面43a突出的第二鱼叉部44的前端部44a比第一鱼叉部43的前端面43a先碰撞到碎片X的表面Y。

当第二鱼叉部44的前端部44a碰撞到碎片X的表面Y时，赋予给鱼叉41的力中施加给第二鱼叉部44的力作用于前端部44a。并且，赋予给鱼叉41的力中施加给还未碰撞到碎片X的表面Y的第一鱼叉部43的力也经由第一鱼叉部43而作用于第二鱼叉部44的前端部44a。

通过施加经由该第一鱼叉部43的力，在第二鱼叉部44的前端部44a例如被打入碎片X的表面Y的加强部或者非加强部的任一者的情况下，至少前端面43a的卡定用小型鱼叉端部45被打入表面Y直至碰撞到表面Y的深度。

在第二鱼叉部44的前端部44a被打入表面Y后，第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y。此时，从射出装置32赋予给鱼叉41的力中的施加给第一鱼叉部43并未消耗完而残留的剩余力作用于第一鱼叉部43的前端面43a。并且，对第二鱼叉部44的前端部44a仅作用从射出装置32赋予给鱼叉41的力中施加给第二鱼叉部44并未消耗完而残留的剩余力。此外，本说明书中，“剩余力”是与由来自射出装置32的射出而赋予的动能减去所消耗的动能的剩余的动能对应的力。

在鱼叉41所打入的部位是表面Y的非加强部的情况下，第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44的双方克服表面Y的反作用力而冲破表面Y。也就是说，鱼叉41的整体穿透表面Y而侵入至碎片X的内部。

于是，穿透表面Y并侵入至内部的第一鱼叉部43的飞翅部43c在表面Y的背侧较大地打开。打开状态下的飞翅部43c的外形尺寸比鱼叉41的整体穿透后的碎片X的表面Y的孔径大，因而即使将系绳4拉向终端量块2侧，因飞翅部43c卡定于表面Y的背侧，不会从表面Y的孔向表侧拉出鱼叉41。因此，鱼叉41卡定于碎片X，如图5所示，碎片除去装置1与碎片X连接。

另一方面，在鱼叉41所打入的部位是表面Y的加强部的情况下，射出装置32赋予给鱼叉41的力不足，鱼叉41的整体无法克服表面Y的反作用力而冲破表面Y。而且，在碰撞到表面Y的加强部的部位是第二鱼叉部44的前端部44a的情况下，鱼叉41在第二鱼叉部44被打入碎片X的位置停止。由停止的第二鱼叉部44限制运动的第一鱼叉部43有时也停止在该前端面43a碰撞到表面Y前的位置。

在该情况下，在表面Y与第二鱼叉部44的接触部分产生摩擦、或者产生属结合。在宇宙空间存在碎片X与第二鱼叉部44这两者，在第二鱼叉部44冲破表面Y时，至少在两者的接触部分不存在氧化被膜，从而产生碎片X与第二鱼叉部44的金属结合。

这样，若在碎片X与第二鱼叉部44之间产生摩擦、金属结合，则鱼叉41虽未卡定于碎片X，但碎片X与第二鱼叉部44利用摩擦力、金属结合力而稳固地连结。因此，碎片除去装置1由碎片捕获装置3的鱼叉31(鱼叉41)与碎片X连接。

与此相对，在碰撞到表面Y的加强部的部位是第一鱼叉部43、碰撞到非加强部的部位是第二鱼叉部44的情况下，第二鱼叉部44的前端部44a被打入碎片X直至第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y。

在该情况下，第一鱼叉部43的前端面43a的卡定用小型鱼叉端部45嵌入而卡定于碎片X的表面Y。并且，由于在宇宙空间存在卡定用小型鱼叉前部45和碎片X这两者，所以在两者的接触部分产生金属结合。

因此，因在碎片X与第二鱼叉部44或者卡定用小型鱼叉端部45之间产生的摩擦或者金属结合、卡定用小型鱼叉端部45相对于碎片X的卡定，碎片X与第一鱼叉部43稳固地连结。由此，碎片除去装置1由碎片捕获装置3的鱼叉31(鱼叉41)与碎片X连接。

