JP2020040415A - Capture system, aerospace vehicle and plate-like member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、捕獲システム、宇宙航行体及び板状体に関する。 The present invention relates to a capture system, a spacecraft, and a plate.
現在、地球の周回軌道上には、過去に打ち上げられて任務を終えたり破損したりした人工衛星及びその破片やロケットの上段等の残骸が、スペースデブリ（以下、「デブリ」と称する。）として存在することが知られている。かかるデブリは、任務遂行中の正常な宇宙ステーションや人工衛星に衝突して危害を加える虞があることから、周回軌道から離脱させて焼却したり回収したりする技術が種々提案されている。 At present, spacecraft debris (hereinafter, referred to as "debris") is a space debris (or "debris") in orbit around the earth that has been launched in the past, has completed its mission, has been destroyed, and its debris and its rocket debris. It is known to exist. Since such debris may cause harm by colliding with a normal space station or an artificial satellite during a mission, various techniques for incinerating or collecting the debris from orbiting orbit have been proposed.
例えば、導電性テザー装置をデブリに取り付け、テザーに働く電磁気的な相互作用によってデブリを減速させるために、母機をデブリに接近させ、母機に搭載されたロボットアームによってデブリを捕獲する技術が提案されている（特許文献１参照）。また、近年においては、テザーを宇宙空間に放出して展開させるために、母機をデブリに接近させ、母機に搭載されたデブリ捕獲装置からデブリに向けてテザー付きの銛を射出し、デブリに銛を貫入させる技術が提案されている（特許文献２参照）。 For example, a technique has been proposed in which a conductive tether device is attached to debris, and in order to decelerate the debris by electromagnetic interaction acting on the tether, the base unit is brought close to the debris and the debris is captured by a robot arm mounted on the base unit. (See Patent Document 1). In recent years, in order to release the tether into outer space and deploy it, the base unit is approached to debris, and a tethered harpoon is ejected from the debris capture device mounted on the base unit toward the debris, and the debris is harpooned. Has been proposed (see Patent Document 2).
しかし、特許文献１に記載されたようなロボットアームによる捕獲技術は、ロボットアームが複雑な機構であるため、装置の質量や大きさが増大し、開発・製造や打ち上げコストが非常に高くなる。また、特許文献２に記載されたような銛による捕獲技術も、銛の射出機構が必要となりコストがかかる上に、一度銛の打ち込みに失敗した場合のやり直しができないため、ミッションの成功率が低くなる虞があった。 However, in the capturing technique using a robot arm as described in Patent Literature 1, since the robot arm is a complicated mechanism, the mass and size of the device are increased, and the development / manufacturing and launch costs are extremely high. Also, the technique of capturing with a harpoon as described in Patent Document 2 requires a harpoon ejection mechanism, which is costly, and cannot be redone once the harpoon has failed to drive, so the mission success rate is low. There was a risk of becoming.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、宇宙空間における対象物を捕獲する捕獲システムにおいて、低コストでミッションの成功率を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to increase the success rate of a mission at low cost in a capture system for capturing an object in outer space.
前記目的を達成するため、本発明に係る捕獲システムは、宇宙空間における対象物を捕獲するものであって、対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体と、板状体を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部を有する宇宙航行体と、を備えるものである。また、本発明に係る宇宙航行体は、磁力を発生させる磁力発生部を有するものであって、宇宙空間における対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体を、磁力発生部で発生させた磁力で吸着させることにより、対象物を捕獲することを可能とするものである。さらに、本発明に係る板状体は、宇宙空間における対象物が宇宙空間に打ち上げられる前に対象物に取り付けられるものであって、宇宙航行体の磁力発生部で発生させた磁力で吸着されることにより、宇宙航行体が対象物を捕獲することを可能とするものである。 In order to achieve the above object, a capture system according to the present invention captures an object in outer space, and includes a plate attached to the object and attracted by a magnetic force, and a magnetic force attracting the plate. And a spacecraft having a magnetic force generating unit that generates a magnetic field. In addition, the spacecraft according to the present invention has a magnetic force generating unit that generates a magnetic force, and generates a plate-like body that is attached to an object in outer space and is attracted by a magnetic force, using the magnetic force generating unit. It is possible to capture an object by magnetically attracting the object. Furthermore, the plate-shaped body according to the present invention is attached to an object in space before the object is launched into space, and is attracted by the magnetic force generated by the magnetic force generating unit of the spacecraft. This enables the spacecraft to capture the object.
かかる構成を採用すると、宇宙空間における対象物に、磁力で吸着される板状体を予め取り付けておき、宇宙航行体の磁力発生部で発生させた磁力によってこの板状体を吸着させることにより、対象物を捕獲することができる。対象物に予め取り付けた板状体は電気的機械的構造を一切持たず、また、宇宙航行体の磁力発生部の機構も比較的簡易なものとなるため、開発・製造コストを格段に低減させることができる。 When such a configuration is adopted, a plate-like body that is attracted by a magnetic force is attached to an object in outer space in advance, and the plate-like body is attracted by a magnetic force generated by a magnetic force generating unit of the space navigation body. An object can be captured. The plate-like body attached to the target object in advance has no electrical or mechanical structure, and the mechanism of the magnetic force generating part of the spacecraft is relatively simple, so development and manufacturing costs are significantly reduced. be able to.
本発明に係る捕獲システムにおいて、板状部材と、板状部材の表面に設けられた磁性部と、を有する磁力発生部を採用することができる。この際、磁性部を、板状部材の周縁に沿って所定間隔で複数設けることができる。 In the capture system according to the present invention, it is possible to employ a magnetic force generating unit having a plate-shaped member and a magnetic unit provided on the surface of the plate-shaped member. At this time, a plurality of magnetic parts can be provided at predetermined intervals along the periphery of the plate-shaped member.
磁性部としては、永久磁石を採用することができる。このようにすると、比較的低いコストで磁力発生部を構成することができる。また、磁性部として、通電により磁力を発生させる電磁石を採用してもよい。このようにすると、例えば磁力発生部と板状体との吸着状態が不適切であるような場合に、電磁石への通電を停止して一時的に磁力をなくすことにより、不適切な吸着状態を解消することができる。その後、必要に応じて電磁石への通電を再開することにより、磁力発生部と板状体との吸着を再度実現させることができる。 As the magnetic part, a permanent magnet can be employed. In this case, the magnetic force generating section can be configured at a relatively low cost. Also, an electromagnet that generates a magnetic force when energized may be used as the magnetic unit. In this case, for example, in a case where the attraction state between the magnetic force generating unit and the plate-like body is inappropriate, the improper attraction state is stopped by stopping the energization of the electromagnet and temporarily eliminating the magnetic force. Can be eliminated. Thereafter, the energization of the electromagnet is resumed as necessary, so that the magnetic force generating unit and the plate-shaped body can be again attracted.
本発明に係る捕獲システムにおいて、本体と、本体に対して突出・引込可能に設けられる棒状部材と、を有する宇宙航行体を採用することができる。かかる場合において、磁力発生部を、棒状部材の先端に取り付けることができる。 In the capture system according to the present invention, it is possible to employ a spacecraft having a main body and a rod-shaped member provided to be protrudable and retractable with respect to the main body. In such a case, the magnetic force generating section can be attached to the tip of the rod-shaped member.
