RU2574366C2

RU2574366C2 - Space garbage remover and space garbage removal procedure

Info

Publication number: RU2574366C2
Application number: RU2014122190/11A
Authority: RU
Inventors: Юкихито КИТАДЗАВА; Арицуне КАВАБЕ; Кодзуе ХАСИМОТО; Мицухару СОНЕХАРА; Масару УДЗИ; Синья МОРИТА; Кацуаки НОМУРА; Аюми НАКАНИСИ
Original assignee: АйЭйчАй КОРПОРЕЙШН; АйЭйчАй АЭРОСПЕЙС КО., ЛТД.
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2016-02-10

Abstract

FIELD: aircraft engineering.

SUBSTANCE: claimed invention can be used for removal of space refuse fragments. Claimed remover of garbage in random somersault comprises the case with buffer material, locking tenons, propulsor plant, gripper with the harpoon, device for space garbage motion observation, gripping position and gripping orientation computation. The harpoon comprises sharpened end section with toothed part, lock part, jet propulsive force generator for harpoon ejection, wire for coupling of said harpoon with said case and wire winder. Space garbage remover is placed ion orbit. Space garbage remover is docked with space garbage. Space garbage displacement and observation procedures are executed. Gripping position and orientation are computed. Space garbage remover is displaced to gripping position and the gripping is oriented. Space garbage remover is brought lose to the space garbage to launch the harpoon to the hollow fragment of the garbage. Space garbage remover and space garbage are coupled, space garbage is locked and decelerated by means of appropriate halyard.

EFFECT: simplified attachment of the brake to space garbage.

16 cl, 36 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

[0001] Настоящее изобретение относится к устройству уборки космