JP2022143395A - Speed reducer - Google Patents

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JP2022143395A
JP2022143395A JP2021043876A JP2021043876A JP2022143395A JP 2022143395 A JP2022143395 A JP 2022143395A JP 2021043876 A JP2021043876 A JP 2021043876A JP 2021043876 A JP2021043876 A JP 2021043876A JP 2022143395 A JP2022143395 A JP 2022143395A
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film member
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JP2021043876A
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崇信 村中
Takanobu Muranaka
一磨 上野
Kazuma Ueno
哲平 奥村
Teppei Okumura
恭志 大川
Yasushi Okawa
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Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Umemura Educational Institutions
Original Assignee
Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Umemura Educational Institutions
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Abstract

To provide a speed reducer having a film member, which adjusts a deceleration rate of an object that moves in a cosmic space by controlling a posture of the film member.SOLUTION: A speed reducer 1 can adjust a deceleration rate of an object 2 that moves in a cosmic space. The speed reducer 1 comprises a film member 20, a charging device 30 and a control device 11. The film member 20 is attached to the object 2 or constitutes a portion of the object 2, which has a first surface 20a including a plurality of electrically separated regions R. The charging device 30 is electrically connected to the film member 20 to charge the plurality of regions R respectively. The control device 11 controls each voltage applied by the charging device 30 to the plurality of regions R.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、宇宙空間で移動する対象物の減速率を調整可能な減速装置に関する。 The present invention relates to a deceleration device capable of adjusting the deceleration rate of an object moving in outer space.

宇宙空間で移動する対象物の減速率を調整するニーズは、様々に存在する。例えば、そのようなニーズは、スペースデブリと称される宇宙ゴミの除去や、人工衛星または惑星探査機の制御に見られる。スペースデブリについては、地球周回軌道上に数多く存在しており、スペースデブリを減速させ、保護すべき重要な衛星軌道から離脱させることが求められている。 There are various needs for adjusting the deceleration rate of a moving object in space. For example, such needs are found in the removal of space junk, referred to as space debris, and the control of satellites or planetary probes. As for space debris, there are many in orbit around the earth, and it is required to decelerate the space debris and move it out of the important satellite orbit that should be protected.

特許文献1には、スペースデブリを減速させるスペースデブリ低減装置が開示されている。このスペースデブリ低減装置は、円形又は多角形からなる膜部材あるいはガス圧封入可能なバルーンないしはエアーマット状の構造物からなる抗力増大装置を有する。このスペースデブリ低減装置は、スペースデブリに取り付けられ、抗力増大装置により微量の大気および太陽光輻射圧を受けて、スペースデブリを減速させ、その軌道を変更する。このようにしてスペースデブリを保護すべき重要な衛星軌道から離脱させる。 Patent Literature 1 discloses a space debris reduction device that decelerates space debris. This space debris mitigation device has a drag augmentation device comprising a circular or polygonal membrane member or a balloon or air mat-like structure capable of enclosing gas pressure. This space debris mitigation device is attached to the space debris and receives a small amount of atmospheric and solar radiation pressure from the drag augmentation device to decelerate the space debris and change its trajectory. Space debris is thus kept out of critical satellite orbits to be protected.

特開2010-285137号公報JP 2010-285137 A

大気密度は、軌道高度が高くなるにつれて著しく低下する。例えば、大気密度は、高度400km~600kmに比べて高度1000km付近で1/50~1/100程度まで低下することが確認されている。従って、特許文献1のスペースデブリ低減装置では、軌道高度が高くなるにつれて大気から得られる抗力が低下し、十分な実行能力を得られないおそれがある。 Atmospheric density decreases significantly with increasing orbital altitude. For example, it has been confirmed that the atmospheric density drops to about 1/50 to 1/100 at an altitude of around 1000 km compared to that at an altitude of 400 km to 600 km. Therefore, in the space debris mitigation device of Patent Document 1, as the orbital altitude increases, the drag obtained from the atmosphere decreases, and there is a possibility that sufficient execution performance cannot be obtained.

上記のような大気密度が十分でない軌道高度の領域では、電気的に中性な気体と、その一部が太陽紫外線によって電離した電離気体(イオンおよび電子)とが存在する。従って、大気密度の変化を詳細に確認すると、中性大気の密度は上記の通り高度が高くなるにつれて著しく低下するが、イオンの密度の減少はこれよりも少ない。換言すれば、大気密度が十分でない軌道高度の領域では、中性大気からの抗力を受けるよりもイオンからの抗力を受けることが有効である可能性がある。そのためには、例えば、特許文献1の膜部材を帯電させて膜部材の周囲にシース(電位勾配を有する電気的に中性でない空間電荷層)を形成し、シースを利用してイオンからの抗力を増大させることが考えられる。 In the region of orbital altitude where the atmospheric density is not sufficient as described above, there are electrically neutral gas and ionized gas (ions and electrons) partially ionized by solar ultraviolet rays. Therefore, a closer look at changes in atmospheric density reveals that the density of the neutral atmosphere decreases markedly with increasing altitude as described above, while the density of ions decreases less. In other words, in regions of orbital altitude where the atmospheric density is not sufficient, it may be more effective to receive drag from ions than to receive drag from neutral atmosphere. For that purpose, for example, the membrane member of Patent Document 1 is charged to form a sheath (an electrically non-neutral space charge layer having a potential gradient) around the membrane member, and the sheath is used to reduce the drag force from the ions. can be considered to increase

しかし、シースを利用してイオンからの抗力を増大させる場合においても、膜部材の姿勢によってはイオンから十分な抗力を得られないおそれがある。具体的には、膜部材の姿勢が進行方向に対して平行になるほど、イオンからの受圧面積が低下し、十分な抗力を得られないおそれがある。従って、膜部材の姿勢を好適に制御することが求められるが、具体的な手法については確立されていない。 However, even when the sheath is used to increase the drag from the ions, there is a possibility that sufficient drag from the ions cannot be obtained depending on the orientation of the membrane member. Specifically, as the posture of the membrane member becomes parallel to the traveling direction, the pressure receiving area from the ions decreases, and there is a possibility that sufficient drag cannot be obtained. Therefore, it is required to suitably control the posture of the membrane member, but no specific method has been established.

本発明は、膜部材を有する減速装置において、膜部材の姿勢を制御することにより宇宙空間で移動する対象物の減速率を調整することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to adjust the deceleration rate of an object moving in outer space by controlling the attitude of the film member in a reduction gear transmission having a film member.

本発明は、
宇宙空間で移動する対象物の減速率を調整可能な減速装置であって、
前記対象物に取り付けられるか、または前記対象物の一部を構成し、電気的に分離された複数の領域を含む第1の面を有する膜部材と、
前記膜部材と電気的に接続され、前記複数の領域のそれぞれを帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置による前記複数の領域のそれぞれへの印加電圧を制御する制御装置と
を備える、減速装置を提供する。
The present invention
A deceleration device capable of adjusting the deceleration rate of an object moving in outer space,
a membrane member attached to or forming part of the object and having a first surface including a plurality of electrically isolated regions;
a charging device electrically connected to the film member and charging each of the plurality of regions;
and a control device for controlling the voltage applied to each of the plurality of regions by the charging device.

この構成によれば、膜部材の複数の領域のそれぞれに対して印加する電圧を調整することにより、膜部材の複数の領域のそれぞれがイオンから受ける抗力を調整できる。従って、膜部材の姿勢を制御できる。膜部材の姿勢を制御できることにより、対象物の減速率を調整できる。ここで、対象物は、宇宙空間で移動するものを広く意味し、例えばスペースデブリ、人工衛星、または惑星探査機などであり得る。 According to this configuration, by adjusting the voltage applied to each of the plurality of regions of the membrane member, it is possible to adjust the drag force that each of the plurality of regions of the membrane member receives from the ions. Therefore, the attitude of the membrane member can be controlled. By controlling the posture of the film member, the deceleration rate of the object can be adjusted. Here, the object broadly means something that moves in outer space, and can be, for example, space debris, an artificial satellite, or a planetary probe.

前記膜部材は、前記複数の領域のそれぞれを構成する複数の膜片を有してもよい。 The film member may have a plurality of film pieces forming each of the plurality of regions.

この構成によれば、複数の膜片のそれぞれが構造的に互いに分離しているため、複数の膜片の一部が損傷しても、その他が連れて損傷して全体として機能しなくなることを抑制できる。 According to this configuration, since each of the plurality of film pieces is structurally separated from each other, even if some of the plurality of film pieces are damaged, the others are damaged along with it, and the entire structure fails to function. can be suppressed.

前記減速装置は、前記膜部材の姿勢を検出する姿勢検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記姿勢検出装置で検出した前記膜部材の姿勢に応じて前記帯電装置を制御してもよい。
The deceleration device further includes an orientation detection device that detects the orientation of the film member,
The control device may control the charging device according to the attitude of the film member detected by the attitude detection device.