かかる構成を採用すると、宇宙航行体の本体に対して突出・引込可能に設けられた棒状部材の先端に磁力発生部が取り付けられているため、対象物を捕獲する際には、宇宙航行体の本体から棒状部材を対象物の板状体へと突出させて、磁力発生部を板状体へと近付けることができる。一方、宇宙航行体が宇宙を航行する際には、棒状部材を本体内に引き込むことができるため、対象物の他の部分（アンテナ、ノズル、太陽電池等の板状体とは異なる部分）と棒状部材とが干渉することを防ぐことができる。また、宇宙航行体に設けられた棒状部材の先端（磁力発生部）で最初に対象物に接触することにより、宇宙航行体全体の荷重が対象物に作用することを防ぐことができる。従って、対象物への影響を最小限に留めることができる。 With such a configuration, the magnetic force generating portion is attached to the tip of a rod-shaped member provided so as to be able to protrude and retract with respect to the main body of the spacecraft. By projecting the rod-shaped member from the main body to the plate-like body of the object, the magnetic force generating unit can be brought closer to the plate-like body. On the other hand, when the spacecraft travels through space, the rod-shaped member can be pulled into the main body, so that it can be connected to other parts of the object (parts different from plate-like bodies such as antennas, nozzles, and solar cells). Interference with the rod-shaped member can be prevented. In addition, by first contacting the object at the tip (magnetic force generating portion) of the rod-shaped member provided on the spacecraft, it is possible to prevent the load of the entire spacecraft from acting on the object. Therefore, the influence on the object can be minimized.
本発明に係る捕獲システムにおいて、板状体は、磁性材料で構成された部分を有することができる。磁性材料としては、鉄、ニッケル、パーマロイ、鋼等を採用することができる。 In the capturing system according to the present invention, the plate-like body may have a portion made of a magnetic material. As the magnetic material, iron, nickel, permalloy, steel or the like can be adopted.
本発明によれば、宇宙空間におけるデブリ等の対象物を捕獲する捕獲システムにおいて、低コストでミッションの成功率を高めることが可能となる。 According to the present invention, in a capture system for capturing an object such as debris in outer space, it is possible to increase the success rate of a mission at low cost.
以下、各図を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図１〜図７を用いて、本発明の実施形態に係る捕獲システム１の構成について説明する。 First, the configuration of a capture system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態に係る捕獲システム１は、宇宙空間における対象物（例えばデブリ）Ｔを捕獲するためのものであって、図１に示すように、対象物Ｔに取り付けられる板状体１０と、板状体１０を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部２３（後述）を有する宇宙航行体２０と、を備えている。 The capture system 1 according to the present embodiment is for capturing an object (for example, debris) T in outer space, and as shown in FIG. A spacecraft 20 having a magnetic force generator 23 (described later) for generating a magnetic force for attracting the state body 10.
板状体１０は、図２及び図３に示すように、平面視円形状を呈し所定の厚さを有する板状の部材であって、対象物Ｔの所定部位（例えば平坦な部位）に予め取り付けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the plate-like body 10 is a plate-like member having a circular shape in a plan view and having a predetermined thickness, and is provided in advance at a predetermined portion (for example, a flat portion) of the object T. Installed.
本実施形態における板状体１０は、図３に示すように、アルミニウムで構成された中央部分１１と、鉄で構成された周辺部分１２と、を有しており、磁性材料である鉄で構成された周辺部分１２が宇宙航行体２０の磁力発生部２１に吸着されるようになっている。なお、鉄に代えて、他の磁性材料（例えば、ニッケル、パーマロイ、鋼等）で周辺部分１２を構成することもできる。また、中央部分１１及び周辺部分１２の双方を鉄等の磁性材料で構成してもよい。板状体１０の面積は、宇宙航行体２０の磁力発生部２３の面積と略同一に（又は磁力発生部２３の面積よりも若干大きく）設定することができる。 As shown in FIG. 3, the plate-shaped body 10 in the present embodiment has a central part 11 made of aluminum and a peripheral part 12 made of iron, and is made of iron which is a magnetic material. The removed peripheral portion 12 is attracted to the magnetic force generator 21 of the spacecraft 20. Note that, instead of iron, the peripheral portion 12 can be made of another magnetic material (for example, nickel, permalloy, steel, or the like). Further, both the central portion 11 and the peripheral portion 12 may be made of a magnetic material such as iron. The area of the plate-shaped body 10 can be set to be substantially the same as the area of the magnetic force generating section 23 of the space navigation body 20 (or slightly larger than the area of the magnetic force generating section 23).
板状体１０の中央部分１１には、宇宙航行体２０の接近ナビゲーション用のマーカー１３を設けることができる。マーカー１３は、ある幾何パターンを示すものであり、例えば、３個以上の丸を所定のパターンで複数配置することができる。マーカー１３は、光を反射可能な材料（例えば、ガラスビーズ、鏡等）から形成されており、宇宙航行体２０から照射された光を宇宙航行体２０の方向に反射させるものである。板状体１０の位置及び動きの特定を可能にするために、マーカー１３は、少なくとも３個設けられることが好ましい。なお、吸着時における板状体１０の損傷を防ぐために、板状体１０の表面に特定の加工を施すことができる。 A marker 13 for approach navigation of the spacecraft 20 can be provided in the central portion 11 of the plate-like body 10. The marker 13 indicates a certain geometric pattern. For example, a plurality of three or more circles can be arranged in a predetermined pattern. The marker 13 is formed of a material capable of reflecting light (for example, glass beads, a mirror, or the like), and reflects light emitted from the spacecraft 20 in the direction of the spacecraft 20. It is preferable that at least three markers 13 are provided to enable the position and movement of the plate-shaped body 10 to be specified. In addition, in order to prevent damage to the plate-shaped body 10 at the time of suction, specific processing can be performed on the surface of the plate-shaped body 10.
宇宙航行体２０は、ロケットに取り付けられて宇宙空間に打ち上げられた後、ロケットから分離して宇宙空間を自律的に移動できるように構成されており、図４に示すように、略直方体状の本体２１と、本体２１に対して突出・引込可能に設けられる略円筒状の棒状部材２２と、を有している。宇宙航行体２０は、打ち上げられるときや宇宙空間を移動するときは、図５に示すように、棒状部材２２が本体２１内に引き込まれた状態とされる。 The spacecraft 20 is configured to be attached to a rocket and launched into outer space, and then separated from the rocket so as to be able to autonomously move in outer space. As shown in FIG. 4, the spacecraft 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape. It has a main body 21 and a substantially cylindrical rod-shaped member 22 provided to be able to protrude and retract from the main body 21. When the spacecraft 20 is launched or travels in outer space, as shown in FIG. 5, the bar-shaped member 22 is in a state of being retracted into the main body 21.
