GR20200100176A - Συστημα μηχανικης συνδεσης μεταξυ δορυφορων για επεκταση της ωφελιμης ζωης ή για τροποποιηση της τροχιας, συμπεριλαμβανομενης της δορυφορικης εκτροπης απο την τροχια και σχετικη μεθοδος ελεγχου μηχανικης συνδεσης μεταξυ δορυφορων - Google Patents

Abstract

Η παρούσα ευρεσιτεχνία αναφέρεται σε ένα δορυφόρο εξυπηρετητή ο οποίος διαθέτει, ένα κυρίως σώμα, έναν ελεγκτή και μια μονάδα σύνδεσης η οποία αποτελείται από έναν τηλεσκοπικό βραχίονα τοποθετημένο σε έναν παράλληλο ρομποτικό βραχίονα 6-βαθμών ελευθερίας και δύο επιπλέον βραχίονες συγκράτησης. Ο τηλεσκοπικός βραχίονας αναπτύσσεται από το άκρο του ρομποτικού βραχίονα, που έχει 6-βαθμούς ελευθερίας και είναι εφοδιασμένος με ένα ζεύγος μηχανισμών ταχέως κλεισίματος, στο ελεύθερο του άκρο. Ο τηλεσκοπικός βραχίονας επιτρέπει την κίνηση σε μεγάλο χώρο εργασίας για τη σύλληψη του δορυφόρου στόχου από τον δακτύλιο του προσαρμογέα εκτόξευσης του (LAR), ακόμη και στην περίπτωση που αυτός (ο δορυφόρος στόχος) περιστρέφεται. Ο παράλληλος βραχίονας με την 6 βαθμών ελευθερίας πλατφόρμα Stewart είναι εφοδιασμένος με αισθητήρες δύναμης που του επιτρέπουν να προσαρμόζει την συμπεριφορά του και μετά την σύλληψη του δορυφόρου στόχου μέσω ενεργού ελέγχου ελαστικότητας και ελεγχόμενης απομάκρυνσης, και δεν επιτρέπει να αναπτυχθούν μεγάλες δυνάμεις στον τηλεσκοπικό βραχίονα, σύμφωνα με την προτεινόμενη μέθοδο ελέγχου. Μετά την απόσβεση της σχετικής κίνησης, ο τηλεσκοπικός βραχίονας βραχύνεται καιο δακτύλιος LAR ακινητοποιείται στην άκρη του μηχανισμού ακινητοποίησης του βραχίονα των 6 βαθμών ελευθερίας με τη βοήθεια ενός ζεύγους σφιγκτήρων. Όταν ο δακτύλιος LAR έχει ασφαλιστεί και προσδεθεί στέρεα στο άκρο του μηχανισμού ακινητοποίησης, δύο πρόσθετοι βραχίονες ακινητοποίησης αναπτύσσονται και προσδένονται επίσης στον δακτύλιο LAR σε δύο θέσεις που ισαπέχουν από το κεντρικό σημείο πρόσδεσης στον δακτύλιο LAR. Με τον τρόπο αυτό, η σύνδεση μεταξύ του δορυφόρου εξυπηρέτησης και του δορυφόρου στόχου που ακινητοποιήθηκε περιλαμβάνει τελικά τρία σημεία πρόσδεσης τοποθετημένα σε ίσες αποστάσεις πάνω στον δακτύλιο LAR, που εγγυώνται την απαιτούμενη σταθερότητα, είτε για τη διατήρηση του συστήματος στη θέση του, για τις εργασίες συντήρησης του, είτε για την μετάβα

Description

Σύστημα μηχανικής σύνδεσης μεταξύ δορυφόρων για επέκταση της ωφέλιμης ζωής ή για τροποποίηση της τροχιάς, συμπεριλαμβανομένης της δορυφορικής

εκτροπής από την τροχιά και σχετική μέθοδος ελέγχου μηχανικής σύνδεσης

μεταξύ δορυφόρων

1. Πεδίο της ευρεσιτεχνίας

Η παρούσα ευρεσιτεχνία αφορά την δυνατότητα παροχής υπηρεσιών και συντήρησης σε

διαστημικούς δορυφόρους, όπως επίσης και την δυνατότητα μεταβολής της τροχιάς

διαστημικών σκαφών και ιδιαίτερα δορυφόρων.

Ζ. Περιγραφή και σχετικές ευρεσιτεχνίες

US5511748 David R. Scott, Apr. 30, 1996 με τίτλο «Method for Extending the Useful Life of a Space Satellite».

US6523784B2 Frank Steinsiek, Hansjuergen Guenther, Bernd Bischof, Feb. 25, 2003 με τίτλο «Arrangement for Recovering Spacecraft».

US4177964 Edward J. Hujsak, LeRoy E. Siden, Dec. 11, 1979 με τίτλο «Docking System for Space Structures».

US4588150 Jurgen Bock, Gerd Gloyfer, Horst Richter, Roland Felkei, May 13, 1986 με τίτλο «Docking Device for Space Vehicle».

US4858857 Gregory A. Lange, John P. McManamen, John A. Schliesing, Aug. 22, 1989 με τίτλο «Docking Mechanism for Spacecraft».

US6354540 James L. Lewis, Monty B. Carroll, Ray H. Morales, Mar. 12, 2002 με τίτλο «Androgynous, reconfigurable closed loop feedback controlled low impact docking system with load sensing electromagnetic capture ring».

US6945500 Dennis Ray Wingo, Sep. 20, 2005 με τίτλο «Apparatus for a Geosynchronous Life Extension Spacecraft».

US20180148197A1 Arie Halsband, Nevo Taaseh, Meidad Parient, Michael Reitman, May 31, 2018 τίτλο «Docking system and method for satellites».

3. Υπόβαθρο της ευρεσιτεχνίας

Η ευρεσιτεχνία αυτή, αφορά συσκευές και μεθόδους για την επέκταση της ωφέλιμης ζωής ενός δορυφόρου ή διαστημικού σκάφους ή για την αλλαγή τροχιάς δορυφόρων ή αντικειμένων που βρίσκονται σε τροχιά.

Ειδικότερα, η εφεύρεση αναφέρεται σε μία τέτοια συσκευή και μεθόδους για την παράταση της διάρκειας ζωής των δορυφόρων που πραγματοποιούν τηλεπικοινωνίες, αναγνώριση καιρικών συνθηκών, αναγνώριση χώρου και παρόμοιες λειτουργίες ή για την τροποποίηση τροχιάς των εν λόγω δορυφόρων ή άλλων διαστημικών υπολειμμάτων. Η εφεύρεση σχετίζεται με συσκευές και μεθόδους για την πραγματοποίηση μεταβολής στην τροχιά ή την πορεία ή την εκ νέου ώθηση ενός παροπλισμένου δορυφόρου σε τροχιά απόρριψης.

Η υψηλή αξιοπιστία των σύγχρονων ηλεκτρονικών συστημάτων συντελεί στο ότι το τέλος της ζωής (EOL) των περισσότερων δορυφόρων να προκαλείται από την εξάντληση του προωθητικού καυσίμου, το οποίο συνεπάγεται την αδυναμία ελέγχου θέσεως, την σταθεροποίηση και τον έλεγχο της τροχιάς του διαστημικού σκάφους. Υπό αυτή την έννοια, πλήρως λειτουργικοί δορυφόροι με άλατα ηλεκτρονικά συστήματα τους να βρίσκονται σε καλή κατάσταση λειτουργίας, πρέπει να παροπλιστούν εξαιτίας της εξάντλησης των καυσίμων τους. Σε άλλες περιπτώσεις, οι δορυφόροι που εκτοξεύονται αλλά δεν καταφέρνουν να φτάσουν στην προγραμματισμένη τροχιά τους ή δεν καταφέρνουν να αναπτύξουν τους ηλιακούς συλλέκτες τους ώστε να γίνουν λειτουργικοί, δύναται να θεωρηθούν άχρηστα αντικείμενα σε τροχιά.

Η παρούσα εφεύρεση θα μπορούσε να παράσχει μια λύση παράτασης της ζωής για τους δορυφόρους που λειτουργούν. Από την άλλη, όταν η παράταση της διάρκειας ζωής ενός δορυφόρου δεν μπορεί να επιτευχθεί για διάφορους λόγους, π.χ. άλλες δυσλειτουργίες ενός δορυφόρου ή του εξοπλισμού του που δεν μπορεί να επισκευαστεί ή την απαξίωση του δορυφόρου, θα ήταν επιθυμητή η δυνατότητα αλλαγής της τροχιάς του. Με αυτόν τον τρόπο, οι εν αχρηστία ή παρωχημένοι δορυφόροι ή άλλα συντρίμμια δεν θα συνεχίσουν να γεμίζουν τις διαθέσιμες τροχιές και να αυξάνουν την πιθανότητα σύγκρουσης με άλλους δορυφόρους ή διαστημικά οχήματα. Εάν η αλλαγή τροχιάς και η επανείσοδος στην Γήινη ατμόσφαιρα δεν θεωρούνται αναγκαίες, θα ήταν επιθυμητό να υπάρχει ένα εργαλείο καί μια μέθοδος που θα μπορούσαν να προωθήσουν ξανά τέτοια αντικείμενα ή δορυφόρους και να τα μεταφέρουν σε άλλη τροχιά ώστε να αποσυμφορηθούν τροχιές που έχουν την μεγαλύτερη χρησιμότητα, Η προτεινόμενη μέθοδος είναι μια βιώσιμη λύση.

Επομένως, ο κύριος σκοπός της παρούσας ευρεσιτεχνίας είναι να προτείνει τον μηχανισμό και την μέθοδο για την παράταση της ωφέλιμης ζωής ενός διαστημικού δορυφόρου ή εναλλακτικά να παρέχει την συσκευή και τη μέθοδο που επιτρέπουν την προγραμματισμένη μεταβολή στην τροχιά του και την επανείσοδο των παροπλισμένων δορυφόρων ή να επιτρέψει την εκ νέου την μετατόπιση των αναλωμένων ή ξεπερασμένων δορυφόρων σε τροχιά απόρριψης-στάθμευσης. Η παρούσα εφεύρεση προτείνει μια καινοτομο μέθοδο για την επίτευξη των στόχων αυτών που μπορεί να εγγυηθεί την επιτυχή και άνευ κινδύνου λειτουργία ακόμη και αν ο δορυφόροςστόχος ή τα συντρίμμια στροβιλίζονται, κάτι το οποίο δεν συμβαίνει με άλλα σχετικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας σε αυτόν τομέα. Πράγματι, πολλά σχετικά διπλώματα ευρεσιτεχνίας αντιμετωπίζουν το πρόβλημα σύνδεσης μόνο στην περίπτωση διαστημικών στόχων που δεν στροβιλίζονται επί της τροχιάς τους. Στην περίπτωση που ο διαστημικός στόχος είναι ένα παροπλισμένο διαστημικό σκάφος του οποίο ο χειριστής δεν έχει πλέον τον έλεγχο, οι τρέχουσες κατοχυρωμένες με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μέθοδοι σύνδεσης δεν μπορούν να εφαρμοστούν χωρίς κίνδυνο σύγκρουσης. Επιπλέον, η προτεινόμενη ευρεσιτεχνία αντιμετωπίζει το θέμα της ακρίβειας στην τοποθέτηση του δορυφορου-εξυπηρετητή στην περιοχή του δορυφόρου-στόχου, το οποίο αποτελεί μείζον πρόβλημα για τη λειτουργία σύλληψης και ασφαλούς σύνδεσης. Με την παρούσα ευρεσιτεχνία είναι δυνατόν να έχουμε μια ασφαλή σύλληψη του δορυφόρου-στόχου από τον δορυφόρο-εξυπηρετητή ακόμα και αν το σφάλμα στη θέση μεταξύ των δορυφόρων είναι σημαντικό (της ταξεως του μισού μέτρου ή περισσότερο), χωρίς έτσι να διακυβεύεται η επιτυχία της αποστολής.

Επιπλέον, η εφεύρεση ασχολείται με το θέμα των σημαντικών δυνάμεων που αναπτύσσονται στον μηχανισμό σύλληψης κατά τη διάρκεια της προσάρτησης, λόγω πιθανών υφιστάμενων σχετικών ταχυτήτων που επιδρούν στη θέση μεταξύ του διαστημικού-εξυπηρετητή και του δορυφόρου-στόχου, μέσω της χρήσης μιας κινηματικής δομής επιλεκτικής ελαστικότητας. Μια σαφής μέθοδος ελέγχου παρουσιάζεται για να αντιμετωπίσει τις δυνάμεις που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της λειτουργίας προσάρτησης, η οποία μπορεί να προκαλέσει βλάβη στις δομές σύνδεσης εφόσον είναι σημαντική. Περαιτέρω, η παρουσιαζόμενη ευρεσιτεχνία ασχολείται με το κρίσιμο ζήτημα της σταθερότητας μετά την σύλληψη και ασφάλιση του δορυφόρου-στόχου, με μία εξαιρετικά βελτιστοποιημένη λύση συλλήψεως πολλαπλών σημείων που εγγυάται την σταθερότητα και τη δυνατότητα ελέγχου της, ενώ ελαχιστοποιεί τη μάζα του συστήματος προσάρτησης. Τέλος, η ευρεσιτεχνία παρουσιάζει τη συνολική διαμόρφωση του προτεινόμενου συστήματος προσάρτησης τροποποιημένου κατά τέτοιο τρόπο ώστε να ταιριάζει σε ένα δορυφόρο μικρού όγκου, αποδεικνύοντας ότι η παρούσα ιδέα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξυπηρέτηση αποστολών με μειωμένο, ανταγωνιστικό κόστος.