この構成によれば、膜部材の姿勢を好適に制御できる。詳細には、第1の面上の電圧印加位置と印可電圧の制御によって、イオン流から受ける「力の発生位置」と「力の大きさ」を可変させ、第1の面の重心に対するトルクを制御し、膜部材の姿勢を制御できる。また、当該制御を時間的に累積することで、第1の面がイオン流から受ける総トルクを制御できる。例えば、膜部材の第1の面の姿勢が進行方向に対して垂直でない場合、膜部材の第1の面の姿勢が進行方向に対して垂直になるように制御してもよい。これにより、膜部材がイオンから受ける抗力を増大でき、対象物の減速率を増加できる。また、膜部材の第1の面の姿勢が進行方向に対して垂直に近い場合、膜部材の第1の面の姿勢を進行方向に対して平行になるように制御してもよい。これにより、膜部材がイオンから受ける抗力を減少でき、対象物の減速率を減少できる。 According to this configuration, the posture of the membrane member can be preferably controlled. Specifically, by controlling the voltage application position on the first surface and the applied voltage, the “position where force is generated” and the “magnitude of force” received from the ion flow are varied, and the torque with respect to the center of gravity of the first surface is changed. It is possible to control the attitude of the membrane member. Further, by accumulating the control over time, the total torque that the first surface receives from the ion flow can be controlled. For example, if the orientation of the first surface of the membrane member is not perpendicular to the direction of travel, the orientation of the first surface of the membrane member may be controlled to be perpendicular to the direction of travel. As a result, the drag force that the film member receives from the ions can be increased, and the deceleration rate of the object can be increased. Further, when the orientation of the first surface of the membrane member is nearly perpendicular to the direction of travel, the orientation of the first surface of the membrane member may be controlled to be parallel to the direction of travel. As a result, the drag force that the membrane member receives from the ions can be reduced, and the deceleration rate of the object can be reduced.

前記膜部材は、前記第1の面と、前記第1の面と反対面の第2の面とを有し、
前記帯電装置は、前記第1の面と前記第2の面とを異なる電位に帯電可能であり、
前記制御装置は、前記第1の面を前記第2の面よりも所定の電位差だけ低い負電位に帯電させるように前記帯電装置を制御してもよい。
The membrane member has the first surface and a second surface opposite to the first surface,
The charging device is capable of charging the first surface and the second surface to different potentials,
The control device may control the charging device to charge the first surface to a negative potential lower than the second surface by a predetermined potential difference.

この構成によれば、膜部材の第1の面と第2の面に対して所定の電位差を設けているため、シースが膜部材の周囲に等方的に形成されることを抑制できる。ここでは、第1の面はイオン流の上流側の面(受圧側の面)として配置され、第2の面はイオン流の下流側の面として配置される。これにより、第1の面においてイオンを効率的に収集できるとともに第2の面へのイオンの回り込みを抑制できる。従って、イオンの膜部材に対する運動量交換がイオン流の上流側(第1の面側)と下流側(第2の面側)で相殺することを抑制でき、イオンから十分な抗力を得ることができる。ここで、所定の電位差とは、上記イオンの第2の面への回り込みを効果的に抑制できる程度の値である。例えば、所定の電位差は、10V~1000Vであってもよい。また、負電位とは、宇宙空間における基準電位に対する相対電位であり得る。宇宙空間では、測定や設定の容易さから、減速装置(例えば衛星本体)自体の電位を基準電位とし、当該基準電位に対して相対的に負になる電位を負電位とする場合がある。 According to this configuration, since a predetermined potential difference is provided between the first surface and the second surface of the membrane member, isotropic formation of the sheath around the membrane member can be suppressed. Here, the first surface is arranged as a surface on the upstream side of the ion flow (surface on the pressure receiving side), and the second surface is arranged as a surface on the downstream side of the ion flow. As a result, ions can be efficiently collected on the first surface, and ions can be prevented from straying to the second surface. Therefore, the momentum exchange of ions with respect to the membrane member can be suppressed from canceling out on the upstream side (first surface side) and the downstream side (second surface side) of the ion flow, and sufficient drag can be obtained from the ions. . Here, the predetermined potential difference is a value that can effectively suppress the ions from entering the second surface. For example, the predetermined potential difference may be between 10V and 1000V. Also, the negative potential may be a potential relative to a reference potential in outer space. In outer space, for ease of measurement and setting, the potential of the speed reducer (for example, the satellite body) itself may be used as a reference potential, and a potential that is relatively negative with respect to the reference potential may be treated as a negative potential.

前記膜部材は、
前記第1の面を構成する導電性材料からなる第1導体と、
前記第2の面を構成する導電性材料からなる第2導体と、
前記第1導体と前記第2導体との間に配置される導電性材料からなる第3導体と、
前記第1導体と前記第3導体との間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる第1不導体と、
前記第2導体と前記第3導体との間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる第2不導体と
を有してもよい。
The membrane member is
a first conductor made of a conductive material forming the first surface;
a second conductor made of a conductive material forming the second surface;
a third conductor made of a conductive material disposed between the first conductor and the second conductor;
a first non-conductor made of an insulating material or a dielectric material disposed between the first conductor and the third conductor;
and a second non-conductor made of an insulating material or a dielectric material interposed between the second conductor and the third conductor.

この構成によれば、膜部材が5層構造によって構成され、具体的に第1の面および第2の面に対して所定の電位差を設けることができる。特に中央に第3導体が配置されることで、第1導体および第2導体に対して第3導体からの電位差をそれぞれ正確に与えることができる。 According to this configuration, the membrane member has a five-layer structure, and specifically, a predetermined potential difference can be provided between the first surface and the second surface. In particular, by arranging the third conductor in the center, it is possible to accurately apply a potential difference from the third conductor to the first conductor and the second conductor.

前記膜部材は、
前記第1の面を構成する導電性材料からなる第1導体と、
前記第2の面を構成する導電性材料からなる第2導体と、
前記第1導体と前記第2導体との間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる不導体と
を有してもよい。
The membrane member is
a first conductor made of a conductive material forming the first surface;
a second conductor made of a conductive material forming the second surface;
and a non-conductor made of an insulating or dielectric material interposed between the first conductor and the second conductor.

この構成によれば、膜部材が3層構造によって構成され、具体的に第1の面および第2の面に対して所定の電位差を設けることができる。一般に、膜部材は宇宙空間で展開されるまでは折り畳まれた状態で収納されることが想定される。収納に際しては、膜部材が多層になるほど電気的な結線や配線が増えるため、結線や配線の不具合を防止するための取り扱いが困難となるおそれがある。そのため、膜部材を3層に構成することで、構造を単純化し、取り扱いを容易にすることが有効である。 According to this configuration, the membrane member has a three-layer structure, and specifically, a predetermined potential difference can be provided between the first surface and the second surface. Generally, it is assumed that the membrane member is stored in a folded state until it is deployed in outer space. At the time of storage, since the number of electrical connections and wiring increases as the number of layers of the film member increases, there is a possibility that it will be difficult to handle to prevent problems with the connections and wiring. Therefore, it is effective to simplify the structure and facilitate handling by configuring the membrane member in three layers.

前記制御装置は、前記複数の領域のそれぞれを正電位に帯電させるように前記帯電装置を制御してもよい。 The control device may control the charging device to charge each of the plurality of regions to a positive potential.

この構成によれば、複数の領域のそれぞれが正電位に帯電されるため、膜部材でイオンを反発させることによりイオンから抗力を受けることができる。ここで、正電位とは、上記のように、宇宙空間における基準電位に対する相対電位であり得る。 According to this configuration, since each of the plurality of regions is charged to a positive potential, it is possible to receive a drag force from the ions by repelling the ions with the membrane member. Here, the positive potential can be a potential relative to the reference potential in outer space, as described above.

本発明によれば、膜部材を有する減速装置において、膜部材の姿勢を制御することにより宇宙空間で移動する対象物の減速率を調整できる。 According to the present invention, in a deceleration device having a film member, the deceleration rate of an object moving in outer space can be adjusted by controlling the posture of the film member.

本発明の第1実施形態に係る減速装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a reduction gear transmission according to a first embodiment of the present invention; FIG. 衛星本体および膜部材の正面図。The front view of a satellite main body and a film|membrane member. 図2の衛星本体と膜部材の変形例を示す正面図。The front view which shows the modification of the satellite main body of FIG. 2, and a film|membrane member. 複数の領域を示す膜部材の正面図。FIG. 2 is a front view of a membrane member showing multiple regions; 姿勢制御を示す膜部材の側面図。The side view of the film|membrane member which shows attitude|position control. 姿勢制御を示す膜部材の正面図。FIG. 4 is a front view of a film member showing attitude control; 別の姿勢制御を示す膜部材の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a film member showing another attitude control; 別の姿勢制御を示す膜部材の正面図。FIG. 11 is a front view of a membrane member showing another attitude control; 膜部材が自転する場合の姿勢制御を示す膜部材の第1側面図。FIG. 10 is a first side view of the film member showing attitude control when the film member rotates; 膜部材が自転する場合の姿勢制御を示す膜部材の第2側面図。FIG. 11 is a second side view of the film member showing attitude control when the film member rotates; 膜部材の変形例を示す断面図。Sectional drawing which shows the modification of a film|membrane member. 単層構造の膜部材周囲のシースを示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a sheath around a membrane member having a single-layer structure; 複層構造の膜部材周囲のシースを示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a sheath around a film member having a multilayer structure; 図11の膜部材の変形例を示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a modification of the film member of FIG. 11; 図11の膜部材の他の変形例を示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing another modification of the film member of FIG. 11; 対象物の進行方向の前方に減速装置を設置した場合の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram when a reduction gear is installed in front of an object in its traveling direction; 第2実施形態に係る減速装置の概略構成図。The schematic block diagram of the reduction gear transmission which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る減速装置の変形例を示す対象物の側面図。The side view of the target object which shows the modification of the reduction gear transmission which concerns on 2nd Embodiment. 膜部材を正電位に帯電させた場合のシースを示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a sheath when the membrane member is charged to a positive potential; 膜部材の変形例を示す正面図。The front view which shows the modification of a film|membrane member. 膜部材の変形例を示す側面図。The side view which shows the modification of a film|membrane member.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る減速装置1の概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reduction gear transmission 1 according to a first embodiment of the present invention.