宇宙航行体２０の棒状部材２２の先端には、対象物Ｔに取り付けられた板状体１０を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部２３が取り付けられている。磁力発生部２３は、図６に示すように、平面視円形状を呈する板状部材２３ａと、板状部材２３ａの表面に設けられた磁性部２３ｂと、を有している。本実施形態においては、図６に示すように、平面視円形状の永久磁石を磁性部２３ｂとして採用しており、この永久磁石を板状部材２３ａの周縁に沿って所定間隔で複数設けている。磁力発生部２３によって発生させる磁力は、板状体１０を吸着させることができる値（例えば４Ｎ）に設定されている。 At the tip of the bar-shaped member 22 of the space navigation body 20, a magnetic force generating unit 23 that generates a magnetic force for attracting the plate-shaped body 10 attached to the target T is attached. As shown in FIG. 6, the magnetic force generating section 23 has a plate-like member 23a having a circular shape in a plan view, and a magnetic part 23b provided on the surface of the plate-like member 23a. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a permanent magnet having a circular shape in plan view is employed as the magnetic portion 23b, and a plurality of such permanent magnets are provided at predetermined intervals along the periphery of the plate member 23a. . The magnetic force generated by the magnetic force generation unit 23 is set to a value (for example, 4N) at which the plate-like body 10 can be attracted.
宇宙航行体２０は、図６に示すように、板状体１０の中央部分に取り付けられたマーカー１３等を、宇宙航行体２０のカメラ２４等によって認識することで、接近の際のナビゲーションを容易にすることができる。 As shown in FIG. 6, the spacecraft 20 recognizes the marker 13 and the like attached to the central portion of the plate-like body 10 by the camera 24 and the like of the spacecraft 20 to facilitate navigation when approaching. Can be
なお、宇宙航行体２０においては、磁性部２３ｂの一個当たりの面積や、磁性部２３ｂの位置及び個数等を適宜変更することができる。例えば、図６に示すように比較的面積の大きい磁性部２３ｂを設ける代わりに、図７に示すように比較的面積の小さい磁性部２３ｂを多数設けることもできる。 In the space navigation body 20, the area per one magnetic part 23b, the position and the number of the magnetic parts 23b, and the like can be appropriately changed. For example, instead of providing the magnetic portion 23b having a relatively large area as shown in FIG. 6, a large number of magnetic portions 23b having a relatively small area can be provided as shown in FIG.
次に、本発明の実施形態に係る捕獲システム１を用いて対象物Ｔを捕獲する方法について説明する。 Next, a method of capturing the target T using the capture system 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
まず、対象物Ｔに向けて宇宙航行体２０を移動させる。この際、宇宙航行体２０は、カメラ２４による撮像をしながら、対象物Ｔに取り付けられた板状体１０の探索を行う。板状体１０の探索は、投光機から照射された光を板状体１０の表面に取り付けられたマーカー１３の表面で反射させ、その光をカメラ２４によりとらえ、演算部がそれを認識すること等を経て完了する。板状体１０の表面の複数のマーカー１３のパターンを認識することから得られる情報等により、対象物Ｔの相対位置及び相対姿勢を認識することで、宇宙航行体２０は、対象物Ｔに接近するように移動することができる。 First, the spacecraft 20 is moved toward the target T. At this time, the spacecraft 20 searches for the plate-shaped body 10 attached to the target T while taking an image with the camera 24. The search for the plate 10 is performed by reflecting the light emitted from the light projector on the surface of the marker 13 attached to the surface of the plate 10, capturing the light with the camera 24, and recognizing the light by the arithmetic unit. It is completed through things. The spacecraft 20 approaches the target T by recognizing the relative position and relative attitude of the target T based on information obtained from recognizing the patterns of the plurality of markers 13 on the surface of the plate-like body 10. You can move as you do.
次いで、対象物Ｔと宇宙航行体２０との間の距離が所定値以下になった時点で、宇宙航行体２０の棒状部材２２を本体２１から対象物Ｔの板状体１０へと突出させる。そして、宇宙航行体２０の棒状部材２２の先端に取り付けられた磁力発生部２３で発生させた磁力により、対象物Ｔに予め取り付けられた板状体１０を吸着させる。続いて、宇宙航行体２０の棒状部材２２を本体２１側に引き込むことにより、宇宙航行体２０に対して対象物Ｔを近付けて捕獲する。 Next, when the distance between the object T and the spacecraft 20 becomes equal to or less than a predetermined value, the rod-shaped member 22 of the spacecraft 20 is projected from the main body 21 to the plate-shaped body 10 of the object T. Then, the plate 10 previously attached to the target T is attracted by the magnetic force generated by the magnetic force generator 23 attached to the tip of the rod 22 of the spacecraft 20. Subsequently, by pulling the rod-shaped member 22 of the spacecraft 20 toward the main body 21, the target T approaches the spacecraft 20 and is captured.
以上説明した実施形態に係る捕獲システム１においては、宇宙空間における対象物Ｔに、磁力で吸着される板状体１０を予め取り付けておき、宇宙航行体２０の磁力発生部２３で発生させた磁力によって板状体１０を吸着させることにより、対象物Ｔを捕獲することができる。対象物Ｔに予め取り付けた板状体１０は電気的機械的構造を一切持たず、また、宇宙航行体２０の磁力発生部２３の機構も比較的簡易なものとなるため、開発・製造コストを格段に低減させることができる。 In the capturing system 1 according to the embodiment described above, the plate-like body 10 that is magnetically attracted is attached to the target T in the outer space in advance, and the magnetic force generated by the magnetic force generator 23 of the spacecraft 20 is used. The target T can be captured by causing the plate-shaped body 10 to be adsorbed. The plate-like body 10 previously attached to the object T has no electrical or mechanical structure, and the mechanism of the magnetic force generating unit 23 of the spacecraft 20 is relatively simple, so that development and manufacturing costs are reduced. It can be significantly reduced.
また、以上説明した実施形態に係る捕獲システム１においては、磁性部２３ｂとして永久磁石を採用しているため、比較的低いコストで磁力発生部２３を構成することができる。 Further, in the capture system 1 according to the embodiment described above, since the permanent magnet is employed as the magnetic part 23b, the magnetic force generating part 23 can be configured at a relatively low cost.
また、以上説明した実施形態に係る捕獲システム１においては、宇宙航行体２０の本体２１に対して突出・引込可能に設けられた棒状部材２２の先端に磁力発生部２３が取り付けられているため、対象物Ｔを捕獲する際には、宇宙航行体２０の本体２１から棒状部材２２を対象物Ｔの板状体１０へと突出させて、磁力発生部２３を板状体１０へと近付けることができる。一方、宇宙航行体２０が宇宙を航行する際には、棒状部材２２を本体２１内に引き込むことができるため、対象物Ｔの他の部分（アンテナ、ノズル、太陽電池等の板状体１０とは異なる部分）と棒状部材２２とが干渉することを防ぐことができる。また、宇宙航行体２０に設けられた棒状部材２２の先端（磁力発生部２３）で最初に対象物Ｔに接触することにより、宇宙航行体２０全体の荷重が対象物Ｔに作用することを防ぐことができる。従って、対象物Ｔへの影響を最小限に留めることができる。 In addition, in the capture system 1 according to the embodiment described above, since the magnetic force generation unit 23 is attached to the tip of the rod-shaped member 22 that is provided to be able to project and retract with respect to the main body 21 of the spacecraft 20, When capturing the target T, the rod-shaped member 22 may be protruded from the main body 21 of the spacecraft 20 toward the plate 10 of the target T, and the magnetic force generating part 23 may be brought close to the plate 10. it can. On the other hand, when the space navigation body 20 navigates the universe, the rod-shaped member 22 can be drawn into the main body 21, so that the other part of the target T (the plate-shaped body 10 such as an antenna, a nozzle, a solar cell, etc. (A different part) and the rod-shaped member 22 can be prevented from interfering with each other. Further, the tip of the rod-shaped member 22 (the magnetic force generating portion 23) provided on the spacecraft 20 first contacts the object T, thereby preventing the load of the entire spacecraft 20 from acting on the object T. be able to. Therefore, the influence on the object T can be minimized.