4. Περίληψη της ευρεσιτεχνίας

Η παρουσιαζόμενη ευρεσιτεχνία σχετίζεται με έναν εξυπηρετητή δορυφόρο, ο οποίος διαθέτει ένα σώμα, έναν ελεγκτή και έναν μηχανισμό σύνδεσης (με τον δορυφόρο-στόχο). Ο δορυφόρος εξυπηρέτησης προορίζεται να στερεωθεί άκαμπτα, σε μια συγκεκριμένη και γεωμετρικά προσδιορισμένη θέση πάνω στο δακτύλιο προσαρμογής εκτόξευσης (LAR) ενός διαστημικού σκαφους-στόχου, με σκοπό την παράταση της ζωής του, τη συντήρησή του ή την απομάκρυνση του δορυφόρου-στόχου από την τροχιά του. Ο μηχανισμός σύνδεσης περιλαμβάνει μία πλατφόρμα παράλληλης μετακίνησης 6 βαθμών ελευθερίας (γνωστής επίσης ως πλατφόρμα Stewart), η οποία είναι εφοδιασμένη με ένα τηλεσκοπικό βραχίονα που εκτείνεται κάθετα από την πλάκα εξόδου της πλατφόρμας Stewart, σε απόσταση που εξαρτάται από τις διαστάσεις των διαστημικών σκαφών, περίπου 1-1,5 φορές τη διάμετρο του δακτυλίου (LAR) του σκάφουςστόχου. Ο τηλεσκοπικός βραχίονας φέρει ένα μηχανισμό αγκύρωσης που κλείνει γρήγορα με ένα ζεύγος δακτύλων στο ελεύθερο άκρο του, τα οποία μπορούν να ελέγχονται αυτόματα για την ασφαλή σύλληψη του δακτυλίου (LAR) του στόχου, αφού οι οπτικοί αισθητήρες του μηχανισμού σύλληψης επιβεβαιώσουν ότι βρίσκονται στη σωστή θέση ως προς τον στόχο. Η εκ των προτέρων γνωστή γεωμετρία του δακτυλίου (LAR) του στόχου καθώς και το σύνολο των μετρήσεων από τους αισθητήρες προσέγγισης του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης, εγγυωνται τη δυνατότητα σωστής ενεργοποίησης του μηχανισμού για την ασφαλή σύλληψη του σκάφους-στόχου. Αρχικά, ο τηλεσκοπικός βραχίονας αναπτύσσεται στην περιοχή του LAR και σε ασφαλή απόσταση από τον διαστημικό στόχο. Οι αισθητήρες εγγύτητας που λειτουργούν στον μηχανισμό, παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την ακριβή απόσταση του εξυπηρετητή από τον στόχο και ο βραχίονας περιστρέφεται και ενδεχομένως βραχύνεται προκειμένου να προσεγγίσει περαιτέρω το LAR. Επιπλέον, συνδυασμένες μετρήσεις από τους αισθητήρες εννύτητας επιβεβαιώνουν ότι ο μηχανισμός είναι σε θέση να ξεκινήσει τη λειτουργία ασφαλούς αγκύρωσης του στόχου. Ο μηχανισμός ενεργοποιεί έπειτα το δάκτυλο γρήγορου κλεισίματος Που ασφαλίζει την αγκύρωση σε χρόνο λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Μόλις ο μηχανισμός επιτύχει την αρχική σύλληψη του LAR, η πλατφόρμα Stewart εισέρχεται σε κατάσταση ενεργητικής συμμόρφωσης, κινούμενη κατά τέτοιο τρόπο ώστε, να ακυρωθούν OL δυνάμεις που αναπτύσσονται στον μηχανισμό σύλληψης λόγω σχετικής κίνησης μεταξύ των δύο σκαφών (εξυπηρετητή-στοχου). Μια πιθανή διακύμανση στην κίνηση του στόχου αναιρείται σταδιακα με τη χρήση των τροχών αντίδρασης και των κινητήρων ανάσχεσης του εξυπηρετητή. Αυτός ο τρόπος αναίρεσης της οποιοσδήποτε σχετικής κίνησης διατηρείται, μέχρι η σχετική ταχύτητα των δύο διαστημικών σκαφών να μηδενιστεί. Σε αυτό το σημείο ο τηλεσκοπικός βραχίονας βραχύνεται αργά και το σκάφος εξυπηρέτησης πλησιάζει πιο κοντά στο δακτύλιο (LAR). Σε αυτή τη φάση σύλληψης του στόχου ένας τουλάχιστον σφιγκτήρας, που είναι στέρεα τοποθετημένος στην πλάκα εξόδου του μηχανισμού Stewart, έρχεται σε επαφή με το δακτύλιο (LAR) και κλείνει, συγκροτώντας το με άκρως καθοριστικό τρόπο, βασιζόμενο στην εκ των προτέρων γνώση του γεωμετρικού προφίλ του δακτυλίου (LAR). Στη συνέχεια, δύο πρόσθετοι περιστρεφόμενοι βραχίονες εκτείνονται από τις πλευρές του εξυπηρετητή, χρησιμοποιώντας κινητήρες ενός βαθμού ελευθερίας και φτάνουν επίσης το δακτύλιο (LAR) σε πλήρως καθορισμένες θέσεις, περίπου ισαπέχουσες απο το σημείο αρχικής σύλληψης του δακτυλίου (LAR), σχηματίζοντας έτσι ένα περίπου ισόπλευρο τρίγωνο με κορυφές τα σημεία σύλληψης και ασφάλισης τσυ δακτυλίου (LAR). Οι βραχίονες αυτοί είναι επίσης εξοπλισμένοι με μηχανισμούς σύσφιξης που κλείνουν σταθερά γύρω από το τμήμα LAR μόλις επιβεβαιωθεί η θέση τους. Με αυτόν τον τρόπο το σκάφος εξυπηρέτησης επιτυγχάνει μια σύνδεση τριών σημείων με τον στόχο (LAR), εξασφαλίζοντας σταθερότητα στη συγκράτηση του στόχου και επιτρέποντας κατ' αυτόν τον τρόπο ασφαλείς χειρισμούς αλλαγής στην τροχιά του στόχου.

5. Αναλυτική περιγραφή των σχημάτων

Τα αντικείμενα και τα πλεονεκτήματα αυτής τής εφεύρεσης είναι προφανή σε όλους όσους έχουν την σχετική εμπειρία από την ακόλουθη λεπτομερή περιγραφή τους, σε συνδυασμό με τα σχέδια, τα οποία περιγράφουν:

Το σχήμα 1 δείχνει μια, υπό προοπτική, όψη ενός διαστημικού σκάφους-εξυπηρετητή, διαμορφωμένου σύμφωνα με μία προτιμώμενη υλοποίηση της παρούσας ευρεσιτεχνίας, με το σύστημα προσάρτησης σε πλήρη ανάπτυξη, και ενώ πλησιάζει ένα διαστημικό σκαφος-στόχο για να προσδεθεί σε αυτό. Σε αυτή την περίπτωση, θεωρούμε έναν τυπικό δορυφόρο-στόχο σε νεωστατική τροχιά.

Το σχήμα 2 παρουσιάζει την αναπτυγμένη πλατφόρμα Stewart του διαστημικού σκαφουςεξυπηρέτησης και τον αναπτυσσόμενο τηλεσκοπικό βραχίονα που είναι τοποθετημένος στην πλάκα εξόδου της εν λόγω πλατφόρμας Stewart.

Το σχήμα 2α παρουσιάζει μία πλάγια όψη της αναπτυγμένης πλατφόρμας Stewart του διαστημικού-εξυπηρετητή και τον μηχανισμό που αναπτύσσει την πλατφόρμα Stewart του διαστημικού σκάφος εξυπηρέτησης.

Το σχήμα 3α παρουσιάζει μία πλάγια όψη του μηχανισμού αγκυρωσης σε ανοικτή θέση, ο οποίος είναι τοποθετημένος στο άκρο του τηλεσκοπικού βραχίονα.

Το σχήμα 3β είναι μία όψη του μηχανισμού σε κλειστή θέση, ο οποίος είναι τοποθετημένος στο άκρο του τηλεσκοπικού βραχίονα.

Το σχήμα 3γ είναι μία πλάγια όψη του μηχανισμού αγκύρωσης με παρουσίαση της θέσης των ενσωματωμένων αισθητήρων εγγύτητας στη δομή του, εξηγώντας τη μέθοδο που χρησιμοποιείται για τη σύλληψη -ασφάλιση του στόχου.

Το σχήμα 3δ είναι μία πλάγια όψη του μηχανισμού με αναλυτικότερη παρουσίαση της θέσης των ενσωματωμένων αισθητήρων εγγύτητας στη δομή του, εξηγώντας τη μέθοδο που χρησιμοποιήθηκε για τη σύλληψη-ασφαλιση του στόχου.

Το σχήμα 4α είναι μια κοντινή όψη του μηχανισμού που έχει συλλάβει και ασφαλίσει τον δακτύλιο (LAR) του στόχου.

Το σχήμα 4β είναι μια όψη της αναπτυγμένης πλατφόρμας Stewart με τον μηχανισμό να έχει συλλάβει επιτυχώς τον δακτύλιο (LAR).

Στα σχήματα 5, 5α, 5β, 5γ, 56, 5ε, 5στ παρουσιάζονται κοντινές όψεις του μηχανισμού αγκύρωσης καθώς και τα τμήματα που τον απαρτίζουν λεπτομερώς, όπως το δάκτυλο ταχείας επαναφοράς, το ελατήριο ταχείας επαναφοράς, ο μηχανισμός περιστροφής κ.λπ.

Το σχήμα 6 δείχνει μια λεπτομέρεια του τυμπάνου ελάσματος που χρησιμοποιείται για την επέκταση και την βράχυνση των τηλεσκοπικών μέσων που αποτελούν τον τηλεσκοπικό μηχανισμό.

Το σχήμα 6α δείχνει μια λεπτομερή όψη του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσεται το στέλεχος που επεκτείνει τον τηλεσκοπικό βραχίονα και πώς το τηλεσκοπικό τμήμα του βραχίονα εκτείνεται και αποσυρεται από το στέλεχος.

Το σχήμα 6β παρουσιάζει μια λεπτομερή όψη του αναπτυσσόμενου στελέχους, που φέρει επίσης μια καλωδιοταινία μέσω της οποίας διέρχονται τα σήματα ενεργοποίησης και τα δεδομένα που συνδέουν τον μηχανισμό και τους αισθητήρες με τον μηχανισμό αγκύρωσης της παράλληλης πλατφόρμας (των 6 βαθμών ελευθερίας), που περιλαμβάνει επίσης ένα ηλεκτρικό δακτύλιο ολίσθησης για μετάδοση σήματος.

Το σχήμα 6γ απεικονίζει μια λεπτομερή τομή του αναπτυγμένου στελέχους, συμπεριλαμβανομένων των πολλαπλών τηλεσκοπικών κυλίνδρων που σχηματίζουν τον τηλεσκοπικό βραχίονα, καθώς και του μηχανισμού αγκύρωσης, ο οποίος είναι τοποθετημένος στο άκρο του βραχίονα.

Το σχήμα 7 δείχνει τα 2 συνδεδεμένα διαστημικά σκάφη με τον τηλεσκοπικό βραχίονα να μειώνει το μήκος του, ενώ ο εξυπηρετητής προσεγγίζει το στόχο.

Το σχήμα 7α δείχνει λεπτομερώς τη θέση του κινητήρα που θέτει σε λειτουργία τον εξωτερικό κύλινδρο του τηλεσκοπικού βραχίονα, με σκοπό την πλήρη βράχυνση του τηλεσκοπικού βραχίονα προς την θέση κλειδώματος του.

Το σχήμα 7b απεικονίζει μια λεπτομερή όψη της παράλληλης πλατφόρμας Stewart και του πτυσσόμενου τηλεσκοπικού βραχίονα και του τοποθετημένου μηχανισμού αγκύρωσης πάνω του, σε κλειστή θέση.

Το σχήμα 7γ δείχνει τον τρόπο με τον οποίο οι αισθητήρες δύναμης τοποθετούνται στην πλατφόρμα Stewart με σκοπό τη μέτρηση των δυνάμεων που δημιόυργούνται στον τηλεσκοπικό βραχίονα.

Το σχήμα 7δ δείχνει μία επισκόπηση των 2 σκαφών με τον τηλεσκοπικό βραχίονα σε πλήρη βράχυνση.

Τό σχήμα 7ε δείχνει μια λεπτομερή όψη των μηχανισμών ασφάλισής που είναι προσαρμοσμένοι στην πλάκα εξόδου της πλατφόρμας Stewart προσεγγίζοντας τον δακτύλιο (LAR) του στόχου, σε θέση σύλληψης και ασφάλισης του στόχου.

Το σχήμα 8 παρουσιάζει μια πλευρική λεπτομερή όψη του μηχανισμού ασφάλισης, ο οποίος είναι σχεδιασμένος για το συγκεκριμένο τμήμα LAR, πλήρως κλεισμένο γύρω από το τμήμα LAR.

Το σχήμα 9α δείχνει ότι η παράλληλη πλατφόρμα των 6 βαθμών ελευθερίας (πλατφόρμα Stewart) εισέρχεται στην θέση αναφοράς της εξαναγκάζοντας, τον δορυφόρο εξυπηρετητή σε περιστροφή.

Το σχήμα 9β δείχνει την πλάγια όψη της διαδικασίας οδήγησης της παράλληλης πλατφόρμας Stewart στη θέση αναφοράς, έτσι ώστε να μπορεί να επιτευχθεί σύνδεση με πλήρη σταθερότητα.

Το σχήμα 9y δείχνει μια κοντινή όψη της παραλλήλης πλατφόρμας Stewart που εισέρχεται στη μηδενική θέση αναφοράς με το σκάφος εξυπηρέτησης να έχει ήδη περιστραφεί ως προς το σκάφος-στοχο.

Το σχήμα 9δ δείχνει μια λεπτομερή όψη του τηλεσκοπικού βραχίονα, σε πλήρη βράχυνση. Το σχήμα 9ε δείχνει μια λεπτομερή όψη της πλατφόρμας Stewart με τη υποδοχή του τηλεσκοπικού βραχίονα στη βάση της.

