KR101899218B1 - system for space junk disposal - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 우주쓰레기 처리 시스템은, 전기공과 도선을 통해 연결되고, 상기 전기공을 우주쓰레기에 부착시킨 후, 추력을 이용해 상기 우주쓰레기를 처리하는 우주쓰레기 처리 장치; 및 상기 우주쓰레기 처리장치를 발사하는 인공위성;을 포함하되, 상기 우주쓰레기 처리 장치는, 상기 우주쓰레기와 전기공을 통해 결합한 이후에 외부로 입자를 방출하는 것을 통해 상기 우주쓰레기를 궤도 이탈시켜 처리하는 것을 특징으로 한다.A space garbage disposal system according to an embodiment of the present invention includes: a space garbage disposal apparatus connected to an electric hole through a wire, for attaching the electric hole to the space garbage and then treating the space garbage using thrust; And a satellite for emitting the space garbage disposal apparatus, wherein the space garbage disposal apparatus is configured to dispose the space garbage orbitally by discharging particles to the outside after being coupled to the space garbage through an electric hole .
Description
본 발명은 우주쓰레기 처리 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 전기공(우주쓰레기 처리장치와 연결된 발전 가능한 구 형태의 공)을 거대한 우주쓰레기에 부착시킨 후 우주쓰레기처리장치가 발생시키는 저항으로 속도를 감속시키고 궤도를 변화시켜 지구 대기권에 추락, 소멸하는 기능을 가진 우주쓰레기 처리 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a space garbage disposal system, and more particularly, to a space garbage disposal system in which an electric hole (a ball capable of generating electricity connected to a space garbage disposal device) And a function of changing the orbit to fall into the earth's atmosphere and extinction.
우주에는 인공위성 등 다양한 역할을 수행하는 인공물체들이 존재한다. 이러한 인공물체들은 용도 패기, 노후화의 따라 부스러기가 발생, 기술적 문제로 인한 폭발, 인공물체들 간의 상호충돌 등의 이유로 우주쓰레기를 발생시킨다. 우주 파편은 수십만 개에 달하며 자연 충돌에 의해 개수가 증가하는 자기 증식 단계에 돌입하고 있어 위험을 초래 할 가능성이 매우 크다. 우주 파편은 자연 낙하로 어느 정도 소멸되지만, 긴 세월을 요한다. 이에 각 국가에서는 우주 파편을 적극적으로 제거하는 방법이 개발 중이다. There are artificial objects in the universe that perform various roles such as satellites. These artificial objects generate space debris because of debris generated due to use, aging, explosion due to technical problems, mutual collision between artificial objects, and the like. There are hundreds of thousands of universe fragments and it is very likely that they are in danger of causing self-propagation as the number increases due to natural collisions. Space debris disappears to some extent by natural fall, but it takes a long time. Therefore, in each country, a method of actively removing space debris is under development.
US8851427B2의 처리방법은 태양돛과 유사한 전개 가능 한 물체를 활용, 우주쓰레기를 포획하여 처리하는 것이다. 이 방법은 우주환경에서 우주쓰레기 근처에서 안정적으로 실행 가능한 것인지에 대한 문제가 있다. The treatment of US8851427B2 involves capturing and treating space debris using a deployable object similar to a solar sail. There is a problem with this method whether it can be stably executed near the space debris in a space environment.
US8403269B2의 처리방법은 여러 층위로 구성된 탄소섬유 복합재료로 제작된 그물 덩어리로서 주변에서 올 수 있는 우주쓰레기를 차단하는 시설물이다. 각 층위의 격자의 크기는 안쪽으로 갈수록 섬세하기 때문에 다양한 크기와 방향에서 오는 우주쓰레기를 막을 수 있다. 하지만, 우주공간에서 그물이 펼쳐지는 것에는 기술적인 어려움이 있다. 또한 우주쓰레기의 자가 증식을 막는 근본적인 해답이 아니다.The treatment method of US8403269B2 is a net block made of a carbon fiber composite material composed of several layers, and is a facility for blocking the space waste that can come from the surroundings. The size of the grid at each level is delicately inward, so space debris from various sizes and directions can be prevented. However, there is a technical difficulty in spreading the net in outer space. It is also not a fundamental answer to prevent the self-reproduction of space debris.