なお、本実施形態においては、磁力発生部２３を構成する磁性部２３ｂとして永久磁石を採用した例を示したが、永久磁石に代えて、通電により磁力を発生させる電磁石を採用することもできる。このようにすると、例えば磁力発生部２３と板状体１０との吸着状態が不適切であるような場合に、電磁石への通電を停止して一時的に磁力をなくすことにより、不適切な吸着状態を解消することができる。その後、必要に応じて電磁石への通電を再開することにより、磁力発生部２３と板状体１０との吸着を再度実現させることができる。 In the present embodiment, an example has been described in which a permanent magnet is employed as the magnetic unit 23b constituting the magnetic force generating unit 23. However, instead of the permanent magnet, an electromagnet that generates a magnetic force when energized may be employed. In this case, for example, in a case where the attracted state between the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 is inappropriate, the energization to the electromagnet is stopped to temporarily eliminate the magnetic force, thereby making the inappropriate attracting force impossible. The state can be eliminated. Thereafter, the energization of the electromagnet is resumed as necessary, so that the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 can be again attracted.
また、電磁石と永久磁石と組み合わせることにより、通電により永久磁石の磁力を消去することができる。このようにすると、吸着状態において連続的な電力を要せず、また磁力発生部２３と板状体１０とが不適切な吸着状態となった場合に、短時間の通電により解消することができる。その後、必要に応じて電磁石への通電を再開することにより、磁力発生部２３と板状体１０との吸着を再度実現させることができる。 Further, by combining the electromagnet and the permanent magnet, the magnetic force of the permanent magnet can be eliminated by energization. With this configuration, continuous power is not required in the attracted state, and when the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 are in an inappropriate attracted state, it can be resolved by short-time energization. . Thereafter, the energization of the electromagnet is resumed as necessary, so that the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 can be again attracted.
また、本実施形態においては、対象物Ｔに取り付けられる板状体１０の平面形状を円形状としたが、板状体１０の平面形状は円形状に限られるものではなく、例えば多角形状（三角形状、四角形状、六角形状等）でもよい。宇宙航行体２０の磁力発生部２３の板状部材２３ａの平面形状も円形状に限られるものではなく、例えば多角形状とすることができる。また、宇宙航行体２０の形状も略直方体状に限られるものではなく、例えば略円柱状とすることができる。 Further, in the present embodiment, the planar shape of the plate-shaped body 10 attached to the object T is circular, but the planar shape of the plate-shaped body 10 is not limited to a circular shape. Shape, square shape, hexagonal shape, etc.). The planar shape of the plate member 23a of the magnetic force generating portion 23 of the spacecraft 20 is not limited to a circular shape, but may be, for example, a polygonal shape. Further, the shape of the space navigation body 20 is not limited to a substantially rectangular parallelepiped shape, and may be, for example, a substantially columnar shape.
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、この実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and those in which a person skilled in the art appropriately changes the design of this embodiment are also included in the scope of the present invention as long as they have features of the present invention. . That is, the components included in the embodiment and their arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated but can be appropriately changed. In addition, each element included in the embodiment can be combined as far as technically possible, and a combination of these elements is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
１…捕獲システム
１０…板状体
１１…中央部分
１２…周辺部分（磁性材料で構成された部分）
１３…マーカー
２０…宇宙航行体
２１…本体
２２…棒状部材
２３…磁力発生部
２３ａ…板状部材
２３ｂ…磁性部
２４…カメラ
Ｔ…対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capture system 10 ... Plate-like body 11 ... Central part 12 ... Peripheral part (part comprised of magnetic material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Marker 20 ... Spacecraft 21 ... Main body 22 ... Bar member 23 ... Magnetic force generating part 23a ... Plate member 23b ... Magnetic part 24 ... Camera T ... Target object
本発明は、捕獲システム、宇宙航行体及び板状体に関する。 The present invention relates to a capture system, a spacecraft, and a plate.
現在、地球の周回軌道上には、過去に打ち上げられて任務を終えたり破損したりした人工衛星及びその破片やロケットの上段等の残骸が、スペースデブリ（以下、「デブリ」と称する。）として存在することが知られている。かかるデブリは、任務遂行中の正常な宇宙ステーションや人工衛星に衝突して危害を加える虞があることから、周回軌道から離脱させて焼却したり回収したりする技術が種々提案されている。 At present, spacecraft debris (hereinafter, referred to as "debris") is a space debris (or "debris") in orbit around the earth that has been launched in the past, has completed its mission, has been destroyed, and its debris and its rocket debris. It is known to exist. Since such debris may cause harm by colliding with a normal space station or an artificial satellite during a mission, various techniques for incinerating or collecting the debris from orbiting orbit have been proposed.
例えば、導電性テザー装置をデブリに取り付け、テザーに働く電磁気的な相互作用によってデブリを減速させるために、母機をデブリに接近させ、母機に搭載されたロボットアームによってデブリを捕獲する技術が提案されている（特許文献１参照）。また、近年においては、テザーを宇宙空間に放出して展開させるために、母機をデブリに接近させ、母機に搭載されたデブリ捕獲装置からデブリに向けてテザー付きの銛を射出し、デブリに銛を貫入させる技術が提案されている（特許文献２参照）。 For example, a technique has been proposed in which a conductive tether device is attached to debris, and in order to decelerate the debris by electromagnetic interaction acting on the tether, the base unit is brought close to the debris and the debris is captured by a robot arm mounted on the base unit. (See Patent Document 1). In recent years, in order to release the tether into outer space and deploy it, the base unit is approached to debris, and a tethered harpoon is ejected from the debris capture device mounted on the base unit toward the debris, and the debris is harpooned. Has been proposed (see Patent Document 2).
しかし、特許文献１に記載されたようなロボットアームによる捕獲技術は、ロボットアームが複雑な機構であるため、装置の質量や大きさが増大し、開発・製造や打ち上げコストが非常に高くなる。また、特許文献２に記載されたような銛による捕獲技術も、銛の射出機構が必要となりコストがかかる上に、一度銛の打ち込みに失敗した場合のやり直しができないため、ミッションの成功率が低くなる虞があった。 However, in the capturing technique using a robot arm as described in Patent Literature 1, since the robot arm is a complicated mechanism, the mass and size of the device are increased, and the development / manufacturing and launch costs are extremely high. Also, the technique of capturing with a harpoon as described in Patent Document 2 requires a harpoon ejection mechanism, which is costly, and cannot be redone once the harpoon has failed to drive, so the mission success rate is low. There was a risk of becoming.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、宇宙空間における対象物を捕獲する捕獲システムにおいて、低コストでミッションの成功率を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to increase the success rate of a mission at low cost in a capture system for capturing an object in outer space.