如上所述，在本实施方式的碎片捕获装置3中，鱼叉41具备大径的第一鱼叉部43、和从第一鱼叉部43的向碎片X打入的打入方向上的前端面43a突出且直径比第一鱼叉部43的直径小的第二鱼叉部44。因此，若朝向碎片X打入鱼叉41，则此时，赋予给鱼叉41的力分别以与各自的质量对应的比例施加给第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44。而且，在第一鱼叉部43的前端面43a碰撞之前，从第一鱼叉部43的前端面43a突出的第二鱼叉部44先碰撞到碎片X。

当第二鱼叉部44的前端部44a碰撞到碎片X时，赋予给鱼叉41并施加给第二鱼叉部44的力作用于前端部44a，并且赋予给鱼叉41并施加给未碰撞到碎片X的第一鱼叉部43的力作用于第二鱼叉部44的前端部44a。

也就是说，赋予给鱼叉41的力全部作用于直径比第一鱼叉部43的直径小的第二鱼叉部44的前端部44a。利用该力，即使第二鱼叉部44的前端部44a碰撞到碎片X的例如因壁厚的材料的使用、肋Z等加强部件的加强等而强度比其它部分的强度高的部分，也容易被打入碎片X。

因而，若从射出装置32对鱼叉41赋予至少将第二鱼叉部44的前端部44a打入碎片X所需要的力，则能够利用摩擦力、金属结合力、或者两者的机械式卡合或卡定来将第一鱼叉部43或者第二鱼叉部44与碎片X连结。

因此，即使有向由肋Z等加强了的碎片X的强度较高的部分打入鱼叉41的可能性，也能够将打入鱼叉41时所赋予的力抑制得较小。由此，能够将为了在碎片X安装碎片捕获装置3而将鱼叉41打入碎片X时所需要的力、打入鱼叉41时所产生的反作用力抑制得较小。

并且，在第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到例如碎片X的强度比其它部分的强度高的部分的情况下，认为因作用于前端面43a的力而不会穿透碎片X的表面Y。在该情况下，第二鱼叉部44被打入碎片X，第一鱼叉部43成为前端面43a碰撞到碎片X的表面Y而配置于碎片X的外侧的状态。

此时，在鱼叉41被打入碎片X的状态下第一鱼叉部43配置于碎片X的外侧的情况下，本实施方式的第二鱼叉部44利用摩擦力、金属结合力以及机械式卡定力中至少一种与碎片X连结。因此，根据本实施方式，能够使所打入的鱼叉41容易地与碎片X连结。

此外，也可以构成为：省略第二鱼叉部44，而利用在碎片X与第一鱼叉部43的卡定用小型鱼叉端部45之间产生的摩擦力、金属结合力、或者两者的机械式卡定而连结碎片X与鱼叉41。并且，也可以构成为：省略卡定用小型鱼叉端部45，前端面43a碰撞到碎片X的表面Y的情况下，碎片X与第二鱼叉部44利用摩擦力、金属结合力而连结。

在以上说明的图10的鱼叉41中，构成为一体地形成第一鱼叉部43和第二鱼叉部44，但也能够使第二鱼叉部44与第一鱼叉部43分体地构成。

图11的(a)是示出第二实施方式的碎片捕获装置的鱼叉的部分的具体结构的图，(b)是(a)的第二鱼叉部的剖视图。图11的(a)所示的鱼叉41′是将使图10所示的第一实施方式的鱼叉41中的第一鱼叉部43与第二鱼叉部44分体而成的部件。

因此，在第二实施方式的鱼叉41′中，在呈大径的圆柱状的第一鱼叉部43的内部形成有在前端面43a开口的收纳部43b，并在该收纳部43b收纳有第二鱼叉部44。此外，前端面43a可以是平坦面，也可以是圆锥状的锥形面、仿效钻孔冲头(冲孔)的前端的形状(冲头(冲孔)前端的刀具的个数是任意的)等。