US8657235B2의 처리방법은 저항 유도체를 분사하여 우주쓰레기의 운동에너지를 감속, 추락시키는 것이다. 이 방법은 우주쓰레기의 주 처리 대상인 대형 우주쓰레기에게 영향을 주기 어렵다. 또한 우주쓰레기 하나에 지속적인 힘을 가해주어서 처리하기 때문에 연료, 입자 시간적인 측면 등에서 비효율적이다.The treatment method of US8657235B2 is to spray the resistance derivative to slow down and collapse the kinetic energy of the space garbage. This method is difficult to affect large-scale space waste, which is the primary treatment of space waste. In addition, it is inefficient in terms of fuel, particle time, etc. because it is treated by applying constant force to one space debris.
US20120085869A1의 처리방법은 제거 위성에서 인위적으로 발생하는 전자기력에 의해 우주쓰레기의 궤도를 이탈시킨다. 하지만 현실적으로 우주쓰레기의 급걱한 이탈은 어려우며, 적용하기 위해서는 전자석의 성능이 좋아야한다.The processing method of US20120085869A1 releases the orbit of the space garbage by the electromagnetic force artificially generated in the removed satellite. In reality, however, it is difficult to escape unexpectedly from space debris, and the performance of the electromagnets must be good for the application.
앞서 설명한 특허들은 효율성이 떨어진다거나, 현실적으로 실행하는 것에 어려움이 있다는 등에 대한 문제가 있다. The above-mentioned patents have problems such as inefficiency, difficulty in realization, and the like.
본 발명은 앞서 설명한 문제점을 보완한 것으로서, 우주쓰레기와 제거위성 사이를 직접 연결하지 않은 채로 궤도와 속도에 영향을 주어 효율적으로 우주쓰레기를 처리하기 위한 우주쓰레기 처리 시스템을 제공하려는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a space garbage disposal system for effectively processing space waste by affecting orbits and speed without directly connecting space garbage and removal satellite.
본 발명의 일 실시예에 따른 우주쓰레기 처리 시스템은, 전기공과 도선을 통해 연결되고, 상기 전기공을 우주쓰레기에 부착시킨 후, 추력을 이용해 상기 우주쓰레기를 처리하는 우주쓰레기 처리 장치; 및 상기 우주쓰레기 처리장치를 발사하는 인공위성;을 포함하되, 상기 우주쓰레기 처리 장치는, 상기 우주쓰레기와 전기공을 통해 결합한 이후에 외부로 입자를 방출하는 것을 통해 상기 우주쓰레기를 궤도 이탈시켜 처리하는 것을 특징으로 한다.A space garbage disposal system according to an embodiment of the present invention includes: a space garbage disposal apparatus connected to an electric hole through a wire, for attaching the electric hole to the space garbage and then treating the space garbage using thrust; And a satellite for emitting the space garbage disposal apparatus, wherein the space garbage disposal apparatus is configured to dispose the space garbage orbitally by discharging particles to the outside after being coupled to the space garbage through an electric hole .
또한 상기 전기공은, 외부에 끈끈이 접착부를 포함하여 상기 우주쓰레기와 접착을 하도록 하며, 상기 우주쓰레기와 연결되어 있는 회전축이 회전하여 내부 고정되어있는 자석에 의하여 회전축 내의 코일 자속이 변화함으로써 전류를 유도하여 상기 우주쓰레기 처리 장치에 전하를 공급하는 것을 특징으로 한다.Further, the electric hole includes a sticky adhesive portion on the outside to adhere to the space garbage, and a rotating shaft connected to the space garbage rotates to induce a current by changing the magnetic flux in the rotating shaft by the magnet fixed internally And charges are supplied to the space garbage disposal apparatus.