前記目的を達成するため、本発明に係る捕獲システムは、宇宙空間における対象物を捕獲するものであって、対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体と、板状体を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部を有する宇宙航行体と、を備えるものである。また、本発明に係る宇宙航行体は、磁力を発生させる磁力発生部を有するものであって、宇宙空間における対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体を、磁力発生部で発生させた磁力で吸着させることにより、対象物を捕獲することを可能とするものである。さらに、本発明に係る板状体は、宇宙空間における対象物が宇宙空間に打ち上げられる前に対象物に取り付けられるものであって、宇宙航行体の磁力発生部で発生させた磁力で吸着されることにより、宇宙航行体が対象物を捕獲することを可能とするものである。 In order to achieve the above object, a capture system according to the present invention captures an object in outer space, and includes a plate attached to the object and attracted by a magnetic force, and a magnetic force attracting the plate. And a spacecraft having a magnetic force generating unit that generates a magnetic field. In addition, the spacecraft according to the present invention has a magnetic force generating unit that generates a magnetic force, and generates a plate-like body that is attached to an object in outer space and is attracted by a magnetic force, using the magnetic force generating unit. It is possible to capture an object by magnetically attracting the object. Furthermore, the plate-shaped body according to the present invention is attached to an object in space before the object is launched into space, and is attracted by the magnetic force generated by the magnetic force generating unit of the spacecraft. This enables the spacecraft to capture the object.
かかる構成を採用すると、宇宙空間における対象物に、磁力で吸着される板状体を予め取り付けておき、宇宙航行体の磁力発生部で発生させた磁力によってこの板状体を吸着させることにより、対象物を捕獲することができる。対象物に予め取り付けた板状体は電気的機械的構造を一切持たず、また、宇宙航行体の磁力発生部の機構も比較的簡易なものとなるため、開発・製造コストを格段に低減させることができる。 When such a configuration is adopted, a plate-like body that is attracted by a magnetic force is attached to an object in outer space in advance, and the plate-like body is attracted by a magnetic force generated by a magnetic force generating unit of the space navigation body. An object can be captured. The plate-like body attached to the target object in advance has no electrical or mechanical structure, and the mechanism of the magnetic force generating part of the spacecraft is relatively simple, so development and manufacturing costs are significantly reduced. be able to.
本発明に係る捕獲システムにおいて、板状部材と、板状部材の表面に設けられた磁性部と、を有する磁力発生部を採用することができる。この際、磁性部を、板状部材の周縁に沿って所定間隔で複数設けることができる。 In the capture system according to the present invention, it is possible to employ a magnetic force generating unit having a plate-shaped member and a magnetic unit provided on the surface of the plate-shaped member. At this time, a plurality of magnetic parts can be provided at predetermined intervals along the periphery of the plate-shaped member.
磁性部としては、永久磁石を採用することができる。このようにすると、比較的低いコストで磁力発生部を構成することができる。また、磁性部として、通電により磁力を発生させる電磁石を採用してもよい。このようにすると、例えば磁力発生部と板状体との吸着状態が不適切であるような場合に、電磁石への通電を停止して一時的に磁力をなくすことにより、不適切な吸着状態を解消することができる。その後、必要に応じて電磁石への通電を再開することにより、磁力発生部と板状体との吸着を再度実現させることができる。 As the magnetic part, a permanent magnet can be employed. In this case, the magnetic force generating section can be configured at a relatively low cost. Also, an electromagnet that generates a magnetic force when energized may be used as the magnetic unit. In this case, for example, in a case where the attraction state between the magnetic force generating unit and the plate-like body is inappropriate, the improper attraction state is stopped by stopping the energization of the electromagnet and temporarily eliminating the magnetic force. Can be eliminated. Thereafter, the energization of the electromagnet is resumed as necessary, so that the magnetic force generating unit and the plate-shaped body can be again attracted.
本発明に係る捕獲システムにおいて、本体と、本体に対して突出・引込可能に設けられる棒状部材と、を有する宇宙航行体を採用することができる。かかる場合において、磁力発生部を、棒状部材の先端に取り付けることができる。 In the capture system according to the present invention, it is possible to employ a spacecraft having a main body and a rod-shaped member provided to be protrudable and retractable with respect to the main body. In such a case, the magnetic force generating section can be attached to the tip of the rod-shaped member.
かかる構成を採用すると、宇宙航行体の本体に対して突出・引込可能に設けられた棒状部材の先端に磁力発生部が取り付けられているため、対象物を捕獲する際には、宇宙航行体の本体から棒状部材を対象物の板状体へと突出させて、磁力発生部を板状体へと近付けることができる。一方、宇宙航行体が宇宙を航行する際には、棒状部材を本体内に引き込むことができるため、対象物の他の部分（アンテナ、ノズル、太陽電池等の板状体とは異なる部分）と棒状部材とが干渉することを防ぐことができる。また、宇宙航行体に設けられた棒状部材の先端（磁力発生部）で最初に対象物に接触することにより、宇宙航行体全体の荷重が対象物に作用することを防ぐことができる。従って、対象物への影響を最小限に留めることができる。 With such a configuration, the magnetic force generating portion is attached to the tip of a rod-shaped member provided so as to be able to protrude and retract with respect to the main body of the spacecraft. By projecting the rod-shaped member from the main body to the plate-like body of the object, the magnetic force generating unit can be brought closer to the plate-like body. On the other hand, when the spacecraft travels through space, the rod-shaped member can be pulled into the main body, so that it can be connected to other parts of the object (parts different from plate-like bodies such as antennas, nozzles, and solar cells). Interference with the rod-shaped member can be prevented. In addition, by first contacting the object at the tip (magnetic force generating portion) of the rod-shaped member provided on the spacecraft, it is possible to prevent the load of the entire spacecraft from acting on the object. Therefore, the influence on the object can be minimized.
本発明に係る捕獲システムにおいて、板状体は、磁性材料で構成された部分を有することができる。磁性材料としては、鉄、ニッケル、パーマロイ、鋼等を採用することができる。 In the capturing system according to the present invention, the plate-like body may have a portion made of a magnetic material. As the magnetic material, iron, nickel, permalloy, steel or the like can be adopted.
本発明によれば、宇宙空間におけるデブリ等の対象物を捕獲する捕獲システムにおいて、低コストでミッションの成功率を高めることが可能となる。 According to the present invention, in a capture system for capturing an object such as debris in outer space, it is possible to increase the success rate of a mission at low cost.