此处，第二鱼叉部44由具有能够贯通碎片X的表面Y的强度的金属构成。第二鱼叉部44以比第一鱼叉部43的收纳部43b的深度充分大的长度形成，在收纳在第一鱼叉部43的收纳部43b内的状态下，第二鱼叉部44的前端部44a从收纳部43b突出而在第一鱼叉部43的外侧露出。前端部44a的形状例如也可以呈前端尖细的尖头形、前端平坦的平头形、圆锥形、仿效钻孔冲头(冲孔)的前端的形状(冲头个数以及冲头(冲孔)前端的刀具的个数是任意的)等。此外，在收纳部43b的内周壁与第二鱼叉部44的外周面之间设有充足的间隙。

第一鱼叉部43的收纳部43b的底部与第二鱼叉部44的中间部由作为绳带的金属线44b连接。当第二鱼叉部44收纳在收纳部43b内时，例如如图11的(a)、(b)所示，金属线44b折叠地收纳在形成于第二鱼叉部44的侧面的槽44c内。

在本实施方式中，射出装置32对鱼叉41′赋予鱼叉41′足以穿透碎片X的表面Y的非加强部的力。于是，对第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44分别施加与各自的质量对应的比例的力。

而且，若从射出装置32以被赋予的力射出鱼叉41′，则从前端面43a突出的第二鱼叉部44的前端部44a比第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y先碰撞到碎片X的表面Y。

在第二鱼叉部44的前端部44a碰撞到碎片X的表面Y时，从射出装置32赋予并施加给第二鱼叉部44的力作用于前端部44a。并且，从射出装置32赋予并施加给未碰撞到碎片X的表面Y的第一鱼叉部43的力经由收纳部43b而作用于收纳在收纳部43b内的第二鱼叉部44的前端部44a。

即，射出装置32赋予给鱼叉41′的力全部集中地施加给碰撞到碎片X的表面Y的前端部44a。因此，与前端部44a所碰撞的部位是表面Y的加强部还是非加强部无关，至少第二鱼叉部44如图12的(a)所示地被打入表面Y直至第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y的程度的深度。

在第二鱼叉部44的前端部44a被打入表面Y后，第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y。因此，从射出装置32赋予给鱼叉41′的力中的施加给第一鱼叉部43并未消耗完而残留的剩余力作用于第一鱼叉部43的前端面43a。并且，对第二鱼叉部44的前端部44a仅作用从射出装置32赋予给鱼叉41′的力中的施加给第二鱼叉部44并未消耗完而残留的剩余力。

此处，在鱼叉41′所打入的部位是表面Y的非加强部的情况下，第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44的双方克服表面Y的反作用力而冲破表面Y，鱼叉41′的整体穿透表面Y而侵入至碎片X的内部。

于是，在图11的(a)中以假想线示出的碎片X的表面Y的背侧，第一鱼叉部43的飞翅部43c较大地打开。打开状态下的飞翅部43c比鱼叉41′的整体穿透后的碎片X的表面Y的孔径大，因而即使将系绳4拉向终端量块2侧，因飞翅部43c卡定于表面Y的背侧，所以也不会从表面Y的孔向表侧拉出鱼叉41′。因此，鱼叉41′卡定于碎片X，如图5所示，碎片除去装置1由碎片捕获装置3的鱼叉31(鱼叉41′)与碎片X连接。

另一方面，在鱼叉41′所打入的部位是表面Y的加强部的情况下，射出装置32赋予给鱼叉41′的力不足，鱼叉41′的整体无法克服表面Y的反作用力而冲破表面Y。

如图12的(a)所示，在第二鱼叉部44碰撞到表面Y的非加强部且第一鱼叉部43碰撞到加强部的情况下，第二鱼叉部44的前端部44a被打入碎片X直至第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y。并且，在第二鱼叉部44碰撞到表面Y的加强部的情况下也相同，第二鱼叉部44的前端部44a被打入碎片X直至第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y。在上述情况下，第二鱼叉部44因射出装置32向鱼叉41′的射出方向上作用的惯性而从碰撞到表面Y而停止的第一鱼叉部43的收纳部43b飞出。

而且，在射出装置32赋予给鱼叉41′的力中的施加给第二鱼叉部44并未消耗完而残留的剩余力是足以使第二鱼叉部44冲破碎片X的表面Y的大小的情况下，成为图12的(b)所示的状态。即，从收纳部43b飞出的第二鱼叉部44穿透表面Y而侵入至碎片X的内部。此时，导出收纳在槽44c内的金属线44b。