Το σχήμα 9στ δείχνει τον τηλεσκοπικό βραχίονα κλειδωμένο στη βάση της πλατφόρμας Stewart, αφού έφτασε στη θέση ασφάλισης στη βάση της παράλληλης πλατφόρμας καί στερεώθηκε εκεί. Σε αυτή τη θέση, η πλατφόρμα είναι επίσης κλειδωμένη αφού η βράχυνση του τηλεσκοπικού βραχίονα εχει σταθεροποιήσει ολόκληρο τον μηχανισμό της παράλληλης πλατφόρμας Stewart, με τη βάση του βραχίονα κλειδωμένη στη βάση της πλατφόρμας Stewart. Η θέση της πλατφόρμας και του σκάφους-εξυπηρέτησης είναι πλέον πλήρως καθορισμένη έναντι του δακτυλίου (LAR) του σκάφους-στόχου.

Το σχήμα 10 παρουσιάζει μια επισκόπηση του συστήματος των διαστημικών σκαφών εξυπηρετητή-στόχου σταθεροποιημένων μεταξύ τους.

Το σχήμα 10α δείχνει ένα κοντινό πλάνο του της σταθεροποιημένου συστήματος των διαστημικών σκαφών εξυπηρετητή-στόχου, ενώ επιπλέον δύο πρόσθετοι αρθρωτοί βραχίονες έχουν αναπτυχθεί από τον εξυπηρετητή προς το στόχο (LAR), προκειμένου να ασφαλιστεί η σύνδεση μεταξύ των δύο διαστημικών σκαφών εξυπηρετητή-στόχου.

Το σχήμα 11α δείχνει την ανάπτυξη των επιπρόσθετων βραχιόνων από μία άλλη οπτική γωνία, οι οποίοι έχουν συλλαβει επιτυχώς τον δακτύλιο (LAR), σε τόξα επάνω στον δακτύλιο (LAR) περίπου 120 μοιρών,

Το σχήμα 11β δείχνει τη λεπτομερή όψη των πρόσθετων μηχανισμών κλειδώματος στον δακτύλιο (LAR), χρησιμοποιώντας απλούς σφιγκτήρες, προσαρμοσμένους στο συγκεκριμένο προφίλ δακτυλίου (LAR).

To σχήμα 11γ δείχνει λεπτομερώς τους πρόσθετους βραχίονες, που ενεργοποιούνται από γραμμικούς κινητήρες ενός βαθμού ελευθερίας, έχοντας κλειδώσει στο δακτύλιο του στόχου (LAR).

Το σχήμα 11δ απεικονίζει λεπτομερώς την πλευρική όψη του πρόσθετου σφιγκτήρα βραχίονα, όταν αυτός έχει κλειδώσει πάνω στον δακτύλιο (LAR).

Το σχήμα 12α δείχνει τον μηχανισμό του εξυπηρετητή και τόυ στόχου όπως φαίνονται από την πλευρά του εξυπηρετητή και ενώ βρίσκονται άκαμπτα συνδεδεμένοι μεταξύ τους, με τις 3 θέσεις συγκράτησης να απέχουν διαστήματα περίπου 120 μοιρών.

Το σχήμα 12β δείχνει τα δύο σκάφη με τους βραχίονες με ωστήρες του εξυπηρετητή να διατηρούν την διεύθυνση της ευθείας με το κέντρο βάρους (CoG) του συστήματος.

Στο σχήμα 12γ φαίνεται μία κάτοψη του συστήματος εξυπηρετητή-στόχου όπου ο δακτύλιος (LAR) να συγκροτείται σε μικρή απόσταση από τους κύριους ωστήρες του στόχου.

Το σχήμα 12δ δείχνει μία πλάγια όψη του συστήματος εξυπηρετητή-στόχου.

Το σχήμα 12ε δείχνει μια οπίσθια όψη του συστήματος εξυπηρετητή-στόχου που είναι άκαμπτα συνδεδεμένα μεταξύ τοϋς καθώς καί τους βραχίονες που φέρουν τους ωστήρες που βρίσκονται σε τέτοια θέση ώστε να είναι εφικτή η λειτουργία των ωστήρων και της κεραίας Κ-band, η οπτική επαφή της οποίας είναι ανεμπόδιστη με τη Γη, χωρίς να εμποδίζεται από τις υπόλοιπες κεραίες και τους συλλέκτες ηλιακής ενέργειας του στόχου.

6. Αναλυτική περιγραφή της ευρεσιτεχνίας

Σύμφωνα με την εφεύρεσή, παρουσιάζουμε ένα σύστημα μηχανικής σύνδεσης σε δορυφόρο στόχο, με σκοπό την παράταση της ωφέλιμης ζωής του, ή την τροποποίηση της τροχιάς τόυ ή την απομάκρυνσή του από μια δεδομένη τροχιά. Το σύστημα περιλαμβάνει ένα διαστημικό σκάφος με όλα τα απαραίτητα μηχανικά μέσα ώστε μετά τη σύνδεσή του με τον διαστημικά στόχο να δημιουργείται ένα σύστημα διαστημικού εξυπηρετητή-στόχου εφοδιασμένο με όλα τα απαραίτητα στοιχεία για οδήγηση, πλοήγηση, συστήματα ελέγχου και καύσιμο για πρόωση. Τα συστήματα καθοδήγησης, πλοήγησης και ελέγχου του διαστημοπλοίου εξυπηρέτησης περιλαμβάνουν συστήματα απαραίτητα για τη διεξαγωγή ραντεβού και τον έλεγχό της διαδικασίας σύνδεσης του διαστημοπλοίου-εξυπηρέτησης με το δορυφόρο-στόχο και για τον έλεγχο της θέσης του συνολικού συστήματος εξυπηρετητή-στόχου. Η τροφοδοσία των ωστήρων του σκάφους είναι αρκετή ώστε να μπορεί να πραγματοποιηθεί το ραντεβού εξυπηρετητή-στοχου καθώς επίσης και οι απαραίτητοι ελιγμοί που χρειάζεται να γίνουν για την αλλαγή της θέσης του συστήματος εξυπηρετητή-στόχου.

Στο σχήμα 1 απεικονίζεται ένα διαστημικό σκάφος εξυπηρέτησης κατασκευασμένο για χρήση σύμφωνα με τις αρχές της παρούσας ευρεσιτεχνίας. Το διαστημικό σκάφος 1 είναι κατασκευασμένο ώστε να μεταφέρεται στο διάστημα, π.χ. σε μια μεταβατική τροχιά ή σε χαμηλή τροχιά (LEO), στο χώρο φορτίου ή εντός του κύτους σκάφους που εκτοξεύεται από τη Γη, ανάλογα με τις απαιτήσεις της αποστολής, τη διαθεσιμότητα, το κόστος κ.λπ. Το διαστημικό σκάφος εξυπηρέτησης φαίνεται εδώ σε θέση συνάντησης (ραντεβού) σε γεωσύγχρονη τροχιά, πλησιάζοντας έναν μεγάλο σε γεωσύγχρονη τροχιά δορυφόρο-στόχο τηλεπικοινωνιών 2 όπως ο Optus. Η προσέγγιση γίνεται από την αντίθετη πλευρά του δορυφόρου 2 από αυτήν που βλέπει προς τη Γη, στοχεύοντας τον δακτυλιοειδή προσαρμογέα εκτόξευσης (LAR) του στόχου 2. Το διαστημικό σκάφος εξυπηρέτησης 1 θεωρείται ότι προσεγγίζει την επιθυμητή θέση για την έναρξη της διαδικασίας ασφαλούς σύλληψης με ακρίβεια ±25 εκατοστά του μέτρου (±25cm), δηλαδή εντός ενός κύβου ακμής 50 εκατοστών του μέτρου (50cm). Η απόσταση προσέγγισης μεταξύ των σκαφών θεωρείται ότι είναι ±1 μέτρο (±lm). Το σφάλμα γωνιακής ευθυγράμμισης της προσέγγισης θεωρείται ότι είναι ±2 μοίρες. Το σκάφος-στόχος έχει διάφορα στοιχεία, όπως

οι ηλιακοί συλλέκτες 3 που εκτείνονται σε απόσταση αρκετών μέτρων (m) πλευρικά ή κεραίες 6 οι οποίες εκτείνονται σε απόσταση αρκετών μέτρων (m) από τις άλλες πλευρές του. Το σκάφος εξυπηρετητής 1 δεν παρεμβαίνει σε αυτά τα στοιχεία. Το υποσύστημα εξυπηρέτησης έχει τις διαστάσεις ενός κύβου με ακμή 80 εκατοστών του μέτρου (80cm). Είναι εξοπλισμένο με ηλιακούς συλλέκτες 4 που εκτείνονται από τις πλευρές του και είναι περαιτέρω εφοδιασμένο με μια κεραία K-Band που βλέπει τη Γη καθώς και ένα ζεύγος ωστήρων 7 που είναι τοποθετημένοι σε ελαφρούς βραχίονες για τη λειτουργία διατήρησης θέσης. Ο εξυπηρετητής διαθέτει έναν χώρο μικρότερου όγκου 8, όπου φυλάσσεται το σύστημα σύνδεσης και προσδεσης κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του προς το προγραμματισμένο ραντεβού του με το σκαφος-στόχο.