本実施形態の減速装置1は、地球を周回するスペースデブリ2(宇宙空間で移動する対象物の一例)に取り付けられ、スペースデブリ2の減速率を調整する。例えば、減速装置1によってスペースデブリ2の周回速度を低下させることによりスペースデブリ2の軌道を変更することができる。これにより、スペースデブリ2を地上へと落下させるなどして人工衛星等に使用される重要な軌道を保護できる。また、地球周回軌道上のスペースデブリの位置は概ね把握されているため、減速装置1が取り付けられたスペースデブリ2が他のスペースデブリに衝突しそうであれば減速率を調整して衝突を回避することもできる。これにより、スペースデブリ2が複数の小片となって除去が困難になることを防止できる。 A deceleration device 1 of this embodiment is attached to space debris 2 (an example of an object moving in outer space) orbiting the earth, and adjusts the deceleration rate of the space debris 2 . For example, the trajectory of the space debris 2 can be changed by reducing the circulating speed of the space debris 2 with the speed reducer 1 . As a result, important orbits used for artificial satellites can be protected by, for example, dropping the space debris 2 to the ground. In addition, since the position of space debris on the earth orbit is generally known, if the space debris 2 attached with the reduction gear 1 is likely to collide with other space debris, the deceleration rate is adjusted to avoid collision. can also As a result, it is possible to prevent the space debris 2 from turning into a plurality of small pieces and becoming difficult to remove.

図1では、スペースデブリ2の進行方向が矢印A1で示されている。減速装置1から見れば、矢印A1とは反対方向にイオン流が相対的に流れている。また、破線円で示される減速装置1の一部が拡大して示されている。 In FIG. 1, the traveling direction of the space debris 2 is indicated by an arrow A1. When viewed from the reduction gear 1, the ion current relatively flows in the direction opposite to the arrow A1. Also, a portion of the reduction gear transmission 1 indicated by a dashed circle is shown enlarged.

本実施形態の減速装置1は、衛星本体10と、膜部材20と、帯電装置30と、取付装置40とを備えている。 The reduction gear 1 of this embodiment includes a satellite body 10 , a film member 20 , a charging device 30 and a mounting device 40 .

図2は、衛星本体10および膜部材20の正面図である。 FIG. 2 is a front view of the satellite body 10 and the membrane member 20. FIG.

衛星本体10は、推進機能を有している。詳細な説明は省略するが、推進機能は、イオンエンジンなどの公知の機構によって達成され得る。衛星本体10は膜部材20と直接的に接続されており、衛星本体10と膜部材20との相対的な位置関係は固定されている。また、衛星本体10は、詳細を後述するように帯電装置30を制御する制御装置11(図1参照)を搭載している。 The satellite body 10 has a propulsion function. Although not described in detail, the propulsion function may be accomplished by known mechanisms such as ion engines. The satellite body 10 is directly connected to the membrane member 20, and the relative positional relationship between the satellite body 10 and the membrane member 20 is fixed. Further, the satellite main body 10 is equipped with a control device 11 (see FIG. 1) for controlling the charging device 30 as will be described later in detail.

膜部材20は、薄膜状である。本実施形態では、膜部材20は、正面から見ると正方形である。膜部材20は、イオン流からの受圧面となる第1の面20aと、第1の面20aと反対面の第2の面20bとを有している。膜部材20は、正方形の対角線に沿って設けられたフレーム21を有している。フレーム21により、膜部材20の展開状態が維持され、イオン流から効率的に受圧できる。フレーム21は折り畳み可能な構造を有し、膜部材20の展開前には折り畳まれた状態とされていてもよい。なお、膜部材20の形状は、特に正方形に限定されず任意の形状であり得る。 The film member 20 is in the form of a thin film. In this embodiment, the membrane member 20 is square when viewed from the front. The membrane member 20 has a first surface 20a that serves as a pressure receiving surface from the ion flow, and a second surface 20b opposite to the first surface 20a. The membrane member 20 has a frame 21 provided along the diagonal of the square. The frame 21 maintains the deployed state of the membrane member 20 and can efficiently receive pressure from the ion flow. The frame 21 has a foldable structure and may be in a folded state before the membrane member 20 is deployed. Note that the shape of the film member 20 is not particularly limited to a square, and may be any shape.

図3は、図2の衛星本体10と膜部材20の変形例を示す正面図である。 FIG. 3 is a front view showing a modification of the satellite body 10 and membrane member 20 of FIG.

衛星本体10と膜部材20の接続態様は、図2に示すものに限定されず、例えば支持部材22を介して剛に接続されてもよい。支持部材22は、所定の長さを有する柱状の部材である。支持部材22によって衛星本体10と膜部材20との間の距離を所定の長さに保つことによって、膜部材20がイオンから受圧する面積を大きく確保できる。 The connection mode between the satellite body 10 and the membrane member 20 is not limited to that shown in FIG. The support member 22 is a columnar member having a predetermined length. By maintaining a predetermined distance between the satellite body 10 and the membrane member 20 by the support member 22, a large area for the membrane member 20 to receive pressure from the ions can be ensured.

図1を参照して、帯電装置30は、電圧を印加するための電源31および電気配線などを含んでいる。電源31は、電気配線を介して膜部材20と電気的に接続されている。帯電装置30は、後述するように、膜部材20の第1の面20aに設けられた複数の領域Rのそれぞれを異なる電位に帯電させることができる。代替的には、電源31は、同様の帯電機能を有するイオン源に置換されてもよい。 Referring to FIG. 1, charging device 30 includes a power source 31 for applying voltage, electrical wiring, and the like. The power supply 31 is electrically connected to the film member 20 via electrical wiring. The charging device 30 can charge each of the plurality of regions R provided on the first surface 20a of the film member 20 to different potentials, as will be described later. Alternatively, power supply 31 may be replaced by an ion source with similar charging capabilities.

取付装置40は、スペースデブリ2を捕獲するための捕獲機構41を有する。 The mounting device 40 has a trapping mechanism 41 for trapping the space debris 2 .

捕獲機構41は、スペースデブリ2を把持する把持部41aと、スペースデブリ2を把持するように把持部41aを射出する射出装置41bと、把持部41aおよび射出装置41bを繋ぐ所定の長さのテザー41cとを含む。このような捕獲機構41は、既に地球周回軌道上に存在するスペースデブリを取り除くADR(Active Debris Removal)に特有である。なお、運用を終了した衛星やロケットの軌道からの自力離脱であるPMD(Post Mission Disposal)については第2実施形態で説明する。 The capturing mechanism 41 includes a gripping portion 41a that grips the space debris 2, an injection device 41b that ejects the gripping portion 41a so as to grip the space debris 2, and a tether of a predetermined length that connects the gripping portion 41a and the injection device 41b. 41c. Such a capture mechanism 41 is specific to ADR (Active Debris Removal) that removes space debris already in earth orbit. PMD (Post Mission Disposal), which is the self-disengagement of a satellite or rocket that has completed its operation from its orbit, will be described in the second embodiment.

上記構成を有する減速装置1は、衛星本体10の推進機能によってスペースデブリ2に接近し、射出装置41bからテザー41cの付いた把持部41aを射出し、スペースデブリ2を把持して捕獲する。次いで、膜部材20を展開し、スペースデブリ2の周回速度を低下させることによりスペースデブリ2の軌道を変更する。従って、本実施形態の減速装置1は、ADR対応のものといえる。 The reduction gear 1 having the above configuration approaches the space debris 2 by the propulsion function of the satellite body 10, ejects the grasping part 41a with the tether 41c from the ejection device 41b, and grasps and captures the space debris 2. Next, the trajectory of the space debris 2 is changed by deploying the membrane member 20 and reducing the circulating speed of the space debris 2 . Therefore, it can be said that the reduction gear transmission 1 of the present embodiment is compatible with ADR.

大型のスペースデブリ2の後方では、スペースデブリ2に近いほどスペースデブリの軌道速度に対し熱速度が相対的に遅いイオンの割合が低下する空間(イオンウェイク)が生じる。このイオンウェイクの領域に膜部材20が位置すると、膜部材20のイオン収集能力が低下するおそれがある。従って、イオンウェイクの領域に膜部材20が位置することを回避するためにテザー41cには所定の長さが必要となる。例えば、スペースデブリ2として、運用を終了したロケットの上段部が想定される。その場合、ロケット上段部は直径約2m~4m程度、高度700~1000kmの軌道速度が約7.5km/s、イオンのうち大きな運動量を持つ酸素イオンの熱速度が約1.1km/s程度であるため、所定の長さとしては10~20m、好ましくは30m程度が想定される。 Behind the large-sized space debris 2, a space (ion wake) is generated in which the ratio of ions having relatively low thermal velocities with respect to the orbital velocity of the space debris decreases as the distance to the space debris 2 increases. If the membrane member 20 is positioned in this ion wake region, the ion collection capability of the membrane member 20 may decrease. Therefore, the tether 41c must have a predetermined length in order to prevent the membrane member 20 from being positioned in the ion wake region. For example, the space debris 2 is assumed to be the upper stage of a rocket that has completed its operation. In that case, the upper stage of the rocket is about 2m to 4m in diameter, the orbital velocity at an altitude of 700 to 1000km is about 7.5km/s, and the thermal velocity of oxygen ions, which have a large momentum, is about 1.1km/s. Therefore, the predetermined length is assumed to be 10 to 20 m, preferably about 30 m.

本実施形態では、捕獲機構41が把持部41aを含む例を示しているが、捕獲機構41の捕獲態様は把持部41aを使用するものに限定されない。また、テザー41cは、柔軟な紐状でなくてもよく、例えば一定程度の剛性を有する構造物であってもよい。 Although the capture mechanism 41 includes the grasping portion 41a in this embodiment, the capturing mode of the capturing mechanism 41 is not limited to using the grasping portion 41a. Also, the tether 41c does not have to be in the form of a flexible string, and may be a structure having a certain degree of rigidity, for example.