또한 상기 우주쓰레기 처리장치는, 상기 전기공으로부터 제공되는 전하를 연결된 도선을 통해 전자총이 위치한 공간으로 보내고 상기 전자총을 통해 발사하여 내부의 자기장이 걸린 D관을 이동하게 하며, D관을 이동한 뒤 다시 상기 전자총이 위치한 공간으로 회귀시켜 상기 전자총으로부터 추가적으로 발사되는 전자들과 결합시키는 것을 특징으로 한다.Also, the space garbage disposal apparatus sends charges provided from the electric holes to the space where the electron gun is located through the connected lead wires, and launches the space through the electron gun to move the D tube in which the internal magnetic field is applied. After moving the D tube, And returns to the space in which the electron gun is located to be coupled with electrons which are additionally emitted from the electron gun.
또한 상기 우주쓰레기 처리장치는, 상기 D관을 이동하는 전자가 상기 전자총이 위치한 공간으로 회귀하기 직전에 그 일부를 외부로 방출해 상기 우주쓰레기와 결합된 상기 우주쓰레기 처리장치에 추력을 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the space garbage disposal apparatus discharges a part of the electrons moving in the D tube to the space immediately before returning to the space where the electron gun is located, thereby providing thrust to the space garbage disposing apparatus combined with the space garbage .
본 발명에 따른 우주쓰레기 처리 시스템에 의하면, 효율적으로 우주쓰레기를 처리할 수 있는 장점을 가진다.The space garbage disposal system according to the present invention has an advantage in that space waste can be efficiently treated.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 전체 시스템도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기공을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 우주쓰레기 처리장치를 나타낸다.
도 6은 도 5를 좀 더 구체적으로 설명하려는 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기공을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명을 전체적으로 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a whole system diagram for explaining an embodiment of the present invention. Fig.
2 is a cross-sectional view of an artificial satellite according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views showing an electric hole according to an embodiment of the present invention.
5 shows a space garbage disposal apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining FIG. 5 in more detail.
7 and 8 are views showing an electric hole according to another embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining the entirety of the present invention.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Specific structural and functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed herein are for illustrative purposes only and are not to be construed as limitations of the scope of the present invention. And should not be construed as limited to the embodiments set forth herein or in the application.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 전체 시스템도를 나타낸다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 shows a whole system diagram for explaining an embodiment of the present invention. Fig.
도 1을 참고하면, 본 발명은 우주쓰레기(400)에 직접적으로 부착되는 전기공(200)과 이와 도선으로 연결되어있는 우주쓰레기 처리장치(300)에 상호작용으로 우주쓰레기(400)를 처리하는데 목적을 두고 있다.1, the present invention relates to a method for processing a
본 발명은 우주쓰레기(400)와 연결된 우주쓰레기처리장치(300)가 만들어내는 자기력과 추진력에 의하여 우주쓰레기(400)의 속도를 감속, 대기권에 소멸시키는데 목적을 두고 있다.The object of the present invention is to reduce the speed of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)의 단면도를 나타내는 도면이다. 상기 인공위성은 발사장치(120)를 통해 발사될 우주쓰레기 처리장치(110)가 구비되고, 여분의 우주쓰레기 처리장치(130)가 도시되어 추후에 마찬가지로 발사될 수 있다. 태양전지(140)가 추가적으로 도시된다.2 is a sectional view of an
도 3, 도 4, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기공을 나타내는 도면이다.FIGS. 3, 4, 7, and 8 are views showing an electric hole according to an embodiment of the present invention.
