CN114435634B - 组合分离式机动飞网及空间目标物抓捕方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合分离式机动飞网及空间目标物抓捕方法。该组合分离式机动飞网包括捕获网和连接于捕获网的四个微型航天器，微型航天器包括两套对接锁紧机构和一套收网机构，对接锁紧机构包括对接端和锁紧端，每个微型航天器中的一套对接锁紧机构对应于与该微型航天器沿第一方向相对的微型航天器中的一套对接锁紧机构，每个微型航天器中的另一套对接锁紧机构对应于与该微型航天器沿第二方向相对的微型航天器中的另一套对接锁紧机构，收网机构包括网舱和回收装置。本发明有效提高了抓捕命中率、降低缠绕风险、无需消耗推进剂进行编队构型控制。

Description

组合分离式机动飞网及空间目标物抓捕方法

技术领域

本发明属于航天器设计技术领域，具体涉及一种组合分离式机动飞网及利用该组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法。

背景技术

随着航天技术的发展，航天器发射数量急剧增加，失效航天器和空间碎片呈爆发式增长，给在轨航天器的运行安全造成非常大的威胁。空间飞网可以用来进行空间碎片清除和失效航天器抓捕等，具有非常大的应用价值。目前的空间飞网主要有以下三种实现方案：

(1)带有质量块的空间飞网。这种飞网通过质量块带动飞网飞行、控制飞网形状，利用与目标碰撞过程中的惯性力实现对目标物的抓捕。通过发射装置对发射过程进行被动控制，发射后不可控。由于依靠质量块的惯性和运动方向差实现飞网的构型控制，网有弹性，当扩张到最大面积后开始回弹收缩，网的形状无法长期保持，因此命中率较低。这种飞网发射后不能回收，只能一次性使用，使用效率较低。同时，这种飞网属于发射后放任不管的方式，只能对目标物形成包裹，如果没用捕获，则形会成新的空间碎片。

(2)带有拖绳的绳网。为了克服飞网发射后放任不管所存在的问题，通常可以将飞网通过拖绳与航天器连接。当飞网捕获目标后，利用拖绳和航天器机动可以使抓捕目标离开原始轨道，进入坟墓轨道或大气层，实现空间碎片清除。

(3)空间飞网机器人。为了克服第一种带有质量块的空间飞网方案中网形不可控和命中率低的问题，有学者提出了空间飞网机器人的概念。通过具有轨道机动能力的微型航天器即空间飞网机器人替代质量块，通常为三个或四个机器人拖动捕获网实现对目标的捕获。机器人具有轨道机动能力，可以保持捕获网的空间构型，并随时修正接近路径，提高捕获命中率。空间飞网机器人必须始终保持固定的编队构型才能保证网的构型，确保不出现相互缠绕。四个航天器的轨道参数存在差异，长期保持编队构型需要实时对轨道进行调整，消耗大量的推进剂。推进剂是航天器重要的不可再生资源，一旦耗尽，航天器将不再具备轨道机动能力，也就不具备捕获网的构型保持能力。因此，这种空间飞网机器人也只能短期使用，使用效率有限。

综上所述，现有技术中的空间飞网存在以下技术缺陷和不足：

(1)基于质量块保持捕获网构型的飞网或基于拖绳的绳网没有网形控制能力，捕获网的构型不可控，存在提前回弹收缩的问题。同时由于依赖惯性实现与目标物的交汇，捕获的成功率低。如果没有拖网控制，还可能形成新的太空垃圾。

(2)空间飞网机器人的方案由于航天器始终需要保持严格的编队构型，需要消耗大量的推进剂，因此不能长期在轨，只能执行短期任务。同时，在编队构型保持过程中，相互缠绕的风险较大，降低了系统整体可靠性。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，提出一种组合分离式机动飞网及利用该组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法。

本发明的组合分离式机动飞网包括捕获网和通过牵引绳连接于捕获网的四个微型航天器，每个微型航天器包括两套对接锁紧机构以及一套收网机构，其中：

每套所述对接锁紧机构包括对接端和锁紧端，所述对接端包括对接杆、球头和第一电磁铁，所述锁紧端包括锥形导槽、锁紧组件、第二电磁铁和对接锁紧舱，所述锥形导槽设置在所述对接锁紧舱的舱门，所述锁紧组件包括扭簧、卡门和记忆合金拉簧，所述卡门由所述扭簧连接于所述锥形导槽，所述记忆合金拉簧连接在所述卡门上；