図4は、複数の領域Rを示す膜部材20の正面図である。図示を明瞭にするため、符号23,32,33および符号Rは一部のみに付されている。これは、以降の図でも同様である。また、図4では、二点鎖線円で示される膜部材20の一部が拡大して示されている。 FIG. 4 is a front view of the film member 20 showing multiple regions R. FIG. For clarity of illustration, the reference numerals 23, 32, 33 and the reference R are only partially applied. This also applies to subsequent figures. Moreover, in FIG. 4, a portion of the film member 20 indicated by a two-dot chain line circle is shown in an enlarged manner.

膜部材20の第1の面20aは、電気的に分離された複数の領域Rを含んでいる。本実施形態では、膜部材20は、第1の面20aにおいて複数の領域Rのそれぞれを構成する複数の膜片23を有している。複数の膜片23は、絶縁性を有する薄い絶縁シート24に保持されている。図示の例では、複数の膜片23が、受圧面となる第1の面20aと、第1の面20aとは反対面の第2の面20b(図1参照)とを構成している。即ち、複数の膜片23は、絶縁シート24を貫通して配置されている。複数の膜片23は、第1の面20aを構成する導体面と、第2の面20bを構成する導体面とを有し、それぞれ異なる電位に印加できるようになっている。詳細については、図11,14,15等を用いて後述するが、第1の面20aを構成する導体面と第2の面20bを構成する導体面とに対してそれぞれ電気ケーブル(図示せず)を配線し、それぞれ異なる電位に印加できるようにしてもよい。また、複数の膜片23のそれぞれの間の距離d(即ち絶縁部の幅d)は、沿面放電を防止できる程度に設計される。複数の膜片23のそれぞれは、絶縁シート24を縫製することによって図示のように連結されてもよいし、絶縁性の接着を使用して連結されてもよい。 The first surface 20a of the membrane member 20 includes a plurality of electrically isolated regions R. As shown in FIG. In this embodiment, the film member 20 has a plurality of film pieces 23 that respectively configure the plurality of regions R on the first surface 20a. A plurality of film pieces 23 are held by a thin insulating sheet 24 having insulating properties. In the illustrated example, a plurality of film pieces 23 constitute a first surface 20a serving as a pressure receiving surface and a second surface 20b opposite to the first surface 20a (see FIG. 1). That is, the plurality of film pieces 23 are arranged so as to penetrate the insulating sheet 24 . The plurality of film pieces 23 has a conductor surface that forms the first surface 20a and a conductor surface that forms the second surface 20b, and can be applied to different potentials. Details will be described later with reference to FIGS. ) may be wired so that they can be applied to different potentials. Also, the distance d between each of the plurality of film pieces 23 (that is, the width d of the insulating portion) is designed to the extent that creeping discharge can be prevented. Each of the plurality of membrane pieces 23 may be connected by sewing the insulating sheet 24 as shown, or may be connected using an insulating adhesive.

本実施形態では、複数の膜片23は、図4において縦9個×横9個の合計81個の膜片からなる。ただし、複数の膜片23を構成する膜片の数や配置は特に限定されない。また、本実施形態では、複数の膜片23のそれぞれは正方形である。ただし、複数の膜片23のそれぞれの形状についてもイオン流から受圧可能な形状であればよく、特に限定されない。なお、本実施形態では、膜部材20が複数の膜片23を有する構成を例示しているが、膜部材20は1枚の膜からなってもよい。この場合、複数の領域Rが1枚の膜上で電気的に分離される。 In this embodiment, the plurality of film pieces 23 are composed of a total of 81 film pieces, ie, 9 vertical×9 horizontal film pieces in FIG. However, the number and arrangement of film pieces constituting the plurality of film pieces 23 are not particularly limited. Further, in this embodiment, each of the plurality of film pieces 23 is square. However, the shape of each of the plurality of membrane pieces 23 is not particularly limited as long as it can receive pressure from the ion flow. Although the film member 20 has a plurality of film pieces 23 in this embodiment, the film member 20 may be made of one film. In this case, multiple regions R are electrically separated on one film.

複数の膜片23(即ち複数の領域R)のそれぞれは、帯電装置30によって帯電される。図示の例では、複数の膜片23のそれぞれに対して、電気配線として、主ホット線32(破線参照)および副ホット線33(一点鎖線参照)が取り付けられている。主ホット線32および副ホット線33は、帯電装置30と電気的に接続されている。即ち、複数の膜片23のそれぞれは、主ホット線32(破線参照)と、副ホット線33(一点鎖線参照)とを通じて異なる電位に帯電可能となっている。なお、当該給電構造は複数の膜片23を構成する冗長系設計の一例であり、他の構造や冗長系設計以外の構造が採用されてもよい。 Each of the multiple film pieces 23 (that is, multiple regions R) is charged by the charging device 30 . In the illustrated example, a main hot line 32 (see dashed line) and a sub-hot line 33 (see dashed line) are attached as electrical wiring to each of the plurality of film pieces 23 . Main hot line 32 and sub hot line 33 are electrically connected to charging device 30 . That is, each of the plurality of film pieces 23 can be charged to different potentials through the main hot line 32 (see dashed line) and sub-hot line 33 (see dashed line). The power supply structure is an example of a redundant system design that configures a plurality of film pieces 23, and other structures or structures other than the redundant system design may be employed.

制御装置11は、帯電装置30による複数の膜片23(即ち複数の領域R)のそれぞれへの印加電圧を制御する。制御装置11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、およびROM(Read Only Memory)等のハードウェアと、それらに実装されたソフトウェアとにより構成されている。 The control device 11 controls the voltage applied to each of the plurality of film pieces 23 (that is, the plurality of regions R) by the charging device 30 . The control device 11 includes hardware such as a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), and ROM (Read Only Memory), and software installed therein.

本実施形態では、膜部材20の姿勢を検出する姿勢検出装置12が設けられている。姿勢検出装置12は、例えばジャイロセンサなどの公知の角度検出器であり得る。本実施形態では、姿勢検出装置12は、衛星本体10に搭載されている。衛星本体10と膜部材20は直接的ないし支持部材22を介して剛に接続されているため、衛星本体10の姿勢を検出することにより膜部材20の姿勢を検出できる。代替的には、姿勢検出装置12は、膜部材20に直接的に取り付けられてもよい。また、姿勢検出装置12は、必須の構成でなく、必要に応じて省略され得る。 In this embodiment, an orientation detection device 12 is provided to detect the orientation of the film member 20 . The orientation detection device 12 may be a known angle detector such as a gyro sensor. In this embodiment, the attitude detection device 12 is mounted on the satellite body 10 . Since the satellite body 10 and the membrane member 20 are rigidly connected directly or via the support member 22, the attitude of the membrane member 20 can be detected by detecting the attitude of the satellite body 10. FIG. Alternatively, the attitude detection device 12 may be attached directly to the membrane member 20 . Also, the attitude detection device 12 is not an essential component and can be omitted as necessary.

図5は、姿勢制御を示す膜部材20の側面図である。また、図6は、姿勢制御を示す膜部材20の正面図である。図5,6において、X軸は第1の面20aに対して垂直な軸を示し、Y,Z軸はX軸に垂直で膜部材20の正方形の各辺に平行で互いに直交する軸を示している。これは以降の図でも同様である。 FIG. 5 is a side view of the film member 20 showing attitude control. FIG. 6 is a front view of the film member 20 showing attitude control. 5 and 6, the X axis indicates an axis perpendicular to the first surface 20a, and the Y and Z axes indicate axes perpendicular to the X axis, parallel to each side of the square of the film member 20, and perpendicular to each other. ing. This also applies to subsequent figures.

図1,5,6を合わせて参照して、制御装置11は、姿勢検出装置12で検出した膜部材20の姿勢に応じて帯電装置30を制御する。本実施形態では、イオン流A2に対する膜部材20の姿勢を好適に制御する。なお、イオン流A2は、スペースデブリ2の進行方向A1(図1参照)と反対方向に流れるイオンを示している。 1, 5, and 6, the control device 11 controls the charging device 30 according to the attitude of the film member 20 detected by the attitude detection device 12. FIG. In this embodiment, the posture of the membrane member 20 with respect to the ion flow A2 is preferably controlled. The ion flow A2 indicates ions flowing in the direction opposite to the traveling direction A1 of the space debris 2 (see FIG. 1).

図5,6の例では、膜部材20は、イオン流A2に対して垂直に配置されておらず、イオン流A2に対してZ軸まわりに傾いて配置されている。このような場合、複数の領域Rのうち、イオン流A2の上流側に位置する領域に対して負電位を印加し、その他の領域には印加しない。図示の例では、最も上流側に位置する9つの領域(斜線部参照)に対して負電位を印加し、複数の領域Rのうちその他の領域には印加しないものとしている。また、第2の面20bに対しては、全体を正電位に印加する。イオンは負電位に帯電された領域(斜線部参照)にて収集され、膜部材20は当該領域(斜線部参照)でイオンから強く受圧して抗力を受ける。これにより、膜部材20にはZ軸まわりの回転力が生じ(矢印A3参照)、膜部材20をイオン流A2に対して垂直に配置できる。その後、制御装置11は、上記印加を解除する。なお、このとき、膜部材20と衛星本体10は剛に接続されているため、膜部材20だけでなく衛星本体10もイオン流A2に対して垂直に配置できる。 In the examples of FIGS. 5 and 6, the membrane member 20 is not arranged perpendicularly to the ion flow A2, but is inclined around the Z-axis with respect to the ion flow A2. In such a case, among the plurality of regions R, the negative potential is applied to the region positioned upstream of the ion flow A2, and not applied to the other regions. In the illustrated example, the negative potential is applied to the nine regions located on the most upstream side (see hatched areas), and is not applied to the other regions among the plurality of regions R. FIG. A positive potential is applied to the entire second surface 20b. Ions are collected in a negatively charged area (see shaded area), and the membrane member 20 receives a strong pressure and drag force from the ions in this area (see shaded area). As a result, a rotational force around the Z-axis is generated in the membrane member 20 (see arrow A3), and the membrane member 20 can be arranged perpendicular to the ion flow A2. After that, the control device 11 cancels the application. At this time, since the membrane member 20 and the satellite main body 10 are rigidly connected, not only the membrane member 20 but also the satellite main body 10 can be arranged perpendicular to the ion flow A2.