以下、各図を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図１〜図７を用いて、本発明の実施形態に係る捕獲システム１の構成について説明する。 First, the configuration of a capture system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本実施形態に係る捕獲システム１は、宇宙空間における対象物（例えばデブリ）Ｔを捕獲するためのものであって、図１に示すように、対象物Ｔに取り付けられる板状体１０と、板状体１０を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部２３（後述）を有する宇宙航行体２０と、を備えている。 The capture system 1 according to the present embodiment is for capturing an object (for example, debris) T in outer space, and as shown in FIG. A spacecraft 20 having a magnetic force generator 23 (described later) for generating a magnetic force for attracting the state body 10.
板状体１０は、図２及び図３に示すように、平面視円形状を呈し所定の厚さを有する板状の部材であって、対象物Ｔの所定部位（例えば平坦な部位）に予め取り付けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the plate-like body 10 is a plate-like member having a circular shape in a plan view and having a predetermined thickness, and is provided in advance at a predetermined portion (for example, a flat portion) of the object T. Installed.
本実施形態における板状体１０は、図３に示すように、アルミニウムで構成された中央部分１１と、鉄で構成された周辺部分１２と、を有しており、磁性材料である鉄で構成された周辺部分１２が宇宙航行体２０の磁力発生部２１に吸着されるようになっている。なお、鉄に代えて、他の磁性材料（例えば、ニッケル、パーマロイ、鋼等）で周辺部分１２を構成することもできる。また、中央部分１１及び周辺部分１２の双方を鉄等の磁性材料で構成してもよい。板状体１０の面積は、宇宙航行体２０の磁力発生部２３の面積と略同一に（又は磁力発生部２３の面積よりも若干大きく）設定することができる。 As shown in FIG. 3, the plate-shaped body 10 in the present embodiment has a central part 11 made of aluminum and a peripheral part 12 made of iron, and is made of iron which is a magnetic material. The removed peripheral portion 12 is attracted to the magnetic force generator 21 of the spacecraft 20. Note that, instead of iron, the peripheral portion 12 can be made of another magnetic material (for example, nickel, permalloy, steel, or the like). Further, both the central portion 11 and the peripheral portion 12 may be made of a magnetic material such as iron. The area of the plate-shaped body 10 can be set to be substantially the same as the area of the magnetic force generating section 23 of the space navigation body 20 (or slightly larger than the area of the magnetic force generating section 23).
板状体１０の中央部分１１には、宇宙航行体２０の接近ナビゲーション用のマーカー１３を設けることができる。マーカー１３は、ある幾何パターンを示すものであり、例えば、３個以上の丸を所定のパターンで複数配置することができる。マーカー１３は、光を反射可能な材料（例えば、ガラスビーズ、鏡等）から形成されており、宇宙航行体２０から照射された光を宇宙航行体２０の方向に反射させるものである。板状体１０の位置及び動きの特定を可能にするために、マーカー１３は、少なくとも３個設けられることが好ましい。なお、吸着時における板状体１０の損傷を防ぐために、板状体１０の表面に特定の加工を施すことができる。 A marker 13 for approach navigation of the spacecraft 20 can be provided in the central portion 11 of the plate-like body 10. The marker 13 indicates a certain geometric pattern. For example, a plurality of three or more circles can be arranged in a predetermined pattern. The marker 13 is formed of a material capable of reflecting light (for example, glass beads, a mirror, or the like), and reflects light emitted from the spacecraft 20 in the direction of the spacecraft 20. It is preferable that at least three markers 13 are provided to enable the position and movement of the plate-shaped body 10 to be specified. In addition, in order to prevent damage to the plate-shaped body 10 at the time of suction, specific processing can be performed on the surface of the plate-shaped body 10.
宇宙航行体２０は、ロケットに取り付けられて宇宙空間に打ち上げられた後、ロケットから分離して宇宙空間を自律的に移動できるように構成されており、図４に示すように、略直方体状の本体２１と、本体２１に対して突出・引込可能に設けられる略円筒状の棒状部材２２と、を有している。宇宙航行体２０は、打ち上げられるときや宇宙空間を移動するときは、図５に示すように、棒状部材２２が本体２１内に引き込まれた状態とされる。 The spacecraft 20 is configured to be attached to a rocket and launched into outer space, and then separated from the rocket so as to be able to autonomously move in outer space. As shown in FIG. 4, the spacecraft 20 has a substantially rectangular parallelepiped shape. It has a main body 21 and a substantially cylindrical rod-shaped member 22 provided to be able to protrude and retract from the main body 21. When the spacecraft 20 is launched or travels in outer space, as shown in FIG. 5, the bar-shaped member 22 is in a state of being retracted into the main body 21.
宇宙航行体２０の棒状部材２２の先端には、対象物Ｔに取り付けられた板状体１０を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部２３が取り付けられている。磁力発生部２３は、図６に示すように、平面視円形状を呈する板状部材２３ａと、板状部材２３ａの表面に設けられた磁性部２３ｂと、を有している。本実施形態においては、図６に示すように、平面視円形状の永久磁石を磁性部２３ｂとして採用しており、この永久磁石を板状部材２３ａの周縁に沿って所定間隔で複数設けている。磁力発生部２３によって発生させる磁力は、板状体１０を吸着させることができる値（例えば４Ｎ）に設定されている。 At the tip of the bar-shaped member 22 of the space navigation body 20, a magnetic force generating unit 23 that generates a magnetic force for attracting the plate-shaped body 10 attached to the target T is attached. As shown in FIG. 6, the magnetic force generating section 23 has a plate-like member 23a having a circular shape in a plan view, and a magnetic part 23b provided on the surface of the plate-like member 23a. In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a permanent magnet having a circular shape in plan view is employed as the magnetic portion 23b, and a plurality of such permanent magnets are provided at predetermined intervals along the periphery of the plate member 23a. . The magnetic force generated by the magnetic force generation unit 23 is set to a value (for example, 4N) at which the plate-like body 10 can be attracted.
宇宙航行体２０は、図６に示すように、板状体１０の中央部分に取り付けられたマーカー１３等を、宇宙航行体２０のカメラ２４等によって認識することで、接近の際のナビゲーションを容易にすることができる。 As shown in FIG. 6, the spacecraft 20 recognizes the marker 13 and the like attached to the central portion of the plate-like body 10 by the camera 24 and the like of the spacecraft 20 to facilitate navigation when approaching. Can be
なお、宇宙航行体２０においては、磁性部２３ｂの一個当たりの面積や、磁性部２３ｂの位置及び個数等を適宜変更することができる。例えば、図６に示すように比較的面積の大きい磁性部２３ｂを設ける代わりに、図７に示すように比較的面積の小さい磁性部２３ｂを多数設けることもできる。 In the space navigation body 20, the area per one magnetic part 23b, the position and the number of the magnetic parts 23b, and the like can be appropriately changed. For example, instead of providing the magnetic portion 23b having a relatively large area as shown in FIG. 6, a large number of magnetic portions 23b having a relatively small area can be provided as shown in FIG.