每个所述微型航天器中的一套对接锁紧机构对应于与所述微型航天器沿第一方向相对的微型航天器中的一套对接锁紧机构，每个所述微型航天器中的另一套对接锁紧机构对应于与所述微型航天器沿第二方向相对的微型航天器中的另一套对接锁紧机构，在相互对应的两个对接锁紧机构中，一个对接锁紧机构的对接端和锁紧端分别指向另一个对接锁紧机构的锁紧端和对接端；

所述收网机构包括网舱和回收装置，所述网舱的舱门设置有用于聚拢捕获网的外部收口部，所述回收装置包括电机和由所述电机驱动的轮毂。

进一步地，在上述组合分离式机动飞网中，所述电机为步进电机并配置有抱闸器。

进一步地，在上述组合分离式机动飞网中，所述对接杆和所述球头为一体化设计，所述第一电磁铁安装在所述对接杆和所述球头的内部；所述第二电磁铁安装在所述对接锁紧舱的内部；在相互对应的两个对接锁紧机构中，一个对接锁紧机构的第一电磁铁和第二电磁铁分别指向另一个对接锁紧机构的第二电磁铁和第一电磁铁。

进一步地，在上述组合分离式机动飞网中，每套所述对接锁紧机构中的第一电磁铁和第二电磁铁还用作微型航天器的磁力矩器。

本发明的空间目标物抓捕方法包括：

轨道待命与轨道机动阶段：四个微型航天器组合形成一个组合体在轨运行；

目标物抓捕阶段：四个微型航天器分离，编队协同保持捕获网的四边形构型，向目标物机动实现捕获；

收网重组阶段：捕获完成后，四个微型航天器组合并同步收网，重新组合成一个组合体在轨运行，进入待命模式。

进一步地，在上述空间目标物抓捕方法中：

微型航天器的组合包括：四个微型航天器中相互对应的每两个对接锁紧机构相互对接，控制对接端的第一电磁铁和锁紧端的第二电磁铁中的电流方向，使第一电磁铁和第二电磁铁相面对的端部极性相反，在电磁引力的作用下，对接端的球头撞击锁紧端的卡门，卡门打开对接锁紧舱，对接端的球头进入锁紧端的对接锁紧舱，卡门在扭簧的弹性回复作用下关闭，将球头限位，实现微型航天器的对接和锁紧；

微型航天器的分离包括：加热锁紧端的记忆合金弹簧，卡门在记忆合金弹簧的收缩作用下被拉开，通过控制对接端的第一电磁铁和锁紧端的第二电磁铁中的电流方向，使第一电磁铁和第二电磁铁相面对的端部极性相同，在电磁斥力的作用下，对接端的球头从对接锁紧舱退出，然后卡门在扭簧的弹性回复作用下恢复关闭状态，实现微型航天器的解锁分离；

收网包括：在微型航天器组合时，电机驱动轮毂转动，捕获网由网舱的外部收口部聚拢，通过轮毂的转动而缠绕固定在轮毂上，将捕获网收回到网舱内，电机断电时抱闸器启动以锁定电机的位置；在微型航天器分离时，控制抱闸器处于不工作状态，捕获网随着微型航天器的分离而释放，由四个微型航天器保持捕获网的四边形构型。

进一步地，在上述空间目标物抓捕方法中，四个微型航天器组合时，先两两对接，再将两两对接形成的两个组合体对接；四个微型航天器分离时，首先分离成两个组合体，再将两个组合体分别分离，形成四个独立的微型航天器。

进一步地，在上述空间目标物抓捕方法中，收网时，四个微型航天器通过星间链路进行信息交互，相互获取对方的实时空间位置和相对距离，并且通过星间链路获取收网机构当前回收的捕获网的长度，保持回收的捕获网的总长度匹配于四个微型航天器的相对距离。

进一步地，在上述空间目标物抓捕方法中，在释放捕获网时，四个微型航天器通过星间链路进行信息交互，相互获取对方的实时空间位置和相对距离，并且通过星间链路获取收网机构当前释放的捕获网的长度，实时控制捕获网的释放速度，保持释放的捕获网的总长度匹配于四个微型航天器的相对距离。

进一步地，在上述空间目标物抓捕方法中，四个微型航天器组合形成一个组合体时，形成一主三从的拓扑结构，主航天器获得组合体的控制权，收集各个微型航天器的状态、敏感器信息和接收地面指令，并生成控制指令对组合体进行控制。