図7は、別の姿勢制御を示す膜部材20の斜視図である。また、図8は、別の姿勢制御を示す膜部材20の正面図である。 FIG. 7 is a perspective view of the film member 20 showing another attitude control. Also, FIG. 8 is a front view of the film member 20 showing another posture control.

図7,8の例では、膜部材20が、イオン流A2に対して垂直に配置されておらず、Y軸まわりおよびZ軸まわりに傾いて配置されている。このような場合、図8に示すように、複数の領域Rのうち、イオン流A2の上流側に位置する24個の領域(斜線部参照)に対して負電位を印加し、その他の領域には印加しない。また、第2の面20bに対しては、全体を正電位に印加する。これにより、上記と同様に当該領域(斜線部参照)においてイオンから強く受圧して抗力を受け、膜部材20にはY軸まわりおよびZ軸まわりの回転力が生じ(矢印A3参照)、膜部材20をイオン流A2に対して垂直に配置できる。 In the examples of FIGS. 7 and 8, the membrane member 20 is not arranged perpendicularly to the ion flow A2, but is inclined around the Y-axis and the Z-axis. In such a case, as shown in FIG. 8, a negative potential is applied to 24 regions (see shaded areas) located upstream of the ion flow A2 among the plurality of regions R, and the other regions are is not applied. A positive potential is applied to the entire second surface 20b. As a result, in the same manner as described above, strong pressure is received from the ions in the region (see the shaded area), and the membrane member 20 receives a drag force, and a rotational force around the Y-axis and the Z-axis is generated in the membrane member 20 (see arrow A3). 20 can be arranged perpendicular to the ion flow A2.

図9は、膜部材20が自転する場合の姿勢制御を示す膜部材20の第1側面図である。図10は、膜部材20が自転する場合の姿勢制御を示す膜部材20の第2側面図であり、図9から一定時間経過後の状態を示している。 FIG. 9 is a first side view of the film member 20 showing attitude control when the film member 20 rotates. FIG. 10 is a second side view of the film member 20 showing attitude control when the film member 20 rotates, and shows a state after a certain period of time has elapsed from FIG.

図9,10の例では、膜部材20がZ軸まわりに自転している(矢印A4参照)。この場合、自転方向A4に対して前方側の第1の面20aを負電位に帯電させ、後方側の第2の面20bを正電位に帯電させる。特に図示の例では、第1の面20aの複数の領域RのうちY方向の一端部に位置する領域のみ(斜線部参照)を負電位に帯電させている。第2の面20bは全体を正電位に帯電させる。これにより、上記と同様に当該領域(斜線部参照)においてイオンから強く受圧して抗力を受け、膜部材20にはZ軸まわりの回転力が生じ(矢印A3参照)、膜部材20の自転を弱めることができ、最終的に膜部材20をイオン流A2に対して垂直に配置できる。なお、このとき、膜部材20と衛星本体10は剛に接続されているため、膜部材20だけでなく衛星本体10もイオン流A2に対して垂直に配置できる。 In the examples of FIGS. 9 and 10, the film member 20 is rotating around the Z axis (see arrow A4). In this case, the first surface 20a on the front side with respect to the rotation direction A4 is charged to a negative potential, and the second surface 20b on the rear side is charged to a positive potential. In particular, in the illustrated example, of the plurality of regions R of the first surface 20a, only the region located at one end in the Y direction (see hatched portion) is charged to a negative potential. The second surface 20b charges the whole to a positive potential. As a result, in the same region (see hatched area) as described above, strong pressure is received from the ions and drag force is applied, and a rotational force around the Z axis is generated in the membrane member 20 (see arrow A3), causing the membrane member 20 to rotate. can be weakened and finally the membrane member 20 can be arranged perpendicular to the ion flow A2. At this time, since the membrane member 20 and the satellite main body 10 are rigidly connected, not only the membrane member 20 but also the satellite main body 10 can be arranged perpendicular to the ion flow A2.

本実施形態の減速装置1によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the reduction gear transmission 1 of this embodiment, the following effects are obtained.

膜部材20の複数の領域Rのそれぞれに対して印加する電圧を調整することにより、膜部材20の複数の領域Rのそれぞれがイオンから受ける抗力を調整できる。従って、膜部材20の姿勢を制御できる。膜部材20の姿勢を制御できることにより、スペースデブリ2の減速率を調整できる。 By adjusting the voltage applied to each of the plurality of regions R of the membrane member 20, the drag force that each of the plurality of regions R of the membrane member 20 receives from the ions can be adjusted. Therefore, the posture of the film member 20 can be controlled. By controlling the posture of the film member 20, the deceleration rate of the space debris 2 can be adjusted.

また、膜部材20が複数の膜片23を有し、複数の膜片23のそれぞれが構造的に互いに分離しているため、複数の膜片23の一部が損傷しても、その他が連れて損傷して全体として機能しなくなることを抑制できる。代替的には、複数の領域Rは、電気的には分離されるが構造的には分離されなくてもよい。例えば、1枚のシート上に、導電性を有する複数の領域Rと、複数の領域Rのそれぞれを電気的に分離するように絶縁性を有する領域とを設けてもよい。 In addition, since the film member 20 has a plurality of film pieces 23, and each of the plurality of film pieces 23 is structurally separated from each other, even if some of the plurality of film pieces 23 are damaged, the others are damaged. can be suppressed from being damaged and not functioning as a whole. Alternatively, the multiple regions R may be electrically separated but not structurally separated. For example, a single sheet may be provided with a plurality of conductive regions R and insulating regions so as to electrically separate the plurality of regions R from each other.

また、減速装置1が姿勢検出装置12を有しているため、膜部材20の姿勢を好適に制御できる。詳細には、第1の面20a上の電圧印加位置と印可電圧の制御によって、イオン流A2から受ける「力の発生位置」と「力の大きさ」を可変させ、第1の面20aの重心に対するトルクを制御し、膜部材20の姿勢を制御できる。また、当該制御を時間的に累積することで、第1の面20aがイオン流A2から受ける総トルクを制御できる。なお、図5~10では、膜部材20をイオン流A2に対して垂直に配置するための姿勢制御を例に説明したが、同様の原理により、膜部材20をイオン流A2に対して平行に配置する姿勢制御も実現できる。さらに言えば、膜部材20のイオン流A2に対する姿勢は、垂直または平行に限らず、傾斜した姿勢などの任意の姿勢に制御することもできる。従って、膜部材20の姿勢に応じてスペースデブリ2の減速率を容易に調整できる。 In addition, since the reduction gear transmission 1 has the posture detection device 12, the posture of the film member 20 can be preferably controlled. Specifically, by controlling the voltage application position and the applied voltage on the first surface 20a, the "force generation position" and "force magnitude" received from the ion flow A2 are varied, and the center of gravity of the first surface 20a is changed. can be controlled to control the attitude of the film member 20 . Further, by accumulating the control over time, the total torque that the first surface 20a receives from the ion flow A2 can be controlled. 5 to 10, the attitude control for arranging the membrane member 20 perpendicularly to the ion flow A2 has been described as an example. Attitude control for placement can also be realized. Furthermore, the attitude of the membrane member 20 with respect to the ion flow A2 is not limited to vertical or parallel, and can be controlled to any attitude such as an inclined attitude. Therefore, the deceleration rate of the space debris 2 can be easily adjusted according to the posture of the film member 20 .

図11は、膜部材20の変形例を示す断面図である。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of the membrane member 20. As shown in FIG.

本変形例では、上記実施形態と異なり、絶縁シート24(図4参照)が設けられておらず、複数の膜片23のそれぞれが複層構造を有するとともに互いに連結されている。膜部材20は、上記と同様に、第1の面20aと、第1の面20aと反対面の第2の面20bとを有している。絶縁シート24(図4参照)が設けられていないことから、第1の面20aだけでなく第2の面20bもまた、複数の膜片23によって構成される。なお、図11では、複数の膜片23の1つが模式的に示されている。 In this modified example, unlike the above-described embodiment, the insulating sheet 24 (see FIG. 4) is not provided, and each of the plurality of film pieces 23 has a multilayer structure and is connected to each other. The film member 20 has a first surface 20a and a second surface 20b opposite to the first surface 20a, as described above. Since the insulating sheet 24 (see FIG. 4) is not provided, not only the first surface 20a but also the second surface 20b are composed of a plurality of film pieces 23. FIG. Note that FIG. 11 schematically shows one of the plurality of film pieces 23 .

本変形例の膜部材20は、第1の面20aおよび第2の面20bにおいて複数電位に帯電可能な構造を有している。即ち、第1の面20aおよび第2の面20bは、帯電装置30によって互いに異なる電位に帯電可能となっている。 The film member 20 of this modified example has a structure that can be charged to a plurality of potentials on the first surface 20a and the second surface 20b. That is, the first surface 20 a and the second surface 20 b can be charged to different potentials by the charging device 30 .