Στο σχήμα 2, ο εξυπηρετητής έχει αναπτύξει το σύστημα πρόσδεσης που αποτελείται από μία παράλληλη πλατφόρμα έξι (6)-βαθμών ελευθερίας 10 (πλατφόρμα Stewart) και έναν τηλεσκοπικά επεκτάσιμο βραχίονα 9, τοποθετημένο στην άκρη του μηχανισμού εξόδου της πλατφόρμας Stewart. Μία προτεινόμενη μέθοδος ανάπτυξης για την πλατφόρμα Stewart παρουσιάζεται στο σχήμα 2α, όπου η πλατφόρμα περιστρέφεται γυρω από μια στατική άρθρωση 12 και ασφαλίζει σε αναπτυγμένη θέση μέσω ενός γραμμικού κινητήρα 13 ενός βαθμού ελευθερίας. Στη συνέχεια, ο τηλεσκοπικός βραχίονας 9 επεκτείνεται αργά προς το στόχο (LAR), αρχικά με στόχο την εκτίμηση της ακριβούς απόστασης μεταξύ των δύο σκαφών. Αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια αισθητήρων εγγύτητας, τοποθετημένων επί του μηχανισμού 11 του βραχίονα 9. Η λεπτομερής προτεινόμενη διάταξη του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης 11 φαίνεται στο σχήμα 3α. Ένα σύνολό οπτικών αισθητήρων S1 S2 S3 S4 S5 S6 όπως εκείνοι που λειτουργούν βάσει της αρχής του χρόνου πτήσης τόυ φωτός, για παράδειγμα ο GY-VL53L0XV2, τοποθετούνται στον μηχανισμό. Η κατάλληλη θωράκιση χρησιμοποιείται για να προστατεύει τα ολοκληρωμένα κυκλώματα από την κοσμική ακτινοβολία, ενώ κρύσταλλοι ζαφειριού προστατεύουν τα μέρη εκείνα που εκπέμπουν και λαμβάνουν οπτικά σήματα. Οι αισθητήρες 51 52 S3 S4 στοχεύουν με διεύθυνση κάθετη προς τον άξονα επέκτασης του τηλεσκοπικού βραχίονα όπως φαίνεται στο σχήμα 3α. Οι αισθητήρες S5 S6 έχουν άξονα λειτουργίας κατά την αξονική κατεύθυνση ανάπτυξης του βραχίονα (σχήματά 3α και 3β). Το τυπικό εύρος λειτουργίας αυτών των αισθητήρων είναι από 0 έως 50 εκατοστά του μέτρου (0-50cm). Όταν ο τηλεσκοπικός βραχίονας εκτείνεται απευθείας προς το σκάφος-στόχο και η απόσταση από τον μηχανισμό γίνεται μικρότερη από 50 εκατοστά τϋυ μέτρου (50cm), οι αισθητήρες S5 S6 δίνουν μέτρηση. Με δεδομένο ότι, το μήκος του εκτεινόμενου τηλεσκοπικού βραχίονα 9 είναι γνωστό ανά πάσα σΐιγμή (σχετικά με την ανάπτυξη του τηλεσκοπικού βραχίονα βλέπε παρακάτω), αυτές οι τιμές χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της απόστασης μεταξύ των δύο σκαφών (εξυπηρετητή-στόχου) με ακρίβεια λίγων εκατοστών του μέτρου (cm). Στη συνέχεια, ο βραχίονας 9 στρέφεται προς την ανώτερη πλευρά του LAR όπως φαίνεται από την πλευρά του εξυπηρετητή, φθάνοντας αρκετά μακρύτερα από την περιφέρεια του στόχου LAR, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Αυτό γίνεται για να προετοιμαστεί για την κίνηση σάρωσης του τηλεσκοπικού βραχίονα, στοχεύοντας το LAR. Σε αυτή την απομακρυσμένη θέσή ο τηλεσκοπικός βραχίονας εκτείνεται σε απόσταση που πλησιάζει τη μετρούμενη απόσταση των δύο σκαφών, μείον το ύψος της υπό στόχευση προεξέχουσας επιφάνειας, στην περίπτωση αυτή του LAR. Η παράλληλη πλατφόρμα των 6 βαθμών ελευθερίας (πλατφόρμα Stewart) ακολούθως περιστρέφει τον βραχίονα 9 που συγκροτείται απο τον μηχανισμό εξόδου γύρω από τΰν δικό του άξονα επέκτασης, κατά τέτοιο τρόπο, ώστε η κίνηση του μηχανισμού σύλληψης 15 του ακροδέκτη (που φαίνεται στο σχήμα 3α) να λειτουργεί στο ίδιο επίπεδο με την κίνηση της πλατφόρμας Stewart που κινείται προς τον δακτύλιο (LAR) (επιχειρησιακό επίπεδο Ρ όπως φαίνεται στο σχήμα 2, το οποίο ορίζεται ως το επίπεδο που περιέχει τον τηλεσκοπικό βραχίονα με την πλάκα εξόδου και την ορθονώνια διάταξη των αισθητήρων προσέγγισης S1 S2 S3 S4), Η πλατφόρμα (Stewart) στη συνέχεια ενεργοποιεί αργά τον τηλεσκοπικό βραχίονα 9 μέχρις ότου ληφθεί κάποια μέτρηση σε έναν τουλάχιστον από τους αισθητήρες S1 S2 S3 S4, γεγονός που σημαίνει ότι ο μηχανισμός είναι αρκετά κοντά για να αρχίσει να βλέπει την επιφάνεια του σκάφους-στόχου (LAR), Το σχήμα 3γ παρουσιάζει μια πλευρική όφη αυτής της κατάστασης. Σε αυτό το σχήμα, ο βραχίονας προσεγγίζει το στόχο (LAR) 14 αλλά το μήκος του βραχίονα είναι πολύ μεγάλο για να λειτουργήσει σωστά ο μηχανισμός. Αυτό γίνεται αντιληπτό από τις μετρήσεις των αισθητήρων S1 S2 S3 S4. Οι αισθητήρες παρέχουν μετρήσεις περίπου ίσες, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο μηχανισμός δεν έχει φτάσει ακόμα κοντά στην άκρη του δακτυλίου (LAR). Ο ρόλος αυτής της λειτουργίας είναι επομένως να ανιχνευσει σωστά την άκρη του δακτυλίου (LAR). Μειώνοντας αργά το μήκος του τηλεσκοπικού βραχίονα, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με ικανοποιητική ακρίβεια. Αυτό φαίνεται στο σχήμα 3δ. Σε αυτή την περίπτωση, οι αισθητήρες S3 και S4 μπορούν να δώσουν μικρές μετρήσεις της ταξεως των 2-5 εκατοστών του μέτρου (2-5cm), αλλά ο αισθητήρας S1 και ενδεχομένως ο S2 δίνουν μετρήσεις των 40 εκατοστών του μέτρου (40cm) ή ακόμη μεγαλύτερες. Επιπλέον, οι αισθητήρες S5 S6 παρέχουν μετρήσεις, της τάξης μερικών εκατοστών του μέτρου (cm), καθώς βλέπουν το μέτωπο του δακτυλίου (LAR). Οι παραπάνω συνθήκες δείχνουν ότι ο μηχανισμός σύλληψης και ασφάλισης βρίσκεται κοντά σε ένα άκρο, το οποίο πιθανόν είναι το άκρο του LAR. Σε αυτήν την περίπτωση, ο μηχανισμός σύλληψης και ασφάλισης μπορεί να ξεκινήσει για να κλείσει το δάκτυλό του 15, πιανοντας τον στόχο. Η λειτουργία σύλληψης είναι πολύ γρήγορη, λόγω της χρήσης ελατηρίου για το κλείσιμο του δάχτυλου 15 (ακολουθούν οι λεπτομέρειες). Το σχήμα 4α δείχνει μια κοντινή άποψη του δακτυλίου (LAR) με το δάκτυλο του μηχανισμού 15 κλειστό. Το σχήμα 4β δείχνει μία επισκόπηση των 2 δορυφόρων με τον τηλεσκοπικό βραχίονα και την πλατφόρμα Stewart σε θέση σύλληψης. Απαιτείται γρήγορη σύλληψη ειδικά σε, περίπτωση που το σκαφος-στόχος είναι σε στροβιλισμό. Σε μια τέτοια περίπτωση, η προσέγγιση του τηλεσκοπικού βραχίονα γίνεται με παρόμοιο τρόπο προκειμένου να εκτιμηθεί αρχικά η απόσταση μεταξύ των 2 σκαφών (εξυπηρετητή-στόχου), στις καλύτερες δυνατές συνθήκες σύλληψης. Παρόλο που ο εξυπηρετητής βρίσκεται σε απόσταση περίπου ενός μέτρου (1m) από τον στόχο, αυτή η απόσταση μπορεί να μεταβληθεί ανάλογα με τον στροβιλισμό του στόχου. Συνεπώς, ο τηλεσκοπικός βραχίονας χρησιμοποιείται και πάλι για να πλησιάζει περισσότερο τον στόχο και έτσι παράγει μια σειρά μετρήσεων που υποδεικνύουν την απόκλιση απόστασης μεταξύ των 2 σκαφών λόγω του στροβιλισμού τόυ στόχου. Οταν η μετρούμενη απόσταση μεταβάλλεται λόγω του στροβιλισμού του στόχου, από τις διάφορες μετρήσεις που λαμβάνουμε μπορεί να προκύφει μια μέση τιμή αυτής τής απόστασης. Ο βραχίονας κατόπιν εξαναγκάζεται σε κίνηση προς την άνω πλευρά του δακτυλίου (LAR), όπως φαίνεται από τον εξυπηρετητή, φθάνοντας πολύ πιο μακριά από την περιφέρεια του δακτυλίου του στόχου (LAR), όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Αυτό γίνεται για να προετοιμαστεί ο τηλεσκοπικός βραχίονας ώστε να αποσβεστεί οποιαδήποτε κίνηση ταλάντωσής του, όταν θα έχει συλλάβει τον δακτύλιο (LAR). Σε αυτήν την απομακρυσμένη θέση, ο τηλεσκοπικός βραχίονας εκτείνεται σε απόσταση που πλησιάζει τη μέση μετρούμενη απόσταση των δύο σκαφών, μείον το ύφος της υπό στόχευση προεξέχουσας επιφάνειας, στην περίπτωση αυτή του δακτυλίου (LAR). Στη συνέχεια, η παράλληλη πλατφόρμα των 6 βαθμών ελευθερίας (πλατφόρμα Stewart) περιστρέφει τον βραχίονα 9 γύρω από τον αξονά του έτσι ώστε ο μηχανισμός του δάκτυλου 15 να λειτουργεί στο ίδιο επίπεδο με την κίνηση της πλατφόρμας Stewart που κινείται προς τον δακτύλιο (LAR) (επιχειρησιακό επίπεδο Ρ όπως φαίνεται στο σχήμα 2). Ο βραχίονας 9 στη συνέχεια κινείται προς τον δακτύλιο (LAR) που περιστρέφεται πολύ αργά, με τους αισθητήρες εγγύτητας S1 S2 S3 S4 να μετρούν τις αποστάσεις και με αυτόν τον τρόπο να δημιουργούν το ιστορικό της περιστροφικής κίνησης του στόχου.

Μέσω της αργής προσαρμογής του τηλεσκοπικού μήκους τou βραχίονα, της γωνίας ταλάντευσης και τη σειρά των μετρήσεων που έχουν κάταχωρηθεί, το σύστημα είναι σε θέση να προσεγγίσει τον περιστρεφόμενο δακτύλιο (LAR) χωρίς καν να έισέλθει στο χώρο κίνησής του (επομένως χωρίς να διακινδυνεύσει ενδεχόμενη σύγκρουση), έως ότου από Τις μετρήσεις, που συνεχίζει να παίρνει, να προκύπτει ότι υπάρχει (πιθανώς μικρή) περίοδος, όπου κατά τη διάρκεια της κίνησης του δακτυλίου (LAR), να βρίσκεται (ο δακτύλιος ) σε κατάλληλη θέση για να τον συλλάβει ασφαλώς ο μηχανισμός (δηλαδή με τις μετρήσεις των αισθητήρων S3 S4 κοντά στα 2 με 5 εκατοστά του μέτρου (2-5cm), τιs μετρήσεις των S1 S2 πολύ υψηλότερες και τις μετρήσεις των S5 S6 να είναι επίσης κοντά στα 2 με 5 εκατοστά του μέτρου (2-5cm). Εάν πληρούνται αυτές οι προϋποθέσεις τουλάχιστον μία φορά κατά τον περιοδικό κύκλο κίνησης του στόχου, ενεργοποιείται η λειτουργία σύλληψης. Την επόμενη φορά που πληρούνται οι προϋποθέσεις, κλείνει ο μηχανισμός επιτυγχάνοντας με ασφάλεια τη σύλληψη του στόχου. Στο σχήμα 5 παρουσιάζονται οι λεπτομέρειες του προτεινόμενου μηχανισμού σύλληψης για την ταχεία λειτουργία του δακτύλου ώστε να γίνεται γρήγορα η σύλληψη του δακτυλίου (LAR). Το δάκτυλο του μηχανισμού σύλληψης 15 παρουσιάζεται με το ελατήριο ταχείας επιστροφής 17 συναρμολογημένο κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να ωθεί το δάκτυλο να κλείσει. Το άνοιγμα του δάκτυλου 15 λειτουργεί με τον κινητήρα 16 και το γρανάζι 18. Το σχήμα 5α δείχνει τον συνολικό μηχανισμό που χρησιμοποιείται για το άνοιγμά του. Ο κινητήρας 16 προκαλεί την κίνηση του οδοντωτού τροχού 18, ο οποίος είναι ενσωματωμένος με το κομμάτι 24, πάνω στον οποία στερεώνεται η εξοχή 22 (εξοχή συμπαγής χωρίς αρθρώσεις, με δύο σιαγόνες σχήματος δοντιού που εγκλωβίζουν ανάμεσά τους τον πίρο 23, βλ. σχήμα 5γ). Για τη λειτουργία του ανοίγματος του δάκτυλου 15, ο κινητήρας περιστρέφεται κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να εμπλέκεται με το γρανάζι 18 κατά φορα αντίθετη αυτής των δεικτών του ωρολογίου, όπως φαίνεται στο σχήμα 5α. Το κομμάτι 24 του μηχανισμού που φέρει την εξοχή 22 εμπλέκει τότε τον οδοντωτό τροχό 19 (σχήμα 5γ), αναγκάζοντας το δάκτυλο του μηχανισμού να περιστραφεί αριστερόστροφα. Η συναρμολόγηση του οδοντωτού τροχού 19 και του δάκτυλου 15 παρουσιάζεται στο σχήμα 5β, που περιλαμβάνει: τον οδοντωτό τροχό 19 ο οποίος περιλαμβάνει τους 6 θύλακες για τους κυλίνδρους 20, οι οποίοι εμπλέκουν το δάκτυλο 15 μέσω παρόμοιων αλλά κεκλιμένων θυλάκων. Οι κύλινδροι λειτουργούν επί της εσωτερικής επιφάνειας του άξονα 21, ο οποίος είναι στερεωμένος επί του σώματος του μηχανισμού (σχήμα 5στ). Η περιστροφή του δάκτυλου κατά την αντίθετη φορά του ωρολογίου (σχήμα 5β) ωθεί τους κυλίνδρους 20 προς τις εσοχές του δάκτυλου 15, όπου περιορίζονται επίσης από ελατήρια, ώστε να μην εξέλθουν από την επιφάνεια του άξονα 21, με τρόπο που να εμποδίζει την περιστροφή, αντίθετη από τη φορά περιστροφής των δεικτών του ρολογιού, του δάκτυλου 15. Αυτό κρατάει τον μηχανισμό του δάκτυλου κλειστό ακόμη και αν ασκηθεί εξωτερική δύναμη στο δάκτυλο 15, με φορά αντίθετη από τη φορά περιστροφής των δεικτών του ρολογιού. Ωστόσο, όταν ο τροχός 19 περιστραφεί αριστερόστροφα (υπό την επίδραση της εξοχής 22), όπως φαίνεται στο σχήμα 5β, οι κύλινδροι 20, εξωθούνται από τις εσοχές του δάκτυλου 15, επιτρέποντας κατά αυτόν τον τρόπο στον τροχό και το δάκτυλο 15 να περιστραφούν αριστερόστροφα, γύρω από τον άξονα 21.