도 3, 도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 전기공은 발전과 접착이 주목적이며 우주쓰레기의 동축 회전 여부의 따라 도 3 내지 도 8로 나뉜다. 도 3, 도 4, 도 7 및 도 8을 참고하면, 전기를 생산하는 전기공(200)을 나타낸 것으로 우주쓰레기(400)에 직접적으로 접촉하는 공을 나타낸다. 3, FIG. 4, FIG. 7, and FIG. 8 are classified into FIG. 3 to FIG. 8 depending on the coaxial rotation of the space waste. Referring to FIGS. 3, 4, 7, and 8, an
상기 전기공(200)은 접착물질(230)이 면의 형태로 구비되어있기 때문에 동축 회전에 의한 영향을 받지 않는다. The
전기공(200)은 상기 인공위성(100)에서 발사되어 우주쓰레기(400)에 도달한다. 우주쓰레기(400)에 도달한 전기공(200)은 접착면(230)이 우주쓰레기(400)가 부착되게 된다.The
도 3,4의 동축회전을 하는 우주쓰레기(400)의 경우 우주쓰레기(400)에 접착된 전기공(200)이 우주쓰레기(400)가 턴(turn) 하는 힘을 이용하여서 발전을 한다.In the case of the
자세제어장치(270)는 동축회전의 맞추어 회전축이 돌아갈 수 있게 한다. The
우주쓰레기와 접착하는 접착면(230)과 연결되어 있는 회전축-코일(240)포함-이 회전하므로 고정되어있는 자석(250,260)에 의하여 코일(240) 내의 자속이 변화하게 되고 이에 전류가 유도된다.The magnetic flux in the
볼베어링(210)을 사용하여 접착면(230), 회전축, 코일(240)로 이루어진 내부 축은 우주쓰레기(400)의 동축회전의 영향을 받고 자석이 부착되어있는 외부 축은 고정된 상태를 유지 하게 할 수 있다.The inner shaft formed of the
도 7,8의 경우는 도 3,4과 또 다른 구조이다. 플랙시블 태양광(280)이 전기공(200)에 부착되고, 상기 태양광(280)을 통해 발전을 할 수 있도록 한다. 전기공(200)은 도선(360)을 통해 우주쓰레기처리장치(300)와 연결되어있으며 자세제어시스템(310)에 의하여 도선(360)은 우주쓰레기(400)와 엉키지 않게 한다.Figs. 7 and 8 are different from Figs. The flexible
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 우주쓰레기 처리장치를 나타낸다.5 shows a space garbage disposal apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 우주쓰레기 감속의 주 목적을 두고 있는 것인데 자기력(ex. 로렌츠 힘)과 이온엔진과 같은 추진력을 이용한다. 도 3과 도 5를 참고하면, 도 3의 전기공(200)은 도 5의 우주쓰레기처리장치(300)와 연결된다.Referring to FIG. 5, the main object of the deceleration of space waste is the driving force such as the magnetic force (Lorentz force) and the ion engine. Referring to FIGS. 3 and 5, the
도 5 및 도 9의 우주쓰레기 처리장치(300)은 우주쓰레기의 감속이 목적인 만큼 우주쓰레기(400)의 진행방향과 반대 방향으로 저항을 가할 수 있도록 하며, 이를 위해 자세제어시스템(310)이 동작할 수 있다. 이를 통해 우주쓰레기를 궤도 이탈시켜 대기권으로 떨어뜨리도록 한다.5 and FIG. 9, the space
상기 자세제어시스템(310)은 상기 우주쓰레기 처리장치(300)의 상부에 위치하면서 도선(360)으로 연결되어 있다.The
전자총(370)에 의해 방출된 전자는 입자공간(380)을 거쳐 D관(340)을 이동하여 다시 입자공간(380)으로 진입하고, 전자는 D관(340) 이동시에 자기력에 의해 이동될 수 있다.The electrons emitted by the
도 6은 도 5를 좀 더 구체적으로 설명하려는 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining FIG. 5 in more detail.