本发明的组合分离式机动飞网及利用本发明的组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法具有如下优点和有益效果：

(1)组合分离式机动飞网在轨道待命、轨道机动等阶段处于组合体状态，不用消耗推进剂进行编队构型控制，降低系统控制难度、提高系统可靠性、延长在轨寿命，并可提高机动能力以完成多次任务。

(2)对接锁紧机构采用电磁力驱动，利用两对电磁铁同时实现对接和分离控制，对接过程可控；锁紧采用机械锁紧，减少能量消耗；同时电池铁可以复用为航天器的磁力矩器，用于磁阻尼和飞轮角动量卸载。

(3)对接过程通过两对极性相反的电磁铁进行对接，利用电磁引力的自对准性提高对接过程的可靠性，降低对接过程对姿态和轨道控制精度的要求。

(4)收网装置对捕获网进行收回和锁紧，降低缠绕风险，降低航天器组合体对接过程中捕获网对控制系统的干扰；捕获网释放过程中引入航天器相对距离进行捕获网释放速度闭环控制，避免因为释放过快导致的反向缠绕。

(5)目标物抓捕过程中，四个微型航天器分离，编队协同保持捕获网的四边形构型，有效提高抓捕命中率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明的组合分离式机动飞网的结构示意图；

图2是本发明的组合分离式机动飞网中对接锁紧机构和收网机构的设置示意图；

图3是本发明的组合分离式机动飞网中对接锁紧机构的结构示意图；

图4是本发明的组合分离式机动飞网中航天器组合过程示意图；

图5是本发明的组合分离式机动飞网中航天器组合完成的状态示意图；

图6是本发明的组合分离式机动飞网中航天器分离过程示意图，其中(a)为开始分离的状态，(b)为分离完成的状态；

图7是本发明的组合分离式机动飞网中收网机构的结构示意图；

图8是本发明的组合分离式机动飞网中收网状态示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，本发明的组合分离式机动飞网包括用于抓捕目标物D的捕获网1和四个具有轨道机动能力且相互独立并可以组合分离的微型航天器2，四个微型航天器2分别通过牵引绳3连接于捕获网1的四个角部。为方便说明，捕获网1四个角部的四个微型航天器2分别参照图1的布局称为右上、右下、左下和左上微型航天器2。

微型航天器2包括用于轨道机动的推进系统和用于信息交互的星间链路，并且在本发明的组合分离式机动飞网中，每个微型航天器2还包括两套用于航天器组合分离的对接锁紧机构4以及一套用于在航天器组合时回收捕获网1以及在航天器分离时释放捕获网1的收网机构5。

每套对接锁紧机构4采用电磁对接方式，包括对接端41和锁紧端42，对接端41包括对接杆411、球头412和第一电磁铁413，对接杆411和球头412为一体化设计，第一电磁铁413安装在对接杆411和球头412的内部；锁紧端42包括锥形导槽421、锁紧组件422、第二电磁铁423和对接锁紧舱424，第二电磁铁423安装在对接锁紧舱424内部，锥形导槽421设置在对接锁紧舱424的舱门，锁紧组件422包括扭簧422.1、卡门422.2和记忆合金拉簧422.3，卡门422.2由扭簧422.1连接于锥形导槽421，记忆合金拉簧422.3连接在卡门422.2上。

每个微型航天器2中的一套对接锁紧机构4对应于与该微型航天器2沿第一方向相对的微型航天器2中的一套对接锁紧机构4，每个微型航天器2中的另一套对接锁紧机构4对应于与该微型航天器2沿第二方向相对的微型航天器2中的另一套对接锁紧机构4。上述“第一方向”和“第二方向”分别指，在连接于捕获网1的右上、右下、左下和左上四个微型航天器2构成的二维平面中，如图1所示的上下方向和左右方向。即：右上微型航天器2上设置的两套对接锁紧机构4中，一套对应于右下微型航天器2上的一套对接锁紧机构4、另一套对应于左上微型航天器2上的一套对接锁紧机构4；右下微型航天器2上的另一套对接锁紧机构4对应于左下微型航天器2上的一套对接锁紧机构4；左上微型航天器2上的另一套对接锁紧机构4对应于左下微型航天器2上的另一套对接锁紧机构4。