Ο μηχανισμός επομένως εμποδίζει το αναγκαστικό άνοιγμα του δάχτυλου 15 όταν πιέζεται και κλείνει, αλλά επιτρέπει το άνοιγμά του δια της περιστροφής του οδοντωτού τροχού 19 του μηχανισμού. Για την όπλιση του μηχανισμού, ο κινητήρας θέτει σε κίνηση το γρανάζι 18 αριστερόστροφα, όπως φαίνεται Οτο σχήμα 5α. Ο τροχός 19 εμπλέκεται με την εξοχή 22. Η περιστροφή του κομματιού 24 οδηγεί την εξοχή 22, περιστρέφοντας τον οδοντωτό τροχό 19 και το δάκτυλό 15 αριστερόστροφα όπως φαίνεται στο σχήμα 5γ. Με αυτόν τον τρόπο οπλίζει ο μηχανισμός. Ο κινητήρας σταματά στη θέση που φαίνεται στο σχήμα 5γ λίγο πριν η εξοχή 22 έρθει σε επαφή με τον πίρο 23 μέσω της χρήσης ενός ηλεκτρικού διακόπτη (που για λόγους απλότητας δε φαίνεται στο σχήμα), τερματίζοντας τη λειτουργία του κινητήρα λίγο πριν η εξοχή 22 εμπλακεί με τον πίρο 23. Όταν ο κινητήρας περιστραφεί περαιτέρω προς τα αριστερά για 2-3 μοίρες, το κομμάτι 24 που φέρει την εξοχή 22 (όπως φαίνεται στο σχήμα 5δ) βρίσκει τον πίρο 23 ο οποίος εκτρέπει την εξοχή 22, απελευθερώνοντας τον οδοντωτό τον τροχό 19. Τότε, υπό την επίδραση του ελατηρίου 17, το δάκτυλο 15 περιστρέφεται δεξιόστροφα και γρήγορα, όπως φαίνεται στο σχήμα 5 και έτσι ο μηχανισμός εκτελεί ένα γρήγορο πιάσιμο του δακτυλίου (LAR). Όταν το δάκτυλο βρίσκεται στην κλειστή θέση, όπως φαίνεται στο σχήμα 5ε, τυχόν δυνάμεις που αναπτύσσονται λόγω σχετικής κίνησης των δύο σκαφών (εξυπηρετητή-στόχου) που τείνουν να ανοίξουν το δάκτυλό 15 (δηλαδή, να το περιστρέφουν αριστερόστροφα όπως φαίνεται στο σχήμα 5ε), ανατίθενται στον μηχανισμό που αποτελείται από τους κυλίνδρους 20 όπως φαίνεται στο σχήμα 5β. Μια μικρή αριστερόστροφη περιστροφή του δάχτυλου κατά 2 - 4 μοίρες, εμπλέκει τους κυλίνδρους στον άξονα 21 που είναι στερεωμένος στο σώμα τΟυ μηχανισμού σύλληψης όπως φαίνεται στο σχήμα 5στ, αναγκάζοντας το δάκτυλο να σταματήσει. Για το άνοιγμα του δάχτυλου, το γρανάζι 18 και το κομμάτι 24 επιστρέφουν δεξιόστροφα στην αρχική τους θέση και η εξοχή 22 επανασυνδέεται στον τροχό 19. Στη συνέχεια, όλος ο μηχανισμός περιστρέφεται πάλι αριστερόστροφα ανοίγοντας το δάκτυλο 15. Το σχήμα 6 δείχνει μια υλοποίηση του μηχανισμού για την έκταση και βράχυνσή των τηλεσκοπικών κυλίνδρων. Αποτελείται από ένα στέλεχος 25, σε μορφή σπείρας, κατασκευασμένο από ένα πολύ λεπτό μεταλλικό ημικυκλικό έλασμα, (όπως αυτά που κατασκευάζονται για παράδειγμα για πτυσσόμενα στελέχη από την Roll-A-Tube UK), το όποιο στην περίπτωση αυτή περιστρέφεται γύρω από ένα μηχανοκίνητο τύμπανο που κινείται από ένα κινητήρα και ένα κιβώτιο μείωσης 26. Το στέλεχος 25 κατά την περιστροφή του τυμπάνου αναγκάζεται να περιστρέφεται γύρω από τΰυς κυλίνδρους 27, 28 και 29, και μετά να επεκτείνεται περαιτέρω μέσω του ανοίγματος της βάσης 32, κρατώντας τον τηλεσκοπικό βραχίονα όπως φαίνεται στο σχήμα 6α, ωθώντας τα παθητικά προστατευτικά τμήματα κυλίνδρου 30 και 31 στην έκταση. Το περιγραφόμενο σύνολο, κυλίνδρων και κινητήρα εδράζονται στη βάση του τηλεσκοπικού μέσου 32, που φαίνεται στο σχήμα 6. Το αναφερθέν πτυσσόμενα στέλεχος φέρει περαιτέρω μία καλωδιοταινία 33 όπως φαίνεται λεπτομερώς στο σχήμα 6β που μεταδίδει ισχύ στον μηχανισμό σύλληψης και δέχεται σήματα από τους αισθητήρες εγγύτητας. Αυτή η καλωδιοταινία συνδέεται με ένα μικροσκοπικά δακτύλιο ολίσθησης 34, όπως αυτά που εμπορεύεται η MOOG, επιτρέποντας τη συλλογή ενός αριθμού γραμμών σήματος και χαμηλής ισχύος μέσω περιστρεφόμενης επαφής. Το σχήμα 6γ παρουσιάζει τον συναρμολογημένο τηλεσκοπικό βραχίονα ανεπτυγμένο κατά το ήμισυ, με τον μηχανισμό 11 να είναι τοποθετημένος στο άκρο του.

Το σχήμα 7 παρουσιάζει μια πλάγια όψη των δύο σκαφών με τα τηλεσκοπικά μέσα να έχουν ξεκινήσει να βραχύνονται, ενώ ο μηχανισμός σύλληψης 11 παραμένει συνδεδεμένος στον δακτύλιο (LAR) του στόχου. Κατά τη διάρκεια αυτής της λειτουργίας η πλατφόρμα 5tewart, όπως φαίνεται λεπτομερώς στο σχήμα 7α, λειτουργεί σε υβριδική κατάσταση δύναμης - θέσης, με βάση τις μετρήσεις των δυνάμεων που αναπτύχθηκαν στο τηλεσκοπικό μέσο 9 και μεταδόθηκαν μέσω του μηχανισμού εξόδου 37 της πλατφόρμας Stewart προς τους έξι κινητήρες 35 της πλατφόρμας που είναι τοποθετημένοι μεταξύ του άκρου του μηχανισμού εξόδου 37 και της βάσης της πλατφόρμας 36 που συνδέεται άρρηκτα και άκαμπτα με το κέλυφος του διαστημικού σκάφους μέσω του προσαρμογέα 40. Αυτές οι δυνάμεις, που δημιουργούνται είτε λόγω των περιστροφών του σκάφους-στόχου, ή λόγω των υφιστάμενων σχετικών κινήσεων μεταξύ του εξυπηρετητή και του στόχου, ή πιθανώς λόγω μικρών διαταραχών κατά τη διάρκεια της μείωσης του μήκους των τηλεσκοπικών μέσων του εξυπηρετητή, μετρούνται κατά μήκος καθενός από τους κινητήρες 35 μέσω της διάταξης των θέσεων στερέωσής τους στην πλατφόρμα εξόδου 37, όπως φαίνεται στα σχήματα 7β και 7γ. Επιπλέον, οι δύο άκαμπτοι σφιγκτήρες 38 φαίνονται στο σχήμα 7α τοποθετημένοι στην πλάκα εξόδου 37 της πλατφόρμας Stewart, χρησιμοποιούνται για την πλήρη άκαμπτη σύλληψη του στόχου (LAR) μετά την βράχυνση του τηλεσκοπικού μέσου προς τη αρχική βάση 36 της πλατφόρμας Stewart.

Η ειδική αυτή διάταξη μέτρησης δύναμης αποτελείται από την επιφάνεια 41 όπως αυτή φαίνεται στα σχήματα 7β και 7γ, η οποία συνδέεται άκαμπτα στην επιφάνεια 37 στη μέση της και συγκροτεί δύο κινητήρες 35 στα άκρα της. Η πλάκα 41 έχει σκοπίμως κατασκευαστεί λεπτότερη σε ένα συγκεκριμένο τμήμα της ώστε ένας αισθητήρας δύναμης 42, όπως φαίνεται στο σχήμα 7γ να μπορεί να μετρά την παραμόρφωσή της, όταν ασκούνται δυνάμεις στους κινητήρες 35. Ο αισθητήρας δύναμης 42 είναι παρόμοιος με τους αισθητήρες δύναμης που χρησιμοποιούνται ευρέως στις ψηφιακές ζυγαριές. Δεδομένου ότι η πλάκα 41 συγκρατεί τον κινητήρα 35 στη μία πλευρά του και η πλάκα 41 είναι σταθερά στερεωμένη στην πλατφόρμα εξόδου της Stewart 37, οποιαδήποτε δύναμη μεταδίδεται στον μηχανισμό εξόδου της πλατφόρμας Stewart 37 μέσω του τηλεσκοπικού μέσου 9, περνά μέσω της πλάκας 41 προς τόν γραμμικό κινητήρα 35. Με αυτόν τον τρόπο, τα αισθητήρια στοιχεία 42 υπόκεινται σε κάμπτική παραμόρφωση και παρέχουν ηλεκτρικά σήματα ανάλογα μέ την εφαρμοζόμενη δύναμη. Αυτά τα σήματα μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τη λειτουργία της πλατφόρμας (Stewart) σε υβριδική λειτουργία δύναμης-θέσης και ελέγχου δύναμης. Ένας κλασικός τρόπος ελέγχου θέσης συνίσταται στο ότι οι κινητήρες 35 υπόκεινται σε έναν ελεγκτή αναλογικούολοκληρώματος-παράγωγου (PID) του σφάλματος θέσης σχετικά με την έξοδο γραμμικής θέσης τους, ενώ στην περίπτωση Του υβριδίκού ελεγκτή αυτή η έξοδος γραμμικής θέσης επηρεάζεται επίσης από τη δύναμη που ανιχνεύεται από τον αισθητήρα 42, με έναν τρόπο που παρουσιάζεται από την ευρεσιτεχνία ως εξής:

Ανάδραση = (σφάλμα θέσης) x (συντελεστής κέρδους θέσης ) (μετρούμενη δύναμη) x (συντελεστής κέρδους δύναμής) (ολοκλήρωμα του σφάλματος θέσης) x (κέρδος ολοκληρώματος σφάλματος θέσης) (ολοκλήρωμα δύναμης) x (κέρδος ολοκληρώματος δύναμης) (παράγωγος του σφάλματος θέσης) x (κέρδος της παραγώγου του σφάλματός θέσης) (παράγωγος του σφάλματος δύναμης) x (κέρδος της παραγώγου της δύναμης),

όπου:

-"ανάδραση" είναι η έξοδος του επιπέδου ισχύος που ελέγχει τον συγκεκριμένο κινητήρα, -"σφάλμα θέσης" είναι το σφάλμα μεταξύ της τρέχουσας θέσης και ΐης θέσης αναφοράς. - "συντελεστής κέρδους θέσης" είναι ο συντελεστής κέρδους που εφαρμόζεται για το αναλογικό τμήμα του σερβομηχανισμού που αφόρά το λάθος στη θέση.

- "ολοκλήρωμα του σφάλματος θέσης" είναι το ολοκλήρωμα του σφάλματος θέσής στον χρόνο.

- " κέρδος ολοκληρώματος σφάλματος θέσης" είναι ο συντελεστής κέρδους που εφαρμόζεται για το τμήμα του βρόχου που λειτουργεί με ολοκλήρωμα του σφάλματος θέσης στο χρόνο. -"παράγωγος του σφάλματος θέσης" είναι η παράγωγος του σφάλματος θέσης ως προς τον χρόνο,

-"κέρδος της παραγωγού του σφάλματος θέσης" είναι ο συντελεστής κέρδους που εφαρμόζεται για το τμήμα του βρόχου που λειτουργεί με την παράγωγο του σφάλματος θέσης στο χρόνο.

"μετρούμενη δύναμη" είναι η μετρούμενη δύναμη από τον αισθητήρα δύναμης, με δεδομένο ότι σε κατάσταση ηρεμίας (μηδενική ασκούμενη δύναμη) ο αισθητήρας μετράει μηδενική δύναμη.

- "συντελεστής κέρδους δύναμης" είναι ο συντελεστής κέρδους που εφαρμόζεται για το αναλογικό τμήμα του σερβομηχανισμού που αφορά στη δύναμη.

-"ολοκλήρωμα της δύναμης" είναι το ολοκλήρωμα της μετρούμενης δύναμης στον χρόνο. - "κέρδος ολοκληρώματος δύναμης " είναι ο συντελεστής κέρδους που εφαρμόζεται για το τμήμα του βρόχου που λειτουργεί με ολοκλήρωμα της δύναμης στο χρόνο.

- "παράγωγος της δύναμης" είναι η παράγωγος της δύναμης ως προς το χρόνο.

-"κέρδος της παραγώγου της δύναμης" είναι ο συντελεστής κέρδους που εφαρμόζεται για το τμήμα του βρόχου που λειτουργεί με την παράγωγο της δύναμης στο χρόνο.

Η προτεινόμενη μέθοδος στο πλαίσιο της παρούσας ευρεσιτεχνίας συνίσταται στην εφαρμογή βρόχου θέσης και δύναμης όπως παρουσιάζεται στα προηγούμενα σε καθέναν από τους έξι γραμμικούς κινητήρες 35 της πλατφόρμας Stewart, με τη δυνατότητα να μεταβληθούν τα προαναφερθέντα κέρδη στον βρόχο ελέγχοντας κάθε ένα από αυτά, κατά τη διαδικασία σύλληψης. Η μεταβολή στο κέρδους μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας έναν ειδικό μικροελεγκτή που επιβλέπει την κίνηση καθενός από τους γραμμικούς κινητήρες. Σε μια πιθανή εφαρμογή, ο εν λόγιο κινητήρας 35 μπορεί να αποτελείται από έναν κινητήρα DC που οδηγεί μια γραμμική διάταξη με κοχλία, που αποτελείται από τον άξονα εξόδου του κινητήρα 35, ενώ η θέση του γραμμικού άξονα εξόδου μετριέται από ένα ποτενσιόμετρο ενσωματωμένο στη μηχανική δομή του. Τέτοιοι κινητήρες είναι πολύ συνηθισμένοι στη βιομηχανία και πωλούνται από πολλούς κατασκευαστές, για παράδειγμα από την Warner Electric. Ένας κοινώς διαθέσιμος μικροελεγκτής όπως το Arduino DUE μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της εξόδου της γραμμικής θέσης του εν λόγω κινητήρα 35 καθώς και της εξόδου του εν λόγω αισθητήρα δύναμης 42 (ο οποίος συνήθως λειτουργεί χρησιμοποιώντας μετρητές τάσης τοποθετημένους σε δομή γέφυρας και χρησιμοποιώντας ένα συγκρότημα γέφυρας Whitestone για τη μέτρηση της τάσης που αναπτύσσεται από τη δύναμη στον αισθητήρα, παράγοντας ένα πολύ χαμηλό ρεύμα που πρέπει να ενισχυθεί από τo κύκλωμα του ενισχυτή, όπως αυτά που βασίζονται στο ολοκληρωμένο AD623). Ο ελεγκτής Arduino Due μπορεί να δικτυωθεί με πολλές άλλες παρόμοιες συσκευές ελεγκτών, καθεμιά από τις οποίες ελέγχει έναν μόνο γραμμικό κινητήρα, λαμβάνοντας οδηγίες από έναν κεντρικό παρόμοιο μικροελεγκτή που παίζει το ρόλο του επόπτη, μέσω τυπικών πρωτοκόλλων επικοινωνίας βιομηχανικής δικτύωσης όπως το CAN 2b. Το δίκτυο μικροελεγκτών που προκύπτει κατά αυτόν τον τρόπο έχει τη δυνατότητα να εκτελεί τον αυτόνομο βρόχο ελέγχου για κάθε μεμονωμένο κινητήρα, συμπεριλαμβανομένου του υβριδικού ελέγχου θέσης δύναμης; με συχνότητα μεγαλύτερη από 1000Hz. Ο κεντρικός μικροελεγκτής (επόπτης) μπορεί να μεταδώσει οδηγίες σε κάθε μεμονωμένο μικροελεγκτή με συχνότητα μεγαλύτερη από 50Ηz, συμπεριλαμβανομένης της μεταβολής των κερδών βρόχου ελέγχου όπως παρουσιάζεται παραπάνω. Σύμφωνα με τα όσα προαναφέρθηκαν, προτείνεται η ακόλουθη μέθοδος στο πλαίσιο της διαδικασίας σύνδεσης μέσω δορυφόρου που παρουσιάζεται στην παρούσα ευρεσιτεχνία:

Για να προσεγγίσει ο τηλεσκοπικός βραχίονας με την πλάκα εξόδου και τον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης τον δακτυλιο-στόχο (LAR), το κέρδος θέσης Ρ, το ολοκληρωμένο κέρδος θέσης Ι και το παράγωγο κέρδος θέσης D είναι δύο τάξεις μεγέθους υψηλότερα από το κέρδος δύναμης, το κέρδος του Ολοκληρώματος της δύναμης και το κέρδος της παραγώγσυ της δύναμης F, παρέχοντας έναν βρόχο ελέγχου που ευνοεί τον έλεγχο θέσης έναντι της δύναμης. Κατά τη διάρκεια αυτού του τρόπου λειτουργίας, ο βρόχος ελέγχου θέσης ευνοείται έναντι τόυ βρόχου ελέγχου δύναμης, καθώς η σημασία της ακριβούς τοποθέτησης των τηλεσκοπικών μέσων που συγκρατούν την πλάκα εξόδου είναι κρίσιμη.