本変形例の膜部材20は、第1の面20aを構成する導電性材料からなる第1導体23aと、第2の面20bを構成する導電性材料からなる第2導体23bと、第1導体23aと第2導体23bとの間に配置される導電性材料からなる第3導体23cとを備える。また、膜部材20は、第1導体23aと第3導体23cとの間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる第1不導体23dと、第2導体23bと第3導体23cとの間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる第2不導体23eとを備える。本実施形態では、第1不導体23dおよび第2不導体23eは、ともにポリイミドからなる。ただし、第1不導体23dおよび第2不導体23eの材料は絶縁体材料または誘電体材料であれば特段限定されない。 The film member 20 of this modification includes a first conductor 23a made of a conductive material forming a first surface 20a, a second conductor 23b made of a conductive material forming a second surface 20b, and a first conductor A third conductor 23c made of an electrically conductive material is provided between 23a and the second conductor 23b. In addition, the film member 20 includes a first non-conductor 23d made of an insulating material or a dielectric material arranged between the first conductor 23a and the third conductor 23c, and a conductor between the second conductor 23b and the third conductor 23c. and a second non-conductor 23e of insulating or dielectric material disposed therebetween. In this embodiment, both the first nonconductor 23d and the second nonconductor 23e are made of polyimide. However, the material of the first nonconductor 23d and the second nonconductor 23e is not particularly limited as long as it is an insulator material or a dielectric material.

本変形例では、電源31の負極が第1導体23aに電気的に接続され、電源31の正極が第2導体23bに電気的に接続されている。第3導体23cは接地部10に接続されているが、これは第3導体23cが衛星本体10に電気的に接続されていることを示す。従って、ここでは、接地部10と衛星本体10とを同じ参照符号で示している。宇宙空間では、衛星本体10の電位は必ずしもゼロではなく、衛星本体10の周囲環境によって衛星本体10の電位は変動する。従って、接地部10の電位は、衛星本体10が存在する位置におけるいわゆる宇宙機電位(基準電位)を示す。本実施形態では、帯電装置30によって、第1の面20aが第2の面20bよりも所定の電位差だけ低くなる負電位に帯電される。ここでの負電位は、当該基準電位に対する相対的な電位であり得る。 In this modification, the negative electrode of the power source 31 is electrically connected to the first conductor 23a, and the positive electrode of the power source 31 is electrically connected to the second conductor 23b. The third conductor 23 c is connected to the ground portion 10 , which indicates that the third conductor 23 c is electrically connected to the satellite body 10 . Therefore, here, the grounding portion 10 and the satellite body 10 are indicated by the same reference numerals. In outer space, the potential of the satellite body 10 is not necessarily zero, and the potential of the satellite body 10 fluctuates depending on the surrounding environment of the satellite body 10 . Therefore, the potential of the ground portion 10 indicates the so-called spacecraft potential (reference potential) at the position where the satellite body 10 exists. In this embodiment, the charging device 30 charges the first surface 20a to a negative potential lower than the second surface 20b by a predetermined potential difference. A negative potential here can be a potential relative to the reference potential.

第1導体23a(第1の面20a)と第2導体23b(第2の面20b)との間の上記所定の電位差は、好ましくは、10V~1000Vと設定され、より好ましくは、100V~1000Vと設定される。また、好ましくは、第1導体23a(第1の面20a)の電位は-10V以下と(負側に大きく)設定され、より好ましくは-100V以下と(負側に大きく)設定される。なお、ここでの-10V以下または-100V以下の電位は、上記宇宙機電位を基準とする電位である。当該電位差および電位によれば、シースが膜部材20の周囲に等方的に形成されることを抑制できるとともに、第1の面20aにおいてイオンを効率的に収集できるシースを形成できる。また、シース内でイオンを十分静電加速し増速することができる。換言すれば、10V未満の電位差では第1の面20aにおいてイオンを効率的に収集できる大きさのシースを形成できず、また、第1の面20aの電位が-10Vより大きく(負側に小さく)設定された場合は、シース内でイオンは静電加速するが増速は十分とは言えない。1000V以上の電位差では膜面に流入する電子もしくはイオン電流による電力消費が大となり、本システムが消費電力の観点から非効率となるおそれがある。また、印加可能な物理的上限電圧は、第1不導体23dおよび第2不導体23eの絶縁破壊電圧で設計されてもよい。 The predetermined potential difference between the first conductor 23a (first surface 20a) and the second conductor 23b (second surface 20b) is preferably set to 10V to 1000V, more preferably 100V to 1000V. is set. Also, preferably, the potential of the first conductor 23a (first surface 20a) is set to −10 V or less (higher on the negative side), more preferably −100 V or less (higher on the negative side). Note that the potential of -10 V or less or -100 V or less here is a potential based on the spacecraft potential. According to the potential difference and the electric potential, it is possible to suppress isotropic formation of the sheath around the membrane member 20 and to form a sheath capable of efficiently collecting ions on the first surface 20a. Also, the ions can be sufficiently electrostatically accelerated within the sheath. In other words, if the potential difference is less than 10 V, a sheath large enough to efficiently collect ions cannot be formed on the first surface 20a. ), the ions are electrostatically accelerated within the sheath, but the acceleration is not sufficient. If the potential difference is 1000 V or more, the electron or ion current flowing into the film surface consumes a large amount of power, and the present system may become inefficient in terms of power consumption. Also, the applicable physical upper limit voltage may be designed based on the dielectric breakdown voltage of the first nonconductor 23d and the second nonconductor 23e.

図12,13を比較参照して、単層構造の膜部材200と、複層構造の膜部材20との差を説明する。 The difference between the film member 200 having a single-layer structure and the film member 20 having a multi-layer structure will be described with reference to FIGS.

図12は、本変形例(図11参照)とは異なる単層構造の膜部材200を使用した場合のシースSmの形状を示している。図13は、本変形例(図11参照)と同じ複層構造の膜部材20を使用した場合のシースSmの形状を示している。シースSmは、イオンを収集する領域を示している。 FIG. 12 shows the shape of the sheath Sm when using a film member 200 having a single-layer structure different from that of this modified example (see FIG. 11). FIG. 13 shows the shape of the sheath Sm when using the membrane member 20 having the same multi-layer structure as in this modified example (see FIG. 11). A sheath Sm indicates an area for collecting ions.

図12を参照して、単層構造の膜部材200では、シースSmが膜部材200の周囲に等方的(概ね球体状)に形成されている。このような等方的なシースSmでは、第1の面200aだけでなく、第1の面200aと反対面の第2の面200bにおいてもイオンが収集される。結果として、イオン流A2の回り込みが発生し、イオンの運動量交換がイオン流A2の上流側(第1の面20a側)と下流側(第2の面20b側)で相殺し、イオン流A2から受ける抗力が低減されるおそれがある。 Referring to FIG. 12 , in single-layer structure membrane member 200 , sheath Sm is isotropically (generally spherical) formed around membrane member 200 . In such an isotropic sheath Sm, ions are collected not only on the first surface 200a but also on the second surface 200b opposite to the first surface 200a. As a result, the ion flow A2 wraps around, and the momentum exchange of ions cancels out on the upstream side (first surface 20a side) and downstream side (second surface 20b side) of the ion flow A2. There is a risk that the drag force received will be reduced.

図13を参照して、複層構造の膜部材20では、第1の面20a側にのみイオン収集に実効的に寄与するシースSm(この場合はイオンシース)が形成されている。換言すれば、第2の面20bにおけるシースは、第2の面20bの電位が空間電位と同等となる場合は、図12の状態から大きく縮小してイオン収集に実効的に寄与しない。そのため、イオンの運動量交換がイオン流A2の上流側(第1の面20a側)と下流側(第2の面20b側)で相殺することを抑制でき、第1の面20aにおいてのみイオンを収集し、第1の面20aにおいてのみ抗力を受けることができる。なお、図13では、破線にて第2の面20bの正の電位に基づく領域Sp(この場合は電子シース)も示されている。当該領域Spでは、イオンの収集が抑制され、即ちイオン流A2の回り込みが抑制される。 Referring to FIG. 13, in membrane member 20 having a multilayer structure, sheath Sm (in this case, an ion sheath) that effectively contributes to ion collection is formed only on the first surface 20a side. In other words, the sheath at the second surface 20b would be greatly reduced from the state of FIG. 12 and would not effectively contribute to ion collection if the potential of the second surface 20b was equal to the space potential. Therefore, the momentum exchange of ions can be suppressed from canceling out on the upstream side (first surface 20a side) and downstream side (second surface 20b side) of the ion flow A2, and ions are collected only on the first surface 20a. , and can receive drag only at the first surface 20a. In FIG. 13, the dashed line also indicates the region Sp (the electronic sheath in this case) based on the positive potential of the second surface 20b. In the region Sp, collection of ions is suppressed, that is, wraparound of the ion flow A2 is suppressed.

本変形例によれば、膜部材20が5層構造によって構成され、具体的に第1の面20aおよび第2の面20bに対して所定の電位差を設けることができる。特に中央に第3導体23cが配置されることで、第1導体23aおよび第2導体23bに対して第3導体23cからの電位差をそれぞれ正確に与えることができる。 According to this modification, the film member 20 is configured with a five-layer structure, and specifically, a predetermined potential difference can be provided between the first surface 20a and the second surface 20b. In particular, by arranging the third conductor 23c in the center, a potential difference from the third conductor 23c can be accurately applied to the first conductor 23a and the second conductor 23b.

図14は、図11の膜部材20の変形例を示す断面図である。図14では、複数の膜片23の1つが模式的に示されている。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing a modification of the film member 20 of FIG. 11. As shown in FIG. In FIG. 14, one of the plurality of film pieces 23 is schematically shown.