次に、本発明の実施形態に係る捕獲システム１を用いて対象物Ｔを捕獲する方法について説明する。 Next, a method of capturing the target T using the capture system 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
まず、対象物Ｔに向けて宇宙航行体２０を移動させる。この際、宇宙航行体２０は、カメラ２４による撮像をしながら、対象物Ｔに取り付けられた板状体１０の探索を行う。板状体１０の探索は、投光機から照射された光を板状体１０の表面に取り付けられたマーカー１３の表面で反射させ、その光をカメラ２４によりとらえ、演算部がそれを認識すること等を経て完了する。板状体１０の表面の複数のマーカー１３のパターンを認識することから得られる情報等により、対象物Ｔの相対位置及び相対姿勢を認識することで、宇宙航行体２０は、対象物Ｔに接近するように移動することができる。 First, the spacecraft 20 is moved toward the target T. At this time, the spacecraft 20 searches for the plate-shaped body 10 attached to the target T while taking an image with the camera 24. The search for the plate 10 is performed by reflecting the light emitted from the light projector on the surface of the marker 13 attached to the surface of the plate 10, capturing the light with the camera 24, and recognizing the light by the arithmetic unit. It is completed through things. The spacecraft 20 approaches the target T by recognizing the relative position and relative attitude of the target T based on information obtained from recognizing the patterns of the plurality of markers 13 on the surface of the plate-like body 10. You can move as you do.
次いで、対象物Ｔと宇宙航行体２０との間の距離が所定値以下になった時点で、宇宙航行体２０の棒状部材２２を本体２１から対象物Ｔの板状体１０へと突出させる。そして、宇宙航行体２０の棒状部材２２の先端に取り付けられた磁力発生部２３で発生させた磁力により、対象物Ｔに予め取り付けられた板状体１０を吸着させる。続いて、宇宙航行体２０の棒状部材２２を本体２１側に引き込むことにより、宇宙航行体２０に対して対象物Ｔを近付けて捕獲する。 Next, when the distance between the object T and the spacecraft 20 becomes equal to or less than a predetermined value, the rod-shaped member 22 of the spacecraft 20 is projected from the main body 21 to the plate-shaped body 10 of the object T. Then, the plate 10 previously attached to the target T is attracted by the magnetic force generated by the magnetic force generator 23 attached to the tip of the rod 22 of the spacecraft 20. Subsequently, by pulling the rod-shaped member 22 of the spacecraft 20 toward the main body 21, the target T approaches the spacecraft 20 and is captured.
以上説明した実施形態に係る捕獲システム１においては、宇宙空間における対象物Ｔに、磁力で吸着される板状体１０を予め取り付けておき、宇宙航行体２０の磁力発生部２３で発生させた磁力によって板状体１０を吸着させることにより、対象物Ｔを捕獲することができる。対象物Ｔに予め取り付けた板状体１０は電気的機械的構造を一切持たず、また、宇宙航行体２０の磁力発生部２３の機構も比較的簡易なものとなるため、開発・製造コストを格段に低減させることができる。 In the capturing system 1 according to the embodiment described above, the plate-like body 10 that is magnetically attracted is attached to the target T in the outer space in advance, and the magnetic force generated by the magnetic force generator 23 of the spacecraft 20 is used. The target T can be captured by causing the plate-shaped body 10 to be adsorbed. The plate-like body 10 previously attached to the object T has no electrical or mechanical structure, and the mechanism of the magnetic force generating unit 23 of the spacecraft 20 is relatively simple, so that development and manufacturing costs are reduced. It can be significantly reduced.
また、以上説明した実施形態に係る捕獲システム１においては、磁性部２３ｂとして永久磁石を採用しているため、比較的低いコストで磁力発生部２３を構成することができる。 Further, in the capture system 1 according to the embodiment described above, since the permanent magnet is employed as the magnetic part 23b, the magnetic force generating part 23 can be configured at a relatively low cost.
また、以上説明した実施形態に係る捕獲システム１においては、宇宙航行体２０の本体２１に対して突出・引込可能に設けられた棒状部材２２の先端に磁力発生部２３が取り付けられているため、対象物Ｔを捕獲する際には、宇宙航行体２０の本体２１から棒状部材２２を対象物Ｔの板状体１０へと突出させて、磁力発生部２３を板状体１０へと近付けることができる。一方、宇宙航行体２０が宇宙を航行する際には、棒状部材２２を本体２１内に引き込むことができるため、対象物Ｔの他の部分（アンテナ、ノズル、太陽電池等の板状体１０とは異なる部分）と棒状部材２２とが干渉することを防ぐことができる。また、宇宙航行体２０に設けられた棒状部材２２の先端（磁力発生部２３）で最初に対象物Ｔに接触することにより、宇宙航行体２０全体の荷重が対象物Ｔに作用することを防ぐことができる。従って、対象物Ｔへの影響を最小限に留めることができる。 In addition, in the capture system 1 according to the embodiment described above, since the magnetic force generation unit 23 is attached to the tip of the rod-shaped member 22 that is provided to be able to project and retract with respect to the main body 21 of the spacecraft 20, When capturing the target T, the rod-shaped member 22 may be protruded from the main body 21 of the spacecraft 20 toward the plate 10 of the target T, and the magnetic force generating part 23 may be brought close to the plate 10. it can. On the other hand, when the space navigation body 20 navigates the universe, the rod-shaped member 22 can be drawn into the main body 21, so that the other part of the target T (the plate-shaped body 10 such as an antenna, a nozzle, a solar cell, etc. (A different part) and the rod-shaped member 22 can be prevented from interfering with each other. Further, the tip of the rod-shaped member 22 (the magnetic force generating portion 23) provided on the spacecraft 20 first contacts the object T, thereby preventing the load of the entire spacecraft 20 from acting on the object T. be able to. Therefore, the influence on the object T can be minimized.
なお、本実施形態においては、磁力発生部２３を構成する磁性部２３ｂとして永久磁石を採用した例を示したが、永久磁石に代えて、通電により磁力を発生させる電磁石を採用することもできる。このようにすると、例えば磁力発生部２３と板状体１０との吸着状態が不適切であるような場合に、電磁石への通電を停止して一時的に磁力をなくすことにより、不適切な吸着状態を解消することができる。その後、必要に応じて電磁石への通電を再開することにより、磁力発生部２３と板状体１０との吸着を再度実現させることができる。 In the present embodiment, an example has been described in which a permanent magnet is employed as the magnetic unit 23b constituting the magnetic force generating unit 23. However, instead of the permanent magnet, an electromagnet that generates a magnetic force when energized may be employed. In this case, for example, in a case where the attracted state between the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 is inappropriate, the energization to the electromagnet is stopped to temporarily eliminate the magnetic force, thereby making the inappropriate attracting force impossible. The state can be eliminated. Thereafter, the energization of the electromagnet is resumed as necessary, so that the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 can be again attracted.
また、電磁石と永久磁石と組み合わせることにより、通電により永久磁石の磁力を消去することができる。このようにすると、吸着状態において連続的な電力を要せず、また磁力発生部２３と板状体１０とが不適切な吸着状態となった場合に、短時間の通電により解消することができる。その後、必要に応じて電磁石への通電を再開することにより、磁力発生部２３と板状体１０との吸着を再度実現させることができる。 Further, by combining the electromagnet and the permanent magnet, the magnetic force of the permanent magnet can be eliminated by energization. With this configuration, continuous power is not required in the attracted state, and when the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 are in an inappropriate attracted state, it can be resolved by short-time energization. . Thereafter, the energization of the electromagnet is resumed as necessary, so that the magnetic force generating unit 23 and the plate-shaped body 10 can be again attracted.