Όταν ανιχνεύεται και μετριέται μια δύναμη κατά μήκος ενός από τους άξονες της παράλληλης πλατφόρμας Stewart που υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριό, όλα τα μεταβλητά κέρδη αλλάζουν για να αυξήσουν τα κέρδη δύναμης του βρόχου, παρέχοντας περίπου ίσα κέρδη στον έλεγχο δύναμης και θέσης. Σε περίπτωση που σε έναν από τους μικροελεγκτές πόυ επιβλέπει τη λειτουργία ενός μόνο κινητήρα, ανιχνεύεται μια δύναμη που υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριο, υποδεικνύοντας ότι έχει εντοπιστεί μια επαφή μεταξύ του σώματος των τηλεσκοπικών μέσων ή του ακροδέκτη της πλάκας εξόδου, με κάποια επιφάνεια του διαστημικού σκάφους-στόχου, ο επόπτης ελεγκτής αλλάζει όλα τα μεταβλητά κέρδη όλων των μεμονωμένων μικροελεγκτών που λειτουργούν κάθε γραμμικό κινητήρα, σε λειτουργία που χρησιμοποιεί κέρδη υψηλότερης δύναμης, αυξάνοντας έτσι την ελαστικότητα του συστήματος σύνδεσης έναντι πιθανών επαφών με τις επιφάνειες του στόχου. Αυτή η ενέργεια μπορεί να οδηγήσει σε πιθανή αλλαγή της τελικής γραμμικής εξόδου θέσης των κινητήρων και μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την τοποθέτηση της πλατφόρμας Stewart σε μια θέση που διαφέρει από τη θέση αναφοράς που καθορίζεται από τον επόπτη-ελεγκτή. Αυτή η συμπεριφορά αντιπροσωπεύει τη ελαστική συμπεριφορά της πλατφόρμας Stewart σε περίπτωση τυχαίας επαφής κατά τη διάρκεια της λειτουργίας σύνδεσης. Αυτό το χαρακτηριστικό αντιπροσωπεύει έναν παράγοντα ασφαλείας που εγγυάται ότι δεν μπορούν να αναπτυχθούν υψηλές δυνάμεις κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σύλληψης και ασφάλισης που μπορεί να προκαλέσουν ζημιά είτε σε δομικά μέρη του διαστημικού σκάφους-στόχου είτε στο ίδιο το σύστημα σύνδεσης. Με την επίτευξη της σύλληψης του προεξέχοντας στοιχείου του στόχου (όπως το LAR) από τον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης, τα μεταβλητά κέρδη αλλάζουν παλι όλα για να αυξήσουν τα κέρδη δύναμης του βρόχου, παρέχοντας κέρδη δύναμης που είναι μιας τάξης μεγέθους υψηλότερα από το κέρδος ελέγχου θέσης, παρέχοντας έναν βρόχο ανατροφοδότησης που ευνοεί τη δύναμη έναντι του ελέγχου θέσης. Αμέσως μετά την επίτευξη του κλεισίματος του μηχανισμού σύλληψης, με τους αισθητήρες εγγύτητας να επικυρώνουν την πραγματική σύλληψη ενός στοιχείου του διαστημικού σκάφους-στόχου (στην περίπτωση αυτή το τμήμα LAR), τα προαναφερθέντα κέρδη των βρόχων ελέγχου των μεμονωμένων κινητήρων αλλάζουν ξανά σε λειτουργία που ευνοεί την υψηλότερη συμμόρφωση δύναμης και λιγότερο έλεγχο θέσης, αυξάνοντας τα κέρδη που σχετίζονται με τη δύναμη κατά μια τάξη μεγέθους σε σχέση με τα κέρδη που σχετίζονται με τη θέση. Αυτό πρέπει να γίνει προκειμένου να μετριαστούν οι πιθανές επιπτώσεις από την ύπαρξη μικρών σχετικών ταχυτήτων που υπάρχουν μεταξύ των δύο διαστημικών σκαφών κατά τη στιγμή της σύλληψης ή αν το διαστημικό σκάφος-στόχος εκτελεί οποιονδήποτε στροβιλισμό κατά τη στιγμή της σύλληψης.

Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι όταν το σύστημα λειτουργεί υπό τον τρόπο ευνοϊκής συμμόρφωσης δύναμης, ο έλεγχος θέσης της πλατφόρμας Stewart δεν θα επιτύχει τη σωστή τοποθέτηση του μηχανισμού ασφάλισης, λόγω του αποτελέσματος της συμμόρφωσης. Αυτός ο τρόπος υψηλής συμμόρφωσης θα διατηρηθεί μόνο κατά τη διαδικασία σταθεροποίησης του συστήματος σκάφους-στόχου, με σκοπό την πλήρη εξάλειψή όλων των σχετικών κινήσεων μεταξύ των δύο σκαφών. Η χρονική περίοδος που απαιτείται για την πλήρη εξάλειψη των σχετικών κινήσεων θα εξαρτηθεί από τη μάζα του στόχου και την κινητική ενέργεια που πρέπει να αποσβεστεί. Ο αναμενόμενός τρόπος απόσβεσης της ενέργειας είναι με τη χρήση της εκφόρτωσης του τροχού αντίδρασης του εξυπηρετητή (χρησιμοποιώντας τους εξειδικευμένους ωστήρες για ΐην εκφόρτωση του τροχού αντίδρασης) καθώς και μέσω της απόσβεσης στις κάρτες ελέγχου ισχύος των κινητήρων που λειτουργούν ετην πλατφόρμα Stewart. Μόλις αποσβεστεί αυτή η ενέργεια και σταθεροποιηθεί το σύστημα εξυπηρετητή-στόχου, ο τρόπος ελέγχου θα πρέπει να επιστρέφει τα κέρδη στον έλεγχο θέσης, προκειμένου να λειτουργήσει η βράχυνση των τηλεσκοπικών μέσων και η προσέγγιση της πλατφόρμας Stewart προς την επιφάνεια του τμήματος του στόχου που συλλαμβανεται από τον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης 11. Αυτή η λειτουργία ολοκληρώνεται όταν ο τηλεσκοπικός βραχίονας έχει βραχυνθεί Πλήρως, όπως φαίνεται στο σχήμα 7β, και ό εξυπηρετητής πλησιάζει στο στόχο (LAR) όπως φαίνεται στο σχήμα 7δ. Η βράχυνση του τηλεσκοπικού βραχίονα φέρνει τους σφιγκτήρες 43 κοντά στο στόχο (LAR), όπως φαίνεται στο σχήμα 7ε. Η πλατφόρμα Stewart έχει πάρει τέτοια θέση ώστε οι αισθητήρες εγγύτητας 44 όπως φαίνεται στο σχήμα 8 που είναι τοποθετημένοι στο κέντρο κάθε σφιγκτήρα να μετρούν αποστάσεις που δεν υπερβαίνουν τα 1-2 εκατοστά του μέτρου (1-2cm) από τΰν στόχο (LAR). Υπό αυτές τις συνθήκες ο γραμμικός κινητήρας 47 του σφιγκτήρα ενεργοποιείται και κλείνει τους βραχίονες 45 και 46 γύρω από το τμήμα του LAR, στερεώνοντας πλήρως τον σφιγκτήρα στο στόχο (LAR) όπως φαίνεται στα σχήματα 9α και 9β. Όταν η πλάκα εξόδου της πλατφόρμας Stewart ασφαλίσει πλήρως τo LAR μέ τους σφιγκτήρες, η πλατφόρμα Stewart 37 ρυθμίζεται στην ονομαστική της θέση από το σύστημα ελέγχου, ενεργοποιώντας όλους τους γραμμικούς κινητήρες της, προς τις τυπικές, πλήρως βραχυμένες θέσεις τους, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στην περιστροφή του σκάφους εξυπηρετητή σε σχέση με το διαστημικό σκάφος στόχο, όπως φαίνεται ενδεικτικά στο σχήμα 9γ. Η επιστροφή των κινητήρων της πλατφόρμας Stewart στις πλήρως βραχυμένες θέσεις τους έχει επίσης ως αποτέλεσμα την εισαγωγή της βάσης 32 των τηλεσκοπικών βραχιόνων που φαίνονται στο σχήμα 9δ στην ειδικά σχεδιασμένη κοιλότητα 48 της βάσης 36 της πλατφόρμας Stewart που φαίνεται στο σχήμα 9ε, όπου κατά αυτόν τον τρόπο σχηματίζεται μια άκαμπτη δόμή μετάδοσης δύναμης και ροπής για τις δυνάμεις που δημιουργούνται στους σφιγκτήρες 43 και μεταδίδονται μέσω του άκρΰυ της πλάκας εξόδου της πλατφόρμας Stewart 37 προς τη βάση της, όπως φαίνεται στο σχήμα 9στ. Αυτή η δομή που χαρακτηρίζεται από ακαμψία και δεν επιτρέπει την μετάδοση δύναμης και ροπής, είναι πολύ σημαντική, προκειμένου να ανακουφιστούν οι γραμμικοί κινητήρες της πλατφόρμας Stewart καθώς και οι αισθητήρες δύναμης που τοποθετούνται στο άκρο της πλάκας εξόδου 37 από το έργο της μετάδοσης δυνάμεων και ροπών μεταξύ των εξαρτημάτων 37 και 36, κατά τη διάρκεια πιθανών ωθήσεων για λειτουργίες αλλαγής τροχιάς ή εργασιών συντήρησης και προκειμένου να επιτευχθεί η μέγιστη ακαμψία του μηχανισμού για την ακρίβεια των λειτουργιών διατήρησης σταθμού και αλλαγής τροχιάς. Η άκαμπτη δομή μετάδοσης δύναμης και ροπής που σχηματίζεται με τον τρόπο που περιγράφεται, προ-φορτίζεται περαιτέρω με τη λειτουργία των γραμμικών κινητήρων 35 σε πλήρη βράχυνση, οι οποίοι συμπιέζουν περισσότερο τους τηλεσκοπικούς βραχίονες και τη βάση τους 32 στην κοιλότητα 48 ώστε να συμβάλλουν στην πλήρη ακινητοποίηση του συστήματος εξυπηρετητή - στόχου. Μετά την ολοκλήρωση αυτής της λειτουργίας, ο εξυπηρετητής βρίσκεται στη θέση που φαίνεται στο σχήμα 10, υπό μια σχετική γωνία έναντι του στόχου που αποτυπώνεται στο σχήμα 10 υπερβολικά, αλλά στην πραγματικότητα εξαρτάται από την ακριβή θέση του σημείου σύλληψης στο LAR από τον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης καθώς και το επακόλουθο κλείδωμα των σφιγκτήρων. Δεδομένου ότι η ακριβής θέση του εν λόγω σημείου σύλληψης στο LAR δεν μπορεί να είναι εκ των προτέρων γνωστή, το σύστημα σύνδεσης και η μέθοδος που παρουσιάζονται στην προτεινόμενη ευρεσιτεχνία πρέπει να λαμβάνουν υπόψη αυτή τη σχετική γωνία για τη σωστή ευθυγράμμιση των ωστήρων σταθεροποίησης 7 και αλλαγής της τροχιάς του δορυφόρου. Μετά την αναφερθείσα ασφάλιση των τηλεσκοπικών βραχιόνων, καθώς και την σταθεροποίηση της πλατφόρμας Stewart, οι 2 επιπρόσθετοι βραχίονες σταθεροποίησης 49 προετοιμάζονται για ανάπτυξη (δείχνονται πριν την ανάπτυξη στο σχήμα 10). Πρόκειται για ελαφρούς βραχίονες ενός βαθμού ελευθερίας, που αναπτύσσονται με περιστροφή γύρω από την άρθρωση 50 του εξυπηρετητή, η οποία στερεώνεται άκαμπτα στο πλαίσιο του εξυπηρετητή όπως φαίνεται στο σχήμα 10α. Ένας μικρός περιστροφικός ηλεκτρικός κινητήρας 51 ενεργεί για την ανάπτυξη του βραχίονα 49 (σχήμα 10α). Qi διαστάσεις των τμημάτων του βραχίονα 49 πρέπει να προσαρμόζονται στη διάσταση του LAR του σκάφους-στόχου. Λογω της ντετερμινιστικής γεωμετρίας των σφιγκτήρων και της άκαμπτης πλατφόρμας Stewart, καθώς και των γνωστών διαστάσεων του εξυπηρετητή, η θέση των αρθρώσεων 50 για την ανάπτυξη των 2 βραχιόνων (όπως φαίνεται στο σχήμα 10α) μπορεί εύκολα να προσδιοριστεί εκ των προτέρων, με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή ή ασφάλιση με τον στόχο (LAR) σε προκαθορισμένες θέσεις σε σχέση με τη θέση Του αρχικού μηχανισμού ασφάλισης και σύλληψης και των μηχανισμών σύλληψης που βρίσκονται στην πλατφόρμα Stewart, οι οποίες θέσεις απέχουν περίπου εξίσου από τον μηχανισμό αρχικής σύλληψης και επίσης εξίσου μεταξύ τους, σχηματίζοντας με αυτόν τον τρόπο 3 σημεία κλειδώματος στον στόχο (LAR), τα οποία σημεία αντιπροσωπεύουν τις 3 κορυφές ενός ισόπλευρου τριγώνου. Στο σχήμα 10α ο πρόσθετος εκτεινόμενος βραχίονας φαίνεται με περισσότερες λεπτομέρειες, με to σφιγκτήρα 52 προσαρτημένο στην περιφέρεια του δακτυλίου (LAR). Το Σχήμα 11α δείχνει και τους δύο αυτούς βραχίονες 49 αναπτυγμένους. Μια λεπτομέρεια της γεωμετρίας του σφιγκτήρα δείχνεται στο σχήμα 11β, δείχνοντας ότι ο σφιγκτήρας έφτασε στην περιφέρεια LAR, όπου ένας αισθητήρας εγγύτητας 53 ανιχνεύει την εγγύτητα του σφιγκτήρα με τον στόχο (LAR) και μπορεί να ξεκινήσει η λειτουργία ενός γραμμικού κινητήρα 54. Ο γραμμικός κινητήρας συγκροτείται από την άρθρωση 55 και λειτουργεί στην άρθρωση 56, η οποία ενεργεί πάνω στο μοχλό 58 καθώς και στο μοχλό 57, παράγοντας το κλείσιμο του σφιγκτήρα όπως φαίνεται στο σχήμα 11γ. Η πλάγια όψη του σφιγκτήρα με τις λεπτομέρειες του μηχανισμού κλεισίματος φαίνεται στο σχήμα 11δ. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο ειδικός σχεδιασμός του σφιγκτήρα πρέπει να προσαρμοστεί στο σχήμα του δακτυλίου (LAR) του συγκεκριμένου δορυφόρου στόχου, αλλά γενικά ο σχεδιασμός μπορεί να υιοθετήσει έναν μηχανισμό αυτού του τύπου για την ασφάλιση του δακτυλίου (LAR). Το σχήμα 12α δείχνει τα δύο σκάφη που συνδέονται μέσω του προτεινόμενου συστήματος από το πίσω μέρος του δορυφόρου-εξυπηρετητή. Το σχήμα 12β δείχνει ένα γενικό πλάνο του συστήματος εξυπηρετητή-στόχου, με τους βοηθητικούς βραχίονες 7 να κρατούν τους ωστήρες 59 προκειμένου να διατηρήσουν τον στόχο στη θέση του. Οι βοηθητικοί βραχίονες 7 πρέπει να παρέχουν Τη δυνατότητα τροποποίησης της κατεύθυνσης του διανύσματος των ωστήρων 59, με τρόπο που να εγγυάται ότι η δύναμη που παράγεται από τους ωστήρες 59 δημιουργεί τις απαιτούμενες δυνάμεις που προκύπτουν για τις ανάγκες συντήρησης ή αλλαγής τροχιάς. Το σχήμα 12γ δείχνει μια πλάγια όψη του συστήματος όπου φαίνονται τα 3 σημεία σύνδεσης μεταξύ των δύο σκαφών. Το σχήμα 12δ δείχνει μια κάτοψη του συστήματος, όπου ο εξυπηρέτητής 1 φαίνεται συνδεδεμένος στο στόχο 2, δείχνοντας επίσης τους ηλιακούς συλλέκτες του εξυπηρετητή 60, οι οποίοι φαίνεται ότι δεν κρύβονται από τους ηλιακούς συλλέκτες του στόχου. Αυτό το γεγονός επιβεβαιώνεται επίσης από το σχήμα 12ε, όπου φαίνεται ο εξυπηρετητής πίσω από τον στόχο, με τους ηλιακούς συλλέκτες 60 του εξυπηρετητή να φαίνεται σαφώς ότι δεν εμποδίζονται από τους ηλιακούς συλλέκτες του στόχου, ενώ η κεραία K-Band του διακομιστή 61 μπορεί επίσης να φανεί ότι δεν εμποδίζεται από τις κεραίες του στόχου. Σε γενικές γραμμές, μπορεί να φανεί ότι υπάρχει ένα τόξο περίπου 45 μοιρών στον δακτύλιο (LAR) όπου ο μηχανισμός σύλληψης και ασφάλισης μπορεί να πραγματοποιήσει επιτυχή σύλληψη του. στόχου χωρίς να εμποδίζονται ως προς τη λειτουργία τους οι ηλιακοί συλλέκτες του εξυπηρετητή και η κεραία K-Band μετά τη σύνδεση των σκαφών. Η προτεινόμενη μέθοδος προσέγγισης και αγκύρωσης στο δακτύλιο (LAR) του στόχου λαμβάνει υπόψη αυτήν την περιοχή του στόχου.