本変形例では、膜部材20は、絶縁シートが設けられておらず、複数の膜片23のそれぞれが複層構造を有するとともに互いに連結されている。膜部材20は、第1の面20aと、第1の面20aと反対面の第2の面20bとを有している。本変形例においても絶縁シートが設けられていないことから、第1の面20aだけでなく第2の面20bもまた、複数の膜片23によって構成されている。 In this modified example, the film member 20 is not provided with an insulating sheet, and the plurality of film pieces 23 each have a multilayer structure and are connected to each other. The film member 20 has a first surface 20a and a second surface 20b opposite to the first surface 20a. Since no insulating sheet is provided in this modified example, not only the first surface 20a but also the second surface 20b are composed of a plurality of film pieces 23. FIG.

本変形例の膜部材20は、第1の面20aと第2の面20bにおいて複数電位に帯電可能な構造を有している。即ち、第1の面20aおよび第2の面20bは、帯電装置30によって互いに異なる電位に帯電可能となっている。 The film member 20 of this modified example has a structure that can be charged to a plurality of potentials on the first surface 20a and the second surface 20b. That is, the first surface 20 a and the second surface 20 b can be charged to different potentials by the charging device 30 .

膜部材20は、第1の面20aを構成する導電性材料からなる第1導体23fと、第2の面20bを構成する導電性材料からなる第2導体23gと、第1導体23fと第2導体23gとの間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる不導体23hとを備える。本変形例では、不導体23hは、ポリイミドからなる。ただし、不導体23hの材料は絶縁体材料または誘電体材料であれば特段限定されない。 The film member 20 includes a first conductor 23f made of a conductive material forming a first surface 20a, a second conductor 23g made of a conductive material forming a second surface 20b, the first conductor 23f and the second conductor 23f. and a non-conductor 23h made of an insulating or dielectric material interposed with the conductor 23g. In this modified example, the nonconductor 23h is made of polyimide. However, the material of the nonconductor 23h is not particularly limited as long as it is an insulator material or a dielectric material.

帯電装置30においては、電源31の負極が第1導体23fに電気的に接続され、電源31の正極が第2導体23gに電気的に接続されている。図14では、第1導体23fおよび第2導体23gは、ともに接地部(衛星本体)10に電気的に接続されていないが、図15に示す別の変形例のように第2導体23gを接地部(衛星本体)10に電気的に接続してもよい。いずれの場合でも、帯電装置30により、第1の面20aが第2の面20bよりも所定の電位差だけ低くなる負電位に帯電可能である。これにより、膜部材20が上記と同様に複数電位に帯電される。 In the charging device 30, the negative electrode of the power source 31 is electrically connected to the first conductor 23f, and the positive electrode of the power source 31 is electrically connected to the second conductor 23g. In FIG. 14, the first conductor 23f and the second conductor 23g are not electrically connected to the ground portion (satellite body) 10, but the second conductor 23g is grounded as in another modification shown in FIG. It may be electrically connected to the unit (satellite body) 10 . In either case, the charging device 30 can charge the first surface 20a to a negative potential lower than the second surface 20b by a predetermined potential difference. As a result, the film member 20 is charged to multiple potentials in the same manner as described above.

本変形例によれば、膜部材20が3層構造によって構成され、具体的に第1の面20aおよび第2の面20bに対して所定の電位差を設けることができる。一般に、膜部材20は宇宙空間で展開されるまでは折り畳まれた状態で収納されることが想定される。収納に際しては、膜部材20が多層になるほど電気的な結線や配線が増えるため、結線や配線の不具合を防止するための取り扱いが困難となるおそれがある。そのため、膜部材20を3層に構成することで、構造を単純化し、取り扱いを容易にすることが有効である。 According to this modification, the film member 20 is configured with a three-layer structure, and specifically, a predetermined potential difference can be provided between the first surface 20a and the second surface 20b. Generally, it is assumed that the membrane member 20 is stored in a folded state until it is deployed in outer space. When the film member 20 is stored, the more layers the film member 20 has, the more electrical connections and wires are required. Therefore, it is effective to simplify the structure and facilitate handling by configuring the film member 20 in three layers.

図16は、スペースデブリ2の進行方向A1の前方に減速装置1を設置した場合の概略構成図である。 FIG. 16 is a schematic configuration diagram when the reduction gear 1 is installed in front of the traveling direction A1 of the space debris 2. As shown in FIG.

図16の例では、上記実施形態におけるテザー41c(図1参照)が支持部材41dに置換されている。支持部材41dは、所定の長さを有する柱状の部材であり、スペースデブリ2と減速装置1とを剛に接続している。従って、膜部材20がイオン流から抗力を受けた際にスペースデブリ2と膜部材20との距離が縮まらないようになっている。 In the example of FIG. 16, the tether 41c (see FIG. 1) in the above embodiment is replaced with a support member 41d. The support member 41d is a columnar member having a predetermined length, and rigidly connects the space debris 2 and the reduction gear transmission 1 to each other. Therefore, the distance between the space debris 2 and the membrane member 20 does not decrease when the membrane member 20 receives drag from the ion flow.

減速装置1の構造および作用効果については、上記実施形態と同様である。従って、減速装置1は、スペースデブリ2の前方または後方のいずれにおいても、同様の原理で膜部材20の姿勢制御を実行することにより、スペースデブリ2の減速率を調整できる。 The structure and effects of the reduction gear 1 are the same as those of the above embodiment. Therefore, the deceleration device 1 can adjust the deceleration rate of the space debris 2 by controlling the attitude of the membrane member 20 on the same principle either in front of or behind the space debris 2 .

(第2実施形態)
図17に示す第2実施形態の減速装置1は、PMD対応のものである。本実施形態では、第1実施形態にて示した構成と同じ部分については説明を省略する場合がある。
(Second embodiment)
The reduction gear transmission 1 of the second embodiment shown in FIG. 17 is compatible with PMD. In this embodiment, the description of the same parts as those of the configuration shown in the first embodiment may be omitted.

本実施形態の減速装置1は、第1実施形態とは異なり、衛星本体10(図1参照)や捕獲機構41(図1参照)を有していない。本実施形態では、取付装置40は、スペースデブリ2を膜部材20に直接固定する固定具42を含む。代替的には、取付装置40は、図1に示すようなテザー41cを含んでもよく、テザー41cを介してスペースデブリ2と膜部材20を機械的に接続してもよい。 Unlike the first embodiment, the speed reduction gear 1 of this embodiment does not have the satellite main body 10 (see FIG. 1) or the capture mechanism 41 (see FIG. 1). In this embodiment, the mounting device 40 includes fixtures 42 that directly fix the space debris 2 to the membrane member 20 . Alternatively, the attachment device 40 may include a tether 41c as shown in FIG. 1, and may mechanically connect the space debris 2 and the membrane member 20 via the tether 41c.

本実施形態の減速装置1は、スペースデブリ2として衛星やロケットの残骸を対象とする。減速装置1は、衛星やロケットの打ち上げ前に衛星やロケットに予め搭載され、それらの運用の終了とともに展開される。 The reduction gear 1 of the present embodiment targets satellites and debris of rockets as the space debris 2 . The reduction gear 1 is preliminarily mounted on a satellite or a rocket before launching the satellite or the rocket, and is deployed upon completion of their operation.

減速装置1の作用効果については、第1実施形態と同様であり、複数の領域Rの少なくとも一部を帯電させることにより膜部材20の姿勢を制御し、スペースデブリ2の減速率を調整できる。 The action and effect of the deceleration device 1 are the same as those of the first embodiment, and by electrifying at least part of the plurality of regions R, the attitude of the film member 20 can be controlled and the deceleration rate of the space debris 2 can be adjusted.

本実施形態によれば、スペースデブリ2を宇宙空間で捕獲する必要がなく、スペースデブリ2の確実な減速率調整を期待できる。 According to this embodiment, there is no need to capture the space debris 2 in outer space, and reliable adjustment of the deceleration rate of the space debris 2 can be expected.

図18は、第2実施形態に係る減速装置1の変形例を示すスペースデブリ2の側面図である。 FIG. 18 is a side view of space debris 2 showing a modification of the speed reduction gear 1 according to the second embodiment.

本変形例では、スペースデブリ2の一部が膜部材20となっている。図示の例では、スペースデブリ2としてロケットの残骸が示されており、当該スペースデブリ2の側面が膜部材20となっている。 In this modified example, part of the space debris 2 is the membrane member 20 . In the illustrated example, the wreckage of a rocket is shown as the space debris 2 , and the side surface of the space debris 2 is the film member 20 .

本変形例の減速装置1の作用効果についても、上記と同様であり、複数の領域Rの一部を帯電させることにより膜部材20の姿勢を制御し、スペースデブリ2の減速率を調整できる。 The action and effect of the speed reduction device 1 of this modified example are the same as those described above, and the attitude of the film member 20 can be controlled by electrifying a portion of the plurality of regions R, and the speed reduction rate of the space debris 2 can be adjusted.

図19は、膜部材20を正電位に帯電させた場合のシースを示す模式図である。 FIG. 19 is a schematic diagram showing the sheath when the membrane member 20 is charged to a positive potential.

制御装置11は、膜部材20の姿勢制御のために、複数の領域Rのそれぞれを正電位に帯電させるように帯電装置30を制御してもよい。これにより、正電位に基づく領域Sp(この場合は電子シース)が膜部材20の複数の領域Rのそれぞれに対して形成され、当該領域Spに対してイオン流A2が反発することにより抗力を得られる。従って、図5~10に示すように、複数の領域Rの一部を帯電させて膜部材20の姿勢を制御できる。 In order to control the attitude of the film member 20, the control device 11 may control the charging device 30 so as to charge each of the plurality of regions R to a positive potential. As a result, a region Sp based on a positive potential (in this case, an electronic sheath) is formed for each of the plurality of regions R of the membrane member 20, and the ion flow A2 repels the region Sp to obtain a drag force. be done. Therefore, as shown in FIGS. 5 to 10, the posture of the film member 20 can be controlled by electrifying a portion of the plurality of regions R. FIG.