また、本実施形態においては、対象物Ｔに取り付けられる板状体１０の平面形状を円形状としたが、板状体１０の平面形状は円形状に限られるものではなく、例えば多角形状（三角形状、四角形状、六角形状等）でもよい。宇宙航行体２０の磁力発生部２３の板状部材２３ａの平面形状も円形状に限られるものではなく、例えば多角形状とすることができる。また、宇宙航行体２０の形状も略直方体状に限られるものではなく、例えば略円柱状とすることができる。 Further, in the present embodiment, the planar shape of the plate-shaped body 10 attached to the object T is circular, but the planar shape of the plate-shaped body 10 is not limited to a circular shape. Shape, square shape, hexagonal shape, etc.). The planar shape of the plate member 23a of the magnetic force generating portion 23 of the spacecraft 20 is not limited to a circular shape, but may be, for example, a polygonal shape. Further, the shape of the space navigation body 20 is not limited to a substantially rectangular parallelepiped shape, and may be, for example, a substantially columnar shape.
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、この実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and those in which a person skilled in the art appropriately changes the design of this embodiment are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. . That is, the components included in the embodiment and their arrangement, material, condition, shape, size, and the like are not limited to those illustrated but can be appropriately changed. In addition, each element included in the embodiment can be combined as far as technically possible, and a combination of these elements is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.
＜付記＞<Appendix>
条項１Article 1
宇宙空間における対象物を捕獲する捕獲システムであって、A capture system for capturing an object in outer space,
前記対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体と、A plate-shaped body attached to the object and attracted by magnetic force,
前記板状体を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部を有する宇宙航行体と、A spacecraft having a magnetic force generating unit that generates a magnetic force for attracting the plate-like body,
を備える、捕獲システム。A capture system comprising:
条項２Article 2
前記磁力発生部は、板状部材と、前記板状部材の表面に設けられた磁性部と、を有する、条項１に記載の捕獲システム。The capture system according to Clause 1, wherein the magnetic force generation unit includes a plate-shaped member and a magnetic unit provided on a surface of the plate-shaped member.
条項３Article 3
前記磁性部は、前記板状部材の周縁に沿って所定間隔で複数設けられている、条項２に記載の捕獲システム。The capture system according to Clause 2, wherein the plurality of magnetic parts are provided at predetermined intervals along a peripheral edge of the plate-shaped member.
条項４Article 4
前記磁性部は、永久磁石である、条項２又は３に記載の捕獲システム。The capture system according to clause 2 or 3, wherein the magnetic unit is a permanent magnet.
条項５Article 5
前記磁性部は、通電により磁力を発生させる電磁石である、条項２又は３に記載の捕獲システム。The capture system according to clause 2 or 3, wherein the magnetic unit is an electromagnet that generates a magnetic force when energized.
条項６Article 6
前記宇宙航行体は、本体と、前記本体に対して突出・引込可能に設けられる棒状部材と、を有し、The spacecraft has a main body, and a rod-shaped member provided to be protrudable and retractable with respect to the main body,
前記磁力発生部は、前記棒状部材の先端に取り付けられている、条項１から５の何れか一項に記載の捕獲システム。The capture system according to any one of Clauses 1 to 5, wherein the magnetic force generation unit is attached to a tip of the rod-shaped member.
条項７Article 7
前記板状体は、磁性材料で構成された部分を有する、条項１から６の何れか一項に記載の捕獲システム。7. The capture system according to any one of clauses 1 to 6, wherein the plate has a portion made of a magnetic material.
条項８Article 8
前記磁性材料は、鉄、ニッケル、パーマロイ又は鋼である、条項７に記載の捕獲システム。Clause 7. The capture system of clause 7, wherein the magnetic material is iron, nickel, permalloy, or steel.
条項９Article 9
磁力を発生させる磁力発生部を有する宇宙航行体であって、A spacecraft having a magnetic force generating unit that generates a magnetic force,
宇宙空間における対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体を、前記磁力発生部で発生させた磁力で吸着させることにより、前記対象物を捕獲することを可能とする、宇宙航行体。A spacecraft capable of capturing the target by adsorbing a plate-like body attached to the object in outer space and attracted by a magnetic force with the magnetic force generated by the magnetic force generating unit.
条項１０Article 10
宇宙空間における対象物が宇宙空間に打ち上げられる前に前記対象物に取り付けられる板状体であって、A plate-shaped body attached to the object before the object in outer space is launched into outer space,
宇宙航行体の磁力発生部で発生させた磁力で吸着されることにより、前記宇宙航行体が前記対象物を捕獲することを可能とする、板状体。A plate-like body that is attracted by a magnetic force generated by a magnetic force generating unit of the spacecraft so that the spacecraft can capture the target.
１…捕獲システム
１０…板状体
１１…中央部分
１２…周辺部分（磁性材料で構成された部分）
１３…マーカー
２０…宇宙航行体
２１…本体
２２…棒状部材
２３…磁力発生部
２３ａ…板状部材
２３ｂ…磁性部
２４…カメラ
Ｔ…対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Capture system 10 ... Plate-like body 11 ... Central part 12 ... Peripheral part (part comprised of magnetic material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Marker 20 ... Spacecraft 21 ... Main body 22 ... Bar member 23 ... Magnetic force generating part 23a ... Plate member 23b ... Magnetic part 24 ... Camera T ... Target object
Claims (10)
前記対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体と、
前記板状体を吸着させる磁力を発生させる磁力発生部を有する宇宙航行体と、
を備える、捕獲システム。 A capture system for capturing an object in outer space,
A plate-shaped body attached to the object and attracted by magnetic force,
A spacecraft having a magnetic force generating unit that generates a magnetic force for attracting the plate-like body,
A capture system comprising:
前記磁力発生部は、前記棒状部材の先端に取り付けられている、請求項１から５の何れか一項に記載の捕獲システム。 The spacecraft has a main body, and a rod-shaped member provided to be protrudable and retractable with respect to the main body,
The capture system according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic force generator is attached to a tip of the rod-shaped member.
宇宙空間における対象物に取り付けられ磁力で吸着される板状体を、前記磁力発生部で発生させた磁力で吸着させることにより、前記対象物を捕獲することを可能とする、宇宙航行体。 A spacecraft having a magnetic force generating unit that generates a magnetic force,
A space navigation body capable of capturing an object by adsorbing a plate-like body attached to the object in outer space and attracted by a magnetic force by a magnetic force generated by the magnetic force generating unit.
宇宙航行体の磁力発生部で発生させた磁力で吸着されることにより、前記宇宙航行体が前記対象物を捕獲することを可能とする、板状体。 A plate-shaped body attached to the object before the object in outer space is launched into outer space,
A plate-like body that is attracted by a magnetic force generated by a magnetic force generating unit of the spacecraft so that the spacecraft can capture the target.
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