此处，第二鱼叉部44的长度因前端部44a穿透而充分超过形成于碎片X的表面Y的贯通孔h的开口直径。并且，在第二鱼叉部44的中间部连接有金属线44b。因此，若将系绳4拉向终端量块2侧，将金属线44b与和系绳4连接的第一鱼叉部43一起拉向碎片除去装置1侧，则第二鱼叉部44以与穿透表面Y时不同的方向被拉至表面Y侧。

因而，第二鱼叉部44不会从表面Y的贯通孔h向表侧拉出，如图12的(c)所示，第二鱼叉部44卡定于表面Y的背侧。因此，碎片除去装置1由碎片捕获装置3的鱼叉31(鱼叉41′)与碎片X连接。

此外，在施加给第二鱼叉部44的力不足的情况下，第二鱼叉部44有时也如图12的(a)所示地以第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到表面Y或者被打入碎片X至其近前的深度的状态停止。

此时，在表面Y与第二鱼叉部44的接触部分产生摩擦或者产生金属结合，碎片X与第二鱼叉部44利用摩擦力、金属结合力而稳固地连结。因此，鱼叉41′虽未卡定于碎片X但与碎片X稳固地连结，因而碎片除去装置1由碎片捕获装置3的鱼叉31(鱼叉41′)而与碎片X连接。

如上所述，本实施方式的碎片捕获装置3与第一实施方式相同，鱼叉41′具备大径的第一鱼叉部43、和从第一鱼叉部43的向碎片X打入的打入方向上的前端面43a突出且直径比第一鱼叉部43的直径小的第二鱼叉部44。并且，在鱼叉41′被打入碎片X的状态下第一鱼叉部43配置于碎片X的外侧的情况下，第二鱼叉部44利用摩擦力、金属结合力以及机械式卡定力中至少一种与碎片X连结。因此，本实施方式的碎片捕获装置3也能够获得与第一实施方式相同的效果。

并且，在本实施方式中，第一鱼叉部43具有在前端面43a开口的收纳部43b，第二鱼叉部44以前端部44a从前端面43a突出的状态收纳于收纳部43b。并且，第二鱼叉部44由尺寸为允许从收纳部43b向第一鱼叉部43的外侧飞出的尺寸的金属线44b与第一鱼叉部43连接。而且，在第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到碎片X时，第二鱼叉部44的前端部44a被打入碎片X。

在第二鱼叉部44被打入碎片X后，第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到碎片X。此时，赋予给鱼叉41′的力中的施加给第一鱼叉部43并未消耗完而残留的剩余力作用于第一鱼叉部43的前端面43a。并且，对第二鱼叉部44的前端部44a仅作用赋予给鱼叉41′的力中的施加给第二鱼叉部44并未消耗完而残留的剩余力。

此处，例如，有时第一鱼叉部43的前端面43a碰撞到碎片X的表面Y的强度比其它部分的强度高的部分而以作用于前端面43a的力不会穿透碎片X的表面Y。在该情况下，前端面43a碰撞到碎片X而停止，但第二鱼叉部44因惯性力而照旧欲从第一鱼叉部43的收纳部43b飞出。

此时，赋予给鱼叉41′的力中的施加给碰撞到碎片X的第一鱼叉部43并未消耗完而残留的剩余力并未作用于第二鱼叉部44，对第二鱼叉部44仅作用赋予给鱼叉41′的力中的施加给第二鱼叉部44并未消耗完而残留的剩余力。因此，欲从第一鱼叉部43的收纳部43b飞出的第二鱼叉部44有因剩余力不足而有不能穿透碎片X的表面Y的可能性，另一方面，由于第二鱼叉部44的直径比第一鱼叉部43的直径小，所以也有仅以剩余力就可穿透碎片X的表面Y的可能性。

若从收纳部43b飞出的第二鱼叉部44穿透碎片X的表面Y，则在碎片X的表面Y的背侧，第二鱼叉部44卡定于碎片X。由此，碎片除去装置1经由线44b、第一鱼叉部43以及终端量块2与碎片X连接。

另一方面，在剩余力不足而第二鱼叉部44不能穿透碎片X的表面Y的情况下，鱼叉41′在第二鱼叉部44被打入碎片X而停止的位置停止。在该情况下，被打入碎片X的第二鱼叉部44与碎片X例如利用摩擦力以机械方式连结。或者，第二鱼叉部44与碎片X例如在宇宙空间内不经由氧化被膜而直接接触，两者通过金属结合而稳固地连结。因此，第二鱼叉部44与碎片X连结，碎片除去装置1经由该第二鱼叉部44、金属线44b、第一鱼叉部43以及终端量块2而与碎片X连接。

此外，在第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44穿透了碎片X的表面Y的情况下，在表面Y的背侧，碎片X卡定于鱼叉41′，并且碎片除去装置1经由终端量块2而与该碎片X连接。

因此，根据本实施方式，若对鱼叉41′赋予至少第二鱼叉部44被打入碎片X所需要的力，则能够利用摩擦力、金属结合力来使碎片X与第二鱼叉部44连结。或者，能够使穿透表面Y后的第二鱼叉部44或者鱼叉41′卡定于碎片X。

因此，即使有鱼叉41′被打入碎片X的强度较高的部分的可能性，也能够将打入鱼叉41′时所需要的力、打入鱼叉41′时所产生的反作用力抑制得较小。

并且，金属线44b连接从收纳部43b飞出的方向上的第二鱼叉部44的中间部与第一鱼叉部43。第二鱼叉部44在飞出方向上的两端部间具有超过因向碎片X的打入而形成于碎片X的贯通孔h的开口直径的长度。

因此，在第二鱼叉部44位于表面Y的背侧且第一鱼叉部43位于表面Y的近前侧(表侧)的状态下，若向第一鱼叉部43侧拉拽与第二鱼叉部44的中间部连接的金属线44b，则第二鱼叉部44的中间部与贯通孔h的周缘部机械式地干涉。因而，能够使第二鱼叉部44可靠地卡定于表面Y的背侧。

根据本实施方式的碎片捕获装置3，使被打入碎片X的表面Y的鱼叉41′的第一鱼叉部43与第二鱼叉部44分体，并在第一鱼叉部43的收纳部43b内收纳有第二鱼叉部44。在鱼叉41′被打入表面Y的非加强部的情况下，鱼叉41′的整体穿透表面Y而卡定于背侧。

并且，在鱼叉41′被打入表面Y的加强部的情况下，若第二鱼叉部44冲破表面Y，则即使第一鱼叉部43碰撞到表面Y的加强部而停止，第二鱼叉部44也因惯性而从收纳部43b飞出。而且，第二鱼叉部44穿透表面Y而卡定于表面Y的背侧。

另一方面，在鱼叉41′被打入表面Y的加强部的情况下，即使被打入表面Y的第二鱼叉部44没有穿透表面Y，用射出装置32赋予给鱼叉41′的力也将第二鱼叉部44打入表面Y。而且，鱼叉41′利用第二鱼叉部44与表面Y的摩擦、金属结合来与碎片X连结。

因此，不需要将射出装置32为了使鱼叉41′与碎片X连结而赋予鱼叉41′的力增加至如鱼叉41′能够冲破碎片X的表面Y的加强部那样的大小的力。

因此，能够将在为了连结碎片捕获装置3与碎片X而射出装置32将鱼叉41′打入碎片X时碎片捕获装置3所受到的反作用力抑制得较小，并且也能够将鱼叉41′打入并安装至表面Y的加强部。

即，即使有鱼叉41′被打入碎片X的表面Y的强度较高的部分的可能性，也能够将打入鱼叉41′时所赋予的力抑制得较小。因而，能够将为了将碎片捕获装置3安装于碎片X而将鱼叉41′打入碎片X时所需要的力、打入鱼叉41′时所产生的反作用力抑制得较小。

并且，在第二鱼叉部44的前端部44a所打入的碎片X的表面Y，形成与前端部44a的外径对应的贯通孔h。而且，若第二鱼叉部44进一步被打入碎片X，则通过碎片X的贯通孔h的部分从第二鱼叉部44的前端侧向后端侧移动。因此，第二鱼叉部44也可以形成为在从收纳部43b飞出的方向上后端侧的直径比前端侧的直径小。这样，第二鱼叉部44的通过贯通孔h的部分难以与碎片X接触，能够减少在第二鱼叉部44穿透碎片X的表面Y时与碎片X的接触阻力，进而第二鱼叉部44能够容易穿透表面Y而卡定于背侧。

作为使第二鱼叉部44的后端侧的直径形成为比前端部44a的直径小的方法，例如有如图13所示地使第二鱼叉部44的后端侧形成为前端尖细的锥状的方法。并且，也可以在第二鱼叉部44的前端部44a与后端之间设置台阶部，并从台阶部起使后端侧整体形成为直径比前端部44a的直径小。

并且，收纳于第一鱼叉部43的收纳部43b的第二鱼叉部44的除前端部44a之外的部分也可以形成为小径。例如，也可以如图14的(a)所示，使位于收纳部43b的内部的周面部44e的直径比第一鱼叉部43的位于收纳部43b之外且与前端部44a相连的周面部44d的直径小。

并且，如图14的(b)所示，也可以是将第二鱼叉部44的除前端部44a之外的周面部44f的整体形成为前端尖细的锥状。另外，也可以如图14的(c)所示地组合图14的(a)、(b)所示的结构。具体地，也可以与第一鱼叉部43的位于收纳部43b之外且与前端部44a相连的周面部44d相比，使位于收纳部43b的内部的周面部44f形成为小径，并且形成为前端尖细的锥状。

以上，对几个实施方式进行了说明，但各实施方式只不过是为了容易理解本公开而记载的简单的示例。本公开的技术范围不限定于在上述实施方式中公开的具体的技术事项，也包括能够容易推导出的各种变形、变更、代替技术等。

例如，在上述各实施方式中，碎片捕获装置3也可以具有用于调整或者微调射出装置32射出鱼叉41、41′的射出方向的射出方向调整机构(例如万向接头机构等)。

并且，上述实施方式的第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44的形状不限定于圆柱状，例如也可以是椭圆柱状、多棱柱状等。此外，在截面形状呈圆形以外的情况下，能够将第一鱼叉部43以及第二鱼叉部44的与轴向正交的方向上的最大宽度视为直径尺寸。

本申请主张基于2017年1月20日申请的日本专利申请第2017-008532号的优先权，并在本说明书中通过参照而纳入该申请的全部内容。

工业上的可利用性

本公开例如能够应用于除去漂流在宇宙空间内的空间碎片的空间碎片捕获装置以及空间碎片除去装置。

符号的说明

1—空间碎片除去装置，2—终端量块(主体部)，2a—系绳放出口，3—空间碎片捕获装置，4—系绳，5—母机，6、38—缓冲器，21、21′、51—推进器，22—太阳电池板，23—把手部，24—支撑装置，24a—框架，24b—限制装置，24c—铰链，25—突起，26、52—太阳电池桨，31、41、41′—鱼叉，31a、43c—飞翅部，31b—流路，32—射出装置，32a—缸筒，32b—活塞，32c—先导阀，32d—限位机构，32e—壁面部，32f—扩径部，33—导向部件，33a—轮圈部，33b—轮辐部，34—开关，35—外壳，36—螺旋弹簧，37—锁定装置，37a—钩部，37b—金属线，37c—金属线切割件，39—波纹管，39a—前端部，39b—后端部，43—第一鱼叉部，43a—前端面，43b—收纳部，44—第二鱼叉部，44a—前端部，44b—线(绳带)，44c—槽，44d、44e、44f—周面部，45—卡定用小型鱼叉端部，53—机器人臂，54—固定部，h—贯通孔，X—碎片(目标碎片)，Y—表面，Z—肋。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.[修正后]一种空间碎片捕获装置，其特征在于，

具备鱼叉，朝向除去对象的空间碎片亦即的目标碎片打入上述鱼叉，

上述鱼叉具备大径的第一鱼叉部和第二鱼叉部，该第二鱼叉部从该第一鱼叉部的向上述目标碎片打入的打入方向上的前端面突出，并且直径比上述第一鱼叉部的直径小，

上述第一鱼叉部具有在上述前端面开口的收纳部，

上述第二鱼叉部收纳于上述第一鱼叉部的上述收纳部且前端部从上述前端面突出，并且通过允许从上述收纳部向上述第一鱼叉部的外侧飞出的尺寸的绳带而与上述第一鱼叉部连接，

在上述第一鱼叉部的上述前端面碰撞到上述目标碎片时，上述第二鱼叉部的上述前端部打入上述目标碎片。

2.根据权利要求1所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

在上述鱼叉被打入上述目标碎片的状态下，上述第一鱼叉部位于上述目标碎片的外侧的情况下，上述第二鱼叉部利用摩擦力、金属结合力以及机械式卡定力中至少一种与上述目标碎片连结。

3.[修正后]根据权利要求1所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述绳带连接从上述收纳部飞出的飞出方向上的上述第二鱼叉部的中间部与上述第一鱼叉部，

上述第二鱼叉部在上述飞出方向上的两端部间具有超过因向上述目标碎片的打入而形成于该目标碎片的贯通孔的开口直径的长度。

4.[修正后]根据权利要求2所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述绳带连接从上述收纳部飞出的飞出方向上的上述第二鱼叉部的中间部与上述第一鱼叉部，

上述第二鱼叉部在上述飞出方向上的两端部间具有超过因向上述目标碎片的打入而形成于该目标碎片的贯通孔的开口直径的长度。

5.[修正后]根据权利要求1所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述第二鱼叉部形成为，在从上述收纳部飞出的飞出方向上的后端侧的直径比前端侧的直径小。

6.[修正后]根据权利要求2所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述第二鱼叉部形成为，在从上述收纳部飞出的飞出方向上的后端侧的直径比前端侧的直径小。

7.[追加]根据权利要求3所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述第二鱼叉部形成为，在从上述收纳部飞出的飞出方向上的后端侧的直径比前端侧的直径小。

8.[追加]根据权利要求4所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述第二鱼叉部形成为，在从上述收纳部飞出的飞出方向上的后端侧的直径比前端侧的直径小。

9.[追加]一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求1所述的空间碎片捕获装置。

10.[追加]一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求2所述的空间碎片捕获装置。

11.[追加]一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求3所述的空间碎片捕获装置。

12.[追加]一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求4所述的空间碎片捕获装置。

13.[追加]一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求5所述的空间碎片捕获装置。

14.[追加]一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求6所述的空间碎片捕获装置。

15.[追加]一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求7所述的空间碎片捕获装置。

Claims (6)

1.一种空间碎片捕获装置，其特征在于，

具备鱼叉，朝向除去对象的空间碎片亦即目标碎片打入上述鱼叉，

上述鱼叉具备大径的第一鱼叉部和第二鱼叉部，该第二鱼叉部从该第一鱼叉部的向上述目标碎片打入的打入方向上的前端面突出，并且直径比上述第一鱼叉部的直径小。

2.根据权利要求1所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

在上述鱼叉被打入上述目标碎片的状态下，上述第一鱼叉部位于上述目标碎片的外侧的情况下，上述第二鱼叉部利用摩擦力、金属结合力以及机械式卡定力中至少一种而与上述目标碎片连结。

3.根据权利要求1或2所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述第一鱼叉部具有在上述前端面开口的收纳部，

上述第二鱼叉部收纳于上述第一鱼叉部的上述收纳部且前端部从上述前端面突出，并且通过允许从上述收纳部向上述第一鱼叉部的外侧飞出的尺寸的绳带而与上述第一鱼叉部连接，

在上述第一鱼叉部的上述前端面碰撞到上述目标碎片时，上述第二鱼叉部的上述前端部打入上述目标碎片。

4.根据权利要求3所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述绳带连接从上述收纳部飞出的飞出方向上的上述第二鱼叉部的中间部与上述第一鱼叉部，

上述第二鱼叉部在上述飞出方向上的两端部间具有超过因向上述目标碎片的打入而形成于该目标碎片的贯通孔的开口直径的长度。

5.根据权利要求3或4所述的空间碎片捕获装置，其特征在于，

上述第二鱼叉部形成为，在从上述收纳部飞出的飞出方向上的后端侧的直径比前端侧的直径小。

6.一种空间碎片除去装置，其特征在于，具备：

主体部；和从上述主体部朝向上述目标碎片打入上述鱼叉的权利要求1至5任一项中所述的空间碎片捕获装置。