도 6을 참고하면, 본 발명은 도 3 또는 도 7의 방법을 가지는 전기공을 통해 얻은 에너지를 이용해 전자총(370)을 사용한다. 전자총(370)에 의하여 전자가 가속되어 방출되면 전극(320)에 의하여 전자가 한차례 더 가속된다.Referring to FIG. 6, the present invention uses an
가속된 전자는 전자수집기(방출된 전자를 모으는 역할을 하는 예컨대, wehnelt cylinder, 371)로 모인 후 D관(340)을 통과하게 된다. 이때 자기장을 통해 전자의 방향이 조정될 수 있다.The accelerated electrons are collected by an electron collector (e.g., a
D관(340)에서의 자기장 안에서 전자는 로렌츠 힘을 받아 움직인다. In the magnetic field in the
전자는 도 9에서와 같이 전자총이 있는 입자공간(380)으로 집속된 후 전자총(370)에서 새로 발사되는 전자와 어우러져 다시 가속된다. 여기서 입자공간(380)으로 집속 전에 우주쓰레기 처리장치(300)의 이온엔진과 같은 추진을 위해 입자가 외부로 발사될 수 있으며, 이를 통해 우주쓰레기 처리장치(300)가 우주쓰레기에 저항을 가하거나 이동시킬 수 있다. 이때 이온엔진과 같은 추진을 위해 음이온 입자가 외부 발사되거나 설계변경을 통해 아르곤이나 제논을 위치시켜 이를 때리면서 생기는 양이온을 외부 발사시켜 추진력을 얻도록 할 수도 있다.The electrons are converged into the
입사하는 속도가 빠르고 전하량이 많으며 자기장이 셀수록 로렌츠힘은 커진다. 본 발명의 경우 전자는 계속 축적되고 입사속도는 증가된다.The Lorentz force increases as the magnetic field becomes faster. In the present invention, the electrons continue to accumulate and the incident velocity increases.
즉 본 발명의 우주쓰레기처리장치(300)는 도선과 전자의 작용하는 로렌츠힘과 전자와 같은 입자를 방출하여서 얻은 추력으로 우주쓰레기(400)를 처리하도록 한다. That is, the space
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
Claims (4)
상기 우주쓰레기 처리장치를 발사하는 인공위성;을 포함하되,
상기 우주쓰레기 처리 장치는,
상기 우주쓰레기와 전기공을 통해 결합한 이후에 외부로 입자를 방출하는 것을 통해 상기 우주쓰레기를 궤도 이탈시켜 처리하고,
상기 전기공은,
외부에 끈끈이 접착부를 포함하여 상기 우주쓰레기와 접착을 하도록 하며,
상기 우주쓰레기와 연결되어 있는 회전축이 회전하여 내부 고정되어있는 자석에 의하여 회전축 내의 코일 자속이 변화함으로써 전류를 유도하여 상기 우주쓰레기 처리 장치에 전하를 공급하는 것을 특징으로 하는 우주쓰레기 처리 시스템.A space garbage disposal apparatus connected to an electrician through a lead wire and attaching the electric hole to the space garbage and then treating the space garbage using a thrust; And
And a satellite for emitting the space garbage disposal apparatus,
The space garbage disposal apparatus includes:
Wherein the space garbage is coupled to the space garbage through an electric hole,
In the electric hole,
The outer space including a sticky adhesive portion to adhere to the space garbage,
Wherein the rotating shaft connected to the space garbage rotates to change the magnetic flux of the coil in the rotating shaft by an internally fixed magnet, thereby inducing a current to supply electric charge to the space garbage disposing device.
상기 우주쓰레기 처리장치는,
상기 전기공으로부터 제공되는 전하를 연결된 도선을 통해 전자총이 위치한 공간으로 보내고 상기 전자총을 통해 발사하여 내부의 자기장이 걸린 D관을 이동하게 하며, D관을 이동한 뒤 다시 상기 전자총이 위치한 공간으로 회귀시켜 상기 전자총으로부터 추가적으로 발사되는 전자들과 결합시키는 것을 특징으로 하는 우주쓰레기 처리 시스템.The method according to claim 1,
The space garbage disposal apparatus includes:
The electric charge provided from the electric hole is transmitted to the space in which the electron gun is located through the connected lead wire and fired through the electron gun to move the D tube having the magnetic field therein and return to the space where the electron gun is located after moving the D tube And combines with the electrons further fired from the electron gun.
상기 우주쓰레기 처리장치는,
상기 D관을 이동하는 전자가 상기 전자총이 위치한 공간으로 회귀하기 직전에 그 일부를 외부로 방출해 상기 우주쓰레기와 결합된 상기 우주쓰레기 처리장치에 추력을 제공하는 것을 특징으로 하는 우주쓰레기 처리 시스템.The method of claim 3,
The space garbage disposal apparatus includes:
Immediately before returning to the space in which the electron gun is located, electrons moving in the D tube discharge a part of the space to the outside to provide thrust to the space garbage disposing device combined with the space garbage.
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