Claims (7)

Σύστημα μηχανικής σύνδεσης μεταξύ δορυφόρων για επέκταση της ωφέλιμης ζωής ή για τροποποίηση της τροχιάς, συμπεριλαμβανομένης της δορυφορικής εκτροπής από την τροχιά και σχετική μέθοδοε ελέγχου μηχανικής σύνδεσης μεταξύ δορυφόρων Αξιώσεις

1. Το σύστημα μηχανικής σύνδεσης του διαστημικού οχήματος εξυπηρέτησης, με ένα διαστημικό όχημα (στόχο), συμπεριλαμβανομένων των συσκευών σύνδεσης, οι οποίες περιλαμβάνουν:

-μία πλατφόρμα παράλληλης μετακίνησης (πλατφόρμα Stewart) αποτελούμενη κατά προτίμηση από έως έξι γραμμικούς κινητήρες, με τη βάση της στερεωμένη επί του σκελετού του εξυπηρετητή και της πλάκας εξόδου της χαρακτηριζόμενης από το γεγονός ότι συγκροτεί ένα δυνάμενο να βραχύνεται και να επεκτείνεται μέσο τηλεσκοπικής ράβδου, όπου το εν λόγω τηλεσκοπικό μέσο χαρακτηρίζεται περαιτέρω από το γεγονός ότι μεταφέρει στο άκρο του ένα μηχανισμό σύλληψης με ένα δάκτυλο, που μπορεί να τεθεί μηχανικά σε λειτουργία και να ασφαλίσει μια συγκράτηση του διαστημικού σκάφους-στόχου από μία προέκταση της επιφάνειας του, μη περιοριστικά συμπεριλαμβανσμένης της επιφάνειας του δακτυλίου προσαρμογής εκτόξευσης του διαστημικού σκάφους στόχου,

-τουλάχιστον ένα μηχανικό σφιγκτήρα ενός βαθμού ελευθερίας, τοποθετημένο στην πλάκα εξόδου της παράλληλης πλατφόρμας (των 6 βαθμών ελευθερίας) του διαστημικού σκάφους εξυπηρετητή, χαρακτηριζόμενου από το γεγονός ότι προορίζεται για να συλλαμβάνει και να ασφαλίζει το συγκεκριμένο σχήμα του προεξέχοντας στοιχείου του διαστημικού-στόχου, όταν το αναφερθέν τηλεσκοπικό μέσο ράβδου έχει βραχυνθεί, και η αναφερθείσα πλάκα εξόδου της πλατφόρμας Stewart βρίσκεται κοντά στο προεξέχον στοιχείο, όπου το προεξέχον στοιχείο είναι, μεταξύ άλλων, ο δακτύλιος προσαρμογής εκτόξευσης του διαστημικού σκάφους στόχου,

-τουλάχιστον δύο επιπρόσθετους, επεκτασιμους ή/και αρθρωτούς μηχανοκίνητους βραχίονες, ενός βαθμού ελευθερίας έκαστος, που αναπτύσσονται από το διαστημικό σκάφος εξυπηρέτησης και φτάνουν στο διαστημικό σκάφος στόχο, κατά προτίμηση αλλά όχι αποκλειστικά στον δακτύλιο προσαρμογής εκτόξευσης του διαστημικού σκάφους στόχου, που χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι τα ελεύθερα άκρα τους έχουν μία απλή διάταξη σύσφιξης ενός βαθμού ελευθερίας η κάθε μία, προσαρμοσμένη για τη σύλληψη ενός συγκεκριμένου προεξέχοντας προφίλ στοιχείου του διαστημικού σκάφους στόχου, όπου το προεξέχον στοιχείο είναι κατά προτίμηση, αλλά όχι αποκλειστικά, ο δακτύλιος προσαρμογής εκτόξευσης, και όπου οι θέσεις σύλληψης των επεκτασιμων ή/και αρθρωτών μηχανοκίνητων βραχιόνων είναι κατά προσέγγιση ισαπέχουσες σε σχέση με τη αρχική θέση σύλληψης του αναφερθέντος μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης, με τέτοιο τρόπο ώστε οι συνολικά τρεις θέσεις σύλληψης του εξυπηρετητή στο διαστημικό σκάφος-στόχο να σχηματίζουν ένα κατά προσέγγιση ισόπλευρο τρίγωνο.

2. Το σύστημα σύμφωνα με την αξίωση 1, όπου ο εν λόγω μηχανισμός σύλληψης και ασφάλισης με ένα τουλάχιστον δάκτυλο, χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι μπορεί να χειρίζεται το κλείσιμο του εν λόγω δακτύλου μέσω ενός μηχανισμού ταχέως μηχανικού κλεισίματος με ελατήριο, όπου ο χρόνος απόκρισης για το κλείσιμο είναι μικρότερος από ένα δευτερόλεπτο, και όπου αυτό επιτυγχάνεται χάρη σε ένα αργά περιστρεφόμενο, μικρό, τανυστήρα ελατήριου, που λειτουργεί μέσω ενός μικρού ηλεκτροκινητήρα με κιβώτιο μειωτήρα, μέσω του οποίου περιελίσσεται το ελατήριο και ελέγχεται το άνοιγμα του δακτύλου του μηχανισμού σύλληψης, και που επιπλέον χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι ο εν λόγω μηχανισμός δεν επιτρέπει στο αναφερθέν δάκτυλο του μηχανισμού να ανοίξει και πάλι μετά το κλείσιμο του, μέσω ενός περιστροφικού μηχανισμού περιορισμού, ο οποίος περιλαμβάνει ελεύθερους κυλίνδρους-βελονες ή άλλα στοιχεία παρόμοιου περιορισμού της περιστροφικής λειτουργίας, που χαρακτηρίζεται περαιτέρω από μια σκανδάλη ταχείας απελευθέρωσης, η οποία μπορεί κατά προτίμηση, αλλα όχι αποκλειστικά, να ξεκινά από την περιστροφή του ίδιου ηλεκτροκινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων, από μια συγκεκριμένη γωνιακή θέση, η οποία ενεργοποιεί τη σκανδάλη, αποσυνδέει το δάκτυλο από τον κινητήρα και επιτρέπει στον μηχανισμό να "κλείνει", ενεργώντας σύμφωνα με τις δυνάμεις που αναπτύσσονται στο αναφερθέν σπειροειδές ελατήριο, περαιτέρω χαρακτηριζόμενο από την ικανότητά του να ανοίξει ξανά τον σφιγκτήρα μετά το γρήγορο κλείσιμο, μέσω της βραδείας λειτουργίας του μικρού ηλεκτροκινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων του, σε αντίστροφη λειτουργία ως προς την προαναφερθείσα και κατόπιν να οπλίσει ξανά το ελατήριο, κατά την επιστροφή του μηχανισμού στην αρχική, πλήρως ανοιχτή του θέση.

3. Το σύστημα σύμφωνα με την αξίωση 2, όπου ο εν λόγω μηχανισμός σύλληψης και ασφάλισης είναι εφοδιασμένος με μια ποικιλία οπτικών αισθητήρων εννύτητας που παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την απόσταση του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης του απόχου από την επιφάνεια του στόχου, τόσο κατά μήκος του άξονα επέκτασης/βράχυνσης των τηλεσκοπικών μέσων όσο και κατά μήκος του άξονα που είναι κάθετος προς την κατεύθυνση της επέκτασης/βράχυνσης του τηλεσκοπικού μέσου και που περιέχει το λειτουργικό επίπεδο του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισής, με τους αισθητήρες εγγύτητας να παρέχουν μετρήσεις για αποστάσεις από την επιφάνεια στόχου λίγων εκατοστών έως αρκετών εκατοστών του μέτρου, επιτρέποντας την εφαρμογή μιας διαδικασίας σύλληψης για τα υπό στόχευση προεξέχοντα στοιχεία του σκαφους-στόχου από τον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης, η οποία βασίζεται στον προσδιορισμό των αποστάσεων των στοιχείωνστόχων κοντά σε αυτόν τον μηχανισμό, τόσο κατά μήκος του τηλεσκοπικού άξονα επέκτασης/βράχυνσης του μηχανισμού, όσο και κατά μήκος του άξονα που είναι κάθετος προς τον τηλεσκοπικό άξονα επέκτασης/βράχυνσης, που περιέχονται στο επίπεδο λειτουργίας του μηχανισμου σύλληψης και ασφάλισης, επιτρέποντας έτσι να εκτιμηθεί εάν ο μηχανισμός μπορεί να τα συλλάβει όταν βρίσκεται στην εγγύτητά τους.