而且，本文中，微型航天器2中对接锁紧机构4的对应是指，相互对应的两个对接锁紧机构4中，一个对接锁紧机构4的对接端41和锁紧端42分别指向另一个对接锁紧机构4的锁紧端42和对接端41。更具体地，微型航天器2中对接锁紧机构4的对应是指，相互对应的两个对接锁紧机构4中，一个对接锁紧机构4的第一电磁铁413和第二电磁铁423分别指向另一个对接锁紧机构4的第二电磁铁423和第一电磁铁413。

对接锁紧机构4用于实现在本发明的组合分离式机动飞网中四个微型航天器2的组合和分离。下文以四个微型航天器2中两个微型航天器2的组合为例，说明微型航天器2的组合以及分离过程。

组合过程：相互对应的两个对接锁紧机构4相互对接，通过控制对接端41的第一电磁铁413和锁紧端42的第二电磁铁423中的电流方向，使得第一电磁铁413和第二电磁铁423相面对的端部极性相反，例如第一电磁铁413的球头端为N极，第二电磁铁423的靠近导槽端为S极，在电磁引力的作用下，对接端41的球头412撞击锁紧端42的卡门422.2，卡门422.2克服扭簧422.1的作用力向着对接锁紧舱424内部缩回，从而打开对接锁紧舱424，对接端41的球头412在锥形导槽421的导向控制下进入锁紧端42的对接锁紧舱424，然后卡门422.2在扭簧422.1的弹性回复作用下关闭，从而将球头412限位，实现两个微型航天器2的对接和锁紧。

分离过程：对锁紧端42的记忆合金弹簧422.3通电加热，作为记忆合金的基本属性，记忆合金弹簧422.3加热后收缩，卡门422.2在记忆合金弹簧422.3的作用下被拉开，通过控制对接端41的第一电磁铁413和锁紧端42的第二电磁铁423中的电流方向，使得第一电磁铁413和第二电磁铁423相面对的端部极性相同，例如第一电磁铁413的球头端为S极，第二电磁铁423的靠近导槽端为S极，在电磁斥力的作用下，对接端41的球头412从对接锁紧舱424退出，然后卡门422.2在扭簧422.1的弹性回复作用下恢复关闭状态，由此对接端41和锁紧端42分离，实现两个微型航天器2的解锁分离。

作为一种具体实施方式，四个微型航天器2组合时，先两两对接，再将两两对接形成的两个组合体对接；四个微型航天器2分离时，与组合过程相反，首先分离成两个组合体，再将两个组合体分别分离，形成四个独立的微型航天器2。例如，四个微型航天器2组合时，先将右上和右下微型航天器2对接以及将左上和左下微型航天器2对接，形成两组“日”字形组合体，然后再将两组“日”字形组合体对接形成一组“田”字形组合体；四个微型航天器2分离时，首先将“田”字形组合体分离成两组“日”字形组合体，然后再将每组“日”字形组合体分别分离，形成四个独立的微型航天器2。

收网机构5包括网舱51和回收装置52，网舱51用于存储收回的捕获网1，网舱51的舱门设置有用于聚拢捕获网1的外部收口部511，回收装置52设置在网舱51内，包括电机521和轮毂522，牵引绳3连接在轮毂522上，电机521驱动轮毂522转动，从而通过轮毂522的转动带动牵引绳3并进而牵引连接于牵引绳3的捕获网1，捕获网1由网舱51的外部收口部511聚拢，并通过轮毂522的转动而将捕获网1缠绕在轮毂522上，从而将捕获网1收回到网舱51内。优选地，电机521采用步进电机并配置有抱闸器，完成收网后当电机521断电时抱闸器启动以锁定电机521的位置，避免捕获网1滑出网舱51。此外，在释放捕获网1时，控制抱闸器处于不工作状态，以便随着微型航天器2的分离而将捕获网1从收网机构5释放，由四个分离开的微型航天器2保持捕获网1的四边形构型。

因此，收网机构5可用于实现航天器组合时捕获网1的回收以及航天器分离时捕获网1的释放。在微型航天器组合过程中，四个微型航天器2同时向中心靠拢，按照上述方式利用对接锁紧机构4进行对接组合，在微型航天器组合的同时，利用收网机构5对捕获网1进行同步收网。在微型航天器分离过程中，四个微型航天器2同步向远离中心的方向散开，与此同时按照上述方式同步释放捕获网1。