従って、膜部材20の第1の面20aの複数の領域Rのそれぞれは、負電位に帯電させるだけでなく、正電位に帯電させてもイオンから抗力を得ることができる。 Therefore, each of the plurality of regions R of the first surface 20a of the film member 20 can obtain drag from ions not only by being charged to a negative potential, but also by being charged to a positive potential.

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態ないし変形例の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。 As described above, specific embodiments and modifications thereof of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made within the scope of the present invention. For example, an embodiment of the present invention may be an appropriate combination of contents of individual embodiments or modifications.

また、例えば、図20,21を参照して、膜部材20は、相対的に大きな基部25と、基部25上に積層された相対的に小さな積層部26とを有してもよい。基部25は、2つの導体25a,25bと、2つの導体25a,25bの間に配置された不導体(絶縁体)25cとを有している。2つの導体25a,25bおよび不導体25cは、膜部材20の正面から見て同じ大きさの正方形である。積層部26は、導体26aと、不導体(絶縁体)26bとを有している。導体26aおよび不導体26bは膜部材20の正面から見て同じ大きさの長方形である。導体26aの長辺は導体25aの一辺と同程度の長さであり、導体26aは導体25aの一辺に沿って配置されている。導体26aは、不導体26bを介して導体25aに取り付けられている。導体25a、導体25b、および導体26aには、電源31を介して異なる電圧を印加できる。特に導体26aへの印加電圧は可変に構成されている。導体25aおよび導体26aは複数の領域Rを含む第1の面20aを構成し、導体25bは第2の面20bを構成している。例えば、第1の面20aは負電位に設定され、第2の面20bは正電位に設定される。本変形例のように、複数の領域Rは、同一平面上に設けられなくてもよく、積層された2つ以上の平面に設けられてもよい。 Also, for example, referring to FIGS. 20 and 21 , the membrane member 20 may have a relatively large base portion 25 and a relatively small laminated portion 26 laminated on the base portion 25 . The base 25 has two conductors 25a, 25b and a nonconductor (insulator) 25c disposed between the two conductors 25a, 25b. The two conductors 25 a and 25 b and the non-conductor 25 c are squares of the same size when viewed from the front of the membrane member 20 . The laminated portion 26 has a conductor 26a and a nonconductor (insulator) 26b. The conductor 26a and the non-conductor 26b are rectangles of the same size when viewed from the front of the membrane member 20. As shown in FIG. The long side of the conductor 26a is approximately the same length as one side of the conductor 25a, and the conductor 26a is arranged along one side of the conductor 25a. Conductor 26a is attached to conductor 25a via non-conductor 26b. Different voltages can be applied to conductor 25a, conductor 25b, and conductor 26a via power supply 31. FIG. In particular, the voltage applied to the conductor 26a is variable. The conductors 25a and 26a constitute a first surface 20a including a plurality of regions R, and the conductor 25b constitutes a second surface 20b. For example, the first surface 20a is set to a negative potential and the second surface 20b is set to a positive potential. As in this modified example, the plurality of regions R may not be provided on the same plane, and may be provided on two or more stacked planes.

また、例えば、第2の面20bの一部を導体で構成し、当該導体部分の面積を第1の面20aや第2の面20bの全体面積よりも小さくしてもよい。これにより、第1の面20aと第2の面20bとの電位を所望の値に維持し易くし得る。また、第2の面20bについても、第1の面20aと同様に、複数の領域に分割して電位を印加してもよい。 Also, for example, a part of the second surface 20b may be made of a conductor, and the area of the conductor portion may be smaller than the total area of the first surface 20a and the second surface 20b. This makes it easier to maintain the potentials of the first surface 20a and the second surface 20b at desired values. In addition, the second surface 20b may be divided into a plurality of regions and applied with a potential as in the case of the first surface 20a.

また、減速装置1の用途としてスペースデブリ2の減速率調整を例示したが、減速装置1の用途は他にも様々に考えられる。例えば、減速装置1は、人工衛星や惑星探査機などを対象物とし、人工衛星や惑星探査機などの減速率調整に使用されてもよい。 Further, although adjustment of the deceleration rate of the space debris 2 has been exemplified as an application of the reduction gear 1, various other applications of the reduction gear 1 are conceivable. For example, the deceleration device 1 may be used to adjust the deceleration rate of an artificial satellite, planetary probe, or the like as an object.

1 減速装置
2 スペースデブリ(対象物)
10 衛星本体(接地部)
11 制御装置
12 姿勢検出装置
20 膜部材
20a 第1の面
20b 第2の面
21 フレーム
22 支持部材
23 複数の膜片
23a 第1導体
23b 第2導体
23c 第3導体
23d 第1不導体
23e 第2不導体
23f 第1導体
23g 第2導体
23h 不導体
24 絶縁シート
25 基部
25a,25b 導体
25c 不導体
26 積層部
26a 導体
26b 不導体
30 帯電装置
31 電源
32 主ホット線
33 副ホット線
40 取付装置
41 捕獲機構
41a 把持部
41b 射出装置
41c テザー
41d 支持部材
42 固定具
200 膜部材
200a 第1の面
200b 第2の面
R 複数の領域
1 reduction gear 2 space debris (object)
10 satellite body (grounding part)
Reference Signs List 11 control device 12 attitude detection device 20 film member 20a first surface 20b second surface 21 frame 22 support member 23 multiple film pieces 23a first conductor 23b second conductor 23c third conductor 23d first nonconductor 23e second second Nonconductor 23f First conductor 23g Second conductor 23h Nonconductor 24 Insulating sheet 25 Base 25a, 25b Conductor 25c Nonconductor 26 Laminate 26a Conductor 26b Nonconductor 30 Charging device 31 Power source 32 Main hot line 33 Sub hot line 40 Mounting device 41 Capturing Mechanism 41a Grasping Part 41b Injection Device 41c Tether 41d Supporting Member 42 Fixing Tool 200 Membrane Member 200a First Surface 200b Second Surface R Multiple Areas

Claims (7)

宇宙空間で移動する対象物の減速率を調整可能な減速装置であって、
前記対象物に取り付けられるか、または前記対象物の一部を構成し、電気的に分離された複数の領域を含む第1の面を有する膜部材と、
前記膜部材と電気的に接続され、前記複数の領域のそれぞれを帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置による前記複数の領域のそれぞれへの印加電圧を制御する制御装置と
を備える、減速装置。
A deceleration device capable of adjusting the deceleration rate of an object moving in outer space,
a membrane member attached to or forming part of the object and having a first surface including a plurality of electrically isolated regions;
a charging device electrically connected to the film member and charging each of the plurality of regions;
and a control device that controls the voltage applied to each of the plurality of regions by the charging device.
前記膜部材は、前記複数の領域のそれぞれを構成する複数の膜片を有している、請求項1に記載の減速装置。 2. The reduction gear transmission according to claim 1, wherein said film member has a plurality of film pieces forming each of said plurality of regions. 前記膜部材の姿勢を検出する姿勢検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記姿勢検出装置で検出した前記膜部材の姿勢に応じて前記帯電装置を制御する、請求項1または請求項2に記載の減速装置。
further comprising an orientation detection device that detects the orientation of the membrane member;
3. The reduction gear transmission according to claim 1, wherein said control device controls said charging device according to the attitude of said film member detected by said attitude detection device.
前記膜部材は、前記第1の面と、前記第1の面と反対面の第2の面とを有し、
前記帯電装置は、前記第1の面と前記第2の面とを異なる電位に帯電可能であり、
前記制御装置は、前記第1の面を前記第2の面よりも所定の電位差だけ低い負電位に帯電させるように前記帯電装置を制御する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の減速装置。
The membrane member has the first surface and a second surface opposite to the first surface,
The charging device is capable of charging the first surface and the second surface to different potentials,
4. The charging device according to any one of claims 1 to 3, wherein said control device controls said charging device so as to charge said first surface to a negative potential lower than said second surface by a predetermined potential difference. Reducer as described.
前記膜部材は、
前記第1の面を構成する導電性材料からなる第1導体と、
前記第2の面を構成する導電性材料からなる第2導体と、
前記第1導体と前記第2導体との間に配置される導電性材料からなる第3導体と、
前記第1導体と前記第3導体との間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる第1不導体と、
前記第2導体と前記第3導体との間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる第2不導体と
を有している、請求項4に記載の減速装置。
The membrane member is
a first conductor made of a conductive material forming the first surface;
a second conductor made of a conductive material forming the second surface;
a third conductor made of a conductive material disposed between the first conductor and the second conductor;
a first non-conductor made of an insulating material or a dielectric material disposed between the first conductor and the third conductor;
5. The reduction gear transmission according to claim 4, further comprising: a second non-conductor made of an insulating material or a dielectric material and arranged between the second conductor and the third conductor.
前記膜部材は、
前記第1の面を構成する導電性材料からなる第1導体と、
前記第2の面を構成する導電性材料からなる第2導体と、
前記第1導体と前記第2導体との間に配置される絶縁体材料または誘電体材料からなる不導体と
を有している、請求項4に記載の減速装置。
The membrane member is
a first conductor made of a conductive material forming the first surface;
a second conductor made of a conductive material forming the second surface;
5. The reduction gear transmission according to claim 4, further comprising: a non-conductor made of an insulator material or a dielectric material arranged between the first conductor and the second conductor.
前記制御装置は、前記複数の領域のそれぞれを正電位に帯電させるように前記帯電装置を制御する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の減速装置。 4. The reduction gear transmission according to any one of claims 1 to 3, wherein said control device controls said charging device so as to charge each of said plurality of regions to a positive potential.
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