4. Η μέθοδος σύλληψής που χαρακτηρίζεται από ένα αρχικό ραντεβού για την τοποθέτηση του δορυφορικού εξυπηρετητή με το σύστημα σύνδεσης όπως περιγράφεται στις αξιώσεις 1 έως 3, που τοποθετείται έτσι ώστε να βλέπει προς το διαστημικό όχημα-στόχο, όπου κατά προτίμηση, αλλά όχι αποκλειστικά, ο δακτύλιος προσαρμογής εκτόξευσης βρίσκεται σε ασφαλή απόσταση, κατά προτίμηση 1 έως 1,5 φορές τη διάμετρο του δακτυλίου του υπό στόχευση διαστημικού-στόχου, οπότε τα τηλεσκοπικά μέσα με τον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισής αναπτύσσονται με τέτοιον τρόπο ώστε να προσεγγιστεί αρχικά ο διαστημικός στόχος, κατά προτίμηση αλλά όχι αποκλειστικά στην εγγύτητα του δακτυλίου του στόχου (LAR), μέχρις ότου η μέτρηση που λαμβάνεται σε τουλάχιστον έναν αισθητήρα εγγύτητας, τοποθετημένο κατά μήκος του άξονα επέκτασης/βράχυνσης των τηλεσκοπικών μέσων, παρέχει με αυτόν τον τρόπο μια πρώτη ένδειξη της ακριβούς απόστασης μεταξύ του εξυπηρετητή και της επιφάνειας στόχου, με ακρίβεια λίγων εκατοστών, με την μέθοδο να χαρακτηρίζεται περαιτέρω από το γεγονός ότι τα τηλεσκοπικά μέσα μετά την μέτρηση της αρχικής απόστασης μετατοπίζονται αργά προς τα πλάγια του στόχου από την παράλληλη πλατφόρμα Stewart και κατευθυνονται πλευρικά της επιφάνειας του στόχου με την προεξέχουσα επιφάνεια σε αυτό, όπου στη συνέχεια τα τηλεσκοπικά μέσα δύνανται να επεκταθουν και να φθάσουν ένα μήκος περίπου ίσο με την προαναφερθείσα μετρουμενη απόσταση μεταξύ των διαστημικών οχημάτων, μείον το εκ των προτέρων γνωστό μήκος της υπό στόχευση προεξοχής του διαστημικού στόχου, με την μέθοδο επιπλέον να χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η παράλληλη πλατφόρμα των 6 βαθμών ελευθερίας (πλατφόρμα Stewart) ξεκινά τότε την εκτέλεση μιας κυκλικής κίνησης σαρωσης προς την επιφάνεια στόχου, ενώ κινείται σε ένα επίπεδο που καθορίζεται από το επίπεδο εργασίας του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης, ενώ ταυτόχρονα παρακολουθεί τη μέτρηση της κάθετης απόστασης προς τον άξονα επέκτασης/βράχυνσης του τηλεσκοπικού βραχίονα, όπως αυτή παρέχεται από τους αισθητήρες εγγύτητας, με την εν λόγω μέθοδο περαιτέρω χαρακτηριζόμενη από το γεγονός ότι ανάλογα με τη συγκεκριμένη γεωμετρία του δακτυλίου του στόχου ή άλλου επιλεγμένου στοιχείου προεξοχής, οι διάφοροι αισθητήρες προσέγγισης του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης που είναι διατεταγμένοι κάθετα ως προς τον άξονα της επέκτασης του τηλεσκοπικού βραχίονα και η εμβέλειά τους βρίσκεται μέσα στο εν λόγω επίπεδο λειτουργίας του μηχανισμού, παρέχουν μια αλληλουχία μετρήσεων, η οποία υποδεικνύει ότι ο μηχανισμός πλησιάζει κάποια επιφάνεια του διαστημικού οχήματος-στόχου, ενώ όταν παρέχουν όλοι οι εν λόγω κάθετοι αισθητήρες παρόμοιες μετρήσεις που υπερβαίνουν όλες τιμές λίγων εκατοστών, τα τηλεσκοπικά μέσα βραχύνονται μέχρι ένας τουλάχιστον αισθητήρας εγγύτητας κάθετος προς τον άξονα επέκτασης του τηλεσκοπικού μέσου που είναι τοποθετημένος κοντά στον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης και επί των τηλεσκοπικών μέσων παρέχει μια υψηλότερη μέτρηση, υποδεικνύοντας ότι ο μηχανισμός προσεγγίζει το προεξέχον στοιχεία, ενώ εάν οι ενδείξεις των διαφόρων καθέτων αισθητήρων εγγύτητας είναι όλες μεγαλύτερες των ορίων μέτρησης τους, το τηλεσκοπικό μέσον συνεχίζει περαιτέρω με την κυκλική σάρωσή του πάνω στο λειτουργικό επίπεδο, μέχρι να ληφθούν μερικές μετρήσεις, ενώ αν ληφθούν οι αρχικές προαναφερθείσες μετρήσεις τότε ενεργοποιείται η βράχυνση του τηλεσκοπικού μέσου, με την εν λόγω μέθοδο να χαρακτηρίζεται περαιτέρω από το γεγονός ότι σε μια τέτοια περίπτωση η παράλληλη πλατφόρμα των 6 βαθμών ελευθερίας (πλατφόρμα Stewart) προχωράει περαιτέρω με την κυκλική κίνηση σαρωσης με τον ίδιο τρόπο και μέχρι οι μετρήσεις των αισθητήρων προσέγγισης που είναι τοποθετημένοι κάθετα προς τον άξονα επέκτασης/βράχυνσης του τηλεσκοπικού βραχίονα και επίσης τοποθετημένοι πλησιέστερά στο ελεύθερο άκρο του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης να δώσουν μετρήσεις μερικών εκατοστών του μέτρου και ταυτόχρονα οι αισθητήρες προσέννισης που είναι τοποθετημένοι κάθετα προς τον άξονα του τηλεσκοπικού βραχίονα και τοποθετημένοι πλησιέστερά στο μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης να παρέχουν μετρήσεις σημαντικά υψηλότερες, ενώ ταυτόχρονα οι αισθητήρες εννύτητας τοποθετημένοι κατά μήκος του άξονα του βραχίονα επέκτασης να παρέχουν μετρήσεις παρόμοιες με τις ενδείξεις των καθέτων αισθητήρων που τοποθετούνται στο ελεύθερο άκρο του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης, με την μέθοδο να χαρακτηρίζεται περαιτέρω από το γεγονός ότι κάτω από αυτές τις συνθήκες ο μηχανισμός σύλληψής ενεργοποιείται για να κλείσει και να συλλάβειτον στόχο-προεξοχή του διαστημοπλοίου στόχου.

5. Το σύστημα όπως περιγράφεται στις αξιώσεις 1 έως 3, όπου η πλάκα εξόδου της παράλληλης πλατφόρμας Stewart είναι εφοδιασμένη με αισθητήρες φορτίου στη θέση συναρμογής του κάθε γραμμικού κινητήρα, επιτρέποντας έτσι τη μέτρηση της δύναμης που αναπτύσσεται ή της δυνάμεως που εφαρμόζεται σε κάθε κινητήρα ή που ο ίδιος (ο κινητήρας) ασκεί σε ένα στοιχείο αισθητήρα δυνάμεως εντός της δομής του που επιτρέπει τη μέτρηση της δυνάμεως που αναπτύσσεται ή εφαρμόζεται στον συγκεκριμένο κινητήρα, επιτρέποντας την εφαρμογή ενός τρόπου ελέγχου υβριδικού (δύναμης-θέσης) επιλεκτικής ελαστικότητας επί τής παράλληλης πλατφόρμας των 6 βαθμών ελευθερίας (πλατφόρμας Stewart).

6. Μία μέθοδος για την εφαρμογή ενός τρόπου ελέγχου επιλεκτικής ελαστικότητας υβριδικού ελέγχου δύναμης-θέσης στην παράλληλη πλατφόρμα Stewart όπως περιγράφεται στην αξίωση 5 για χρήση σε ένα σύστημα όπως περιγράφεται στις αξιώσεις 1 έως 3, που χαρακτηρίζεται από την απλή εισαγωγή της τιμής της μετρούμενης δύναμης πολλαπλασιασμένη με έναν συντελεστή κέρδους ως πρόσθετη μεταβλητή στην εξίσωση αναλογικής-ολοκληρωτικής και διαφορικής ανάδρασης (PID) που υπολογίζει το σφάλμα θέσης κάθε μεμονωμένου γραμμικού κινητήρα, ορίζοντας έτσι ότι το σήμα ανάδρασης που οδηγεί κάθε κινητήρα να υπολογίζεται ως εξής: Ανάδραση = (σφάλμα θέσης) χ (συντελεστής κέρδους θέσης ) (μετρούμενη δύναμη) x (συντελεστής κέρδους δύναμης) (ολοκλήρωμα του σφάλματος θέσης) x (κέρδος ολοκληρώματος σφάλματος θέσης) (ολοκλήρωμα δύναμης) x (κέρδος ολοκληρώματος δύναμης) (παράγωνος του σφάλματος θέσης) x (κέρδος της παραγώγου του σφάλματος θέσης) (παράγωγος του σφάλματος δύναμης) x (κέρδος της παραγώγου της δύναμης),

που χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι αυτή η λειτουργία μπορεί να εκτελεστεί χωρίς την ανάγκη να αναλυθεί η κατανομή καρτεσιανών δυνάμεων στην πλάκα εξόδου της παράλληλης πλατφόρμας των 6 βαθμών ελευθερίας (πλατφόρμα Stewart) και στη συνέχεια να λυθεί το σύνθετο μαθηματικό μοντέλο της παράλληλης πλατφόρμας, όπου η εν λόγω μέθοδος εφαρμόζεται χωριστά σε κάθε μικροελεγκτή ο οποίος ελέγχει κάθε γραμμικό κινητήρα της παράλληλης πλατφόρμας που συγκρατεί τον τηλεσκοπικό βραχίονα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας σύλληψης και ασφάλισης του στόχου, όπου τα προαναφερθέντα κέρδη είναι μεταβλητά και προσαρμόσιμα κατά την σύλληψη και ασφάλιση του στόχου και χαρακτηρίζονται από το γεγονός ότι τροποποιούνται επιλεκτικά ως εξής:

Για τη φάση προσέγγισης του τηλεσκοπικού βραχίονα και του μηχανισμού σύλληψης και ασφάλισης προς τον στόχο, το κέρδος θέσης, το κέρδος του ολοκληρώματος του σφάλματος θέσης και το κέρδος της παραγώγου του σφάλματος θέσης είναι δύο τάξεις μεγέθους υψηλότερα από το κέρδος δύναμης, το κέρδος του ολοκληρώματος της δύναμης και το κέρδος της παραγώγου της δύναμης, που ευνοεί τον έλεγχο θέσης έναντι του ελέγχου της δύναμης, ενώ κατα την ανίχνευση της μέτρησης μιας δύναμης εντός ενός από τους άξονες της παράλληλης πλατφόρμας, που υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριο δύναμης, μεταβάλλονται όλα τα μεταβλητά κέρδη για να αυξήσουν τα κέρδη δύναμης του βρόχου, παρέχοντας περίπου ίσα κέρδη για έλεγχο δύναμης και θέσης, παρέχοντας ελαστικότητα σε περίπτωση σύγκρουσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σύλληψης και ασφάλισης, ενώ μετά την επιτυχή σύλληψη και ασφάλιση του στόχου από τον μηχανισμό σύλληψης και ασφάλισης, τα μεταβλητά κέρδη ενεργοποιούνται πάλι για να αυξήσουν τα κέρδη δύναμης του βρόχου, παρέχοντας κέρδη δύναμης τα οποία είναι κατά μία τάξη μεγέθους υψηλότερα από τα κέρδη ελέγχου θέσης, παρέχοντας έναν βρόχο ελέγχου που ευνοεί τη δύναμη έναντι του ελέγχου θέσης, συμβάλλοντας με βάση τα ανωτέρω σε μία εξαιρετικά σταθερή απόκριση έναντι εξωτερικών δυνάμεων που μπορεί να αναπτυχθούν στον προαναφερθέντα μηχανισμό σύλληψης και τηλεσκοπικό μέσο, τόσο πριν από τη σύλληψη πιθανόν λόγω μίας μη αναμενόμενης επαφής του μηχανισμού σύλληψης ή του τηλεσκοπικού μέσου με το διαστημικό σκάφος-στόχο, ή εξατίας της ύπαρξης σχετικών ταχυτήτων μεταξύ των δύο διαστημικών σκαφών κατά τη στιγμή της σύλληψης, με αποτέλεσμα και στις δύο περιπτώσεις να συμμορφώνεται η κίνηση της παράλληλης πλατφόρμας Stewart ώστε να αποφευχθεί η μετάδοση των δυνάμεων που θα μπορούσαν να αναπτυχθούν, στον διαστημικό εξυπηρετητή.

7. Το σύστημα όπως περινράφεται στην αξίωση 5, όπου ο τηλεσκοπικός βραχίονας χαρακτηρίζεται περαιτέρω από το γεγονός ότι κατά την πλήρη βράχυνσή του εισέρχεται στη βάση της παράλληλης πλατφόρμας έτσι ώστε να γίνει άρρηκτα και άκαμπτα μηχανικά στερεωμένος στη βάση της παράλληλης πλατφόρμας Stewart, με τέτοιο τρόπο ώστε τα φορτία που μεταδίδονται στους προαναφερθέντες μηχανοκίνητους σφιγκτήρες που είναι τοποθετημένοι στην πλάκα εξόδου της παράλληλης πλατφόρμας Stewart και μεταδίδονται σε αυτήν, να μην μπορούν να ασκούν δυνάμεις επί των γραμμικών κινητήρων της, αλλά οποιεσδήποτε τέτοιες δυνάμεις που αναπτύσσονται στην πλάκα εξόδου της παράλληλης πλατφόρμας να μεταδίδονται απευθείας στη βάση της (πλατφόρμας Stewart) και από εκεί στο σκελετό του εξυπηρετητή μέσω του σταθεροποιημένου τηλεσκοπικού βραχίονα ο οποίος είναι σφικτά τοποθετημένος εντός ενός υποδοχέα επί της βάσεως της αναφερθείσας πλατφόρμας, χαρακτηριζόμενου συνεπώς από το γεγονός ότι μετά από πλήρη βράχυνση το τηλεσκοπικό μέσο ανακουφίζει τους γραμμικούς κινητήρες της εν λόγω παράλληλης πλατφόρμας από οποιονδήποτε χειρισμό φορτίου και μετάδοσης δύναμης.