优选地，在捕获网1的收网过程中，四个微型航天器2通过星间链路进行信息交互，相互获取对方的实时空间位置和相对距离，并且通过星间链路获取收网机构5当前回收的捕获网1的长度，保持回收的捕获网1的总长度匹配于四个微型航天器2的相对距离，由此，通过与微型航天器组合同步地进行捕获网的收网，可将捕获网束缚，降低航天器对接组合过程中捕获网对控制系统的干扰，降低缠绕风险；在捕获网1的释放过程中，四个微型航天器2通过星间链路进行信息交互，相互获取对方的实时空间位置和相对距离，并且通过星间链路获取收网机构5当前释放的捕获网1的长度，实时控制捕获网1的释放速度，以保持释放的捕获网1的总长度匹配于四个微型航天器2的相对距离，由此避免因多释放捕获网而导致的反向缠绕。

利用本发明的组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法包括：

1)轨道待命与轨道机动阶段：四个微型航天器处于对接组合状态，形成一个组合体在轨运行；

2)目标物抓捕阶段：四个微型航天器分离，编队协同保持捕获网的四边形构型，向目标物机动实现捕获；

3)收网重组阶段：捕获完成后，四个微型航天器相互靠拢并收网，重新对接组合，进入待命模式。

优选地，当四个微型航天器形成组合体构型后，控制系统重构为一主三从的拓扑结构。主航天器获得组合体的控制权，收集各个航天器的状态、敏感器信息和接收地面指令，并生成控制指令对组合体进行控制。

在本发明的组合分离式机动飞网及利用本发明的组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法中，对接锁紧机构仅实现四个微型航天器的机械对接和锁紧，微型航天器的星间链路实现四个航天器之间的组网和通信。

此外，在本发明的组合分离式机动飞网及利用本发明的组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法中，对接锁紧机构中的第一和第二电磁铁同时还可以作为航天器的磁力矩器使用，用于磁阻尼和飞轮系统角动量卸载。

在本发明的组合分离式机动飞网及利用本发明的组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法中，在四个微型航天器组合过程中，由于第一电磁铁和第二电磁铁的电磁力具有自对准效应，由此可以实现微型航天器的对接过程自对准，确保对接过程中微型航天器的姿态稳定。

综上所述，与现有技术相比，本发明的组合分离式机动飞网及利用本发明的组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法具有如下优点和有益效果：

(1)组合分离式机动飞网在轨道待命、轨道机动等阶段处于组合体状态，不用消耗推进剂进行编队构型控制，降低系统控制难度、提高系统可靠性、延长在轨寿命，并可提高机动能力以完成多次任务。

(2)对接锁紧机构采用电磁力驱动，利用两对电磁铁同时实现对接和分离控制，对接过程可控；锁紧采用机械锁紧，减少能量消耗；同时电池铁可以复用为航天器的磁力矩器，用于磁阻尼和飞轮角动量卸载。

(3)对接过程通过两对极性相反的电磁铁进行对接，利用电磁引力的自对准性提高对接过程的可靠性，降低对接过程对姿态和轨道控制精度的要求。

(4)收网装置对捕获网进行收回和锁紧，降低缠绕风险，降低航天器组合体对接过程中捕获网对控制系统的干扰；捕获网释放过程中引入航天器相对距离进行捕获网释放速度闭环控制，避免因为释放过快导致的反向缠绕。

(5)目标物抓捕过程中，四个微型航天器分离，编队协同保持捕获网的四边形构型，有效提高抓捕命中率。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种组合分离式机动飞网，包括捕获网和通过牵引绳连接于捕获网的四个微型航天器，其特征在于，每个微型航天器包括两套对接锁紧机构以及一套收网机构，其中：

每套所述对接锁紧机构包括对接端和锁紧端，所述对接端包括对接杆、球头和第一电磁铁，所述锁紧端包括锥形导槽、锁紧组件、第二电磁铁和对接锁紧舱，所述锥形导槽设置在所述对接锁紧舱的舱门，所述锁紧组件包括扭簧、卡门和记忆合金拉簧，所述卡门由所述扭簧连接于所述锥形导槽，所述记忆合金拉簧连接在所述卡门上；

每个所述微型航天器中的一套对接锁紧机构对应于与所述微型航天器沿第一方向相对的微型航天器中的一套对接锁紧机构，每个所述微型航天器中的另一套对接锁紧机构对应于与所述微型航天器沿第二方向相对的微型航天器中的另一套对接锁紧机构，在相互对应的两个对接锁紧机构中，一个对接锁紧机构的对接端和锁紧端分别指向另一个对接锁紧机构的锁紧端和对接端；

所述收网机构包括网舱和回收装置，所述网舱的舱门设置有用于聚拢捕获网的外部收口部，所述回收装置包括电机和由所述电机驱动的轮毂。

2.根据权利要求1所述的组合分离式机动飞网，其特征在于，所述电机为步进电机并配置有抱闸器。

3.根据权利要求1所述的组合分离式机动飞网，其特征在于，所述对接杆和所述球头为一体化设计，所述第一电磁铁安装在所述对接杆和所述球头的内部；所述第二电磁铁安装在所述对接锁紧舱的内部；在相互对应的两个对接锁紧机构中，一个对接锁紧机构的第一电磁铁和第二电磁铁分别指向另一个对接锁紧机构的第二电磁铁和第一电磁铁。

4.根据权利要求1所述的组合分离式机动飞网，其特征在于，每套所述对接锁紧机构中的第一电磁铁和第二电磁铁还用作微型航天器的磁力矩器。

5.一种利用如权利要求1至4中任一项所述的组合分离式机动飞网实施的空间目标物抓捕方法，包括：

轨道待命与轨道机动阶段：四个微型航天器组合形成一个组合体在轨运行；

目标物抓捕阶段：四个微型航天器分离，编队协同保持捕获网的四边形构型，向目标物机动实现捕获；

收网重组阶段：捕获完成后，四个微型航天器组合并同步收网，重新组合成一个组合体在轨运行，进入待命模式。

6.根据权利要求5所述的空间目标物抓捕方法，其特征在于：

微型航天器的组合包括：四个微型航天器中相互对应的每两个对接锁紧机构相互对接，控制对接端的第一电磁铁和锁紧端的第二电磁铁中的电流方向，使第一电磁铁和第二电磁铁相面对的端部极性相反，在电磁引力的作用下，对接端的球头撞击锁紧端的卡门，卡门打开对接锁紧舱，对接端的球头进入锁紧端的对接锁紧舱，卡门在扭簧的弹性回复作用下关闭，将球头限位，实现微型航天器的对接和锁紧；

微型航天器的分离包括：加热锁紧端的记忆合金弹簧，卡门在记忆合金弹簧的收缩作用下被拉开，通过控制对接端的第一电磁铁和锁紧端的第二电磁铁中的电流方向，使第一电磁铁和第二电磁铁相面对的端部极性相同，在电磁斥力的作用下，对接端的球头从对接锁紧舱退出，然后卡门在扭簧的弹性回复作用下恢复关闭状态，实现微型航天器的解锁分离；

收网包括：在微型航天器组合时，电机驱动轮毂转动，捕获网由网舱的外部收口部聚拢，通过轮毂的转动而缠绕固定在轮毂上，将捕获网收回到网舱内，电机断电时抱闸器启动以锁定电机的位置；在微型航天器分离时，控制抱闸器处于不工作状态，捕获网随着微型航天器的分离而释放，由四个微型航天器保持捕获网的四边形构型。

7.根据权利要求6所述的空间目标物抓捕方法，其特征在于，四个微型航天器组合时，先两两对接，再将两两对接形成的两个组合体对接；四个微型航天器分离时，首先分离成两个组合体，再将两个组合体分别分离，形成四个独立的微型航天器。

8.根据权利要求6所述的空间目标物抓捕方法，其特征在于，收网时，四个微型航天器通过星间链路进行信息交互，相互获取对方的实时空间位置和相对距离，并且通过星间链路获取收网机构当前回收的捕获网的长度，保持回收的捕获网的总长度匹配于四个微型航天器的相对距离。

9.根据权利要求6所述的空间目标物抓捕方法，其特征在于，在释放捕获网时，四个微型航天器通过星间链路进行信息交互，相互获取对方的实时空间位置和相对距离，并且通过星间链路获取收网机构当前释放的捕获网的长度，实时控制捕获网的释放速度，保持释放的捕获网的总长度匹配于四个微型航天器的相对距离。

10.根据权利要求5所述的空间目标物抓捕方法，其特征在于，四个微型航天器组合形成一个组合体时，形成一主三从的拓扑结构，主航天器获得组合体的控制权，收集各个微型航天器的状态、敏感器信息和接收地面指令，并生成控制指令对组合体进行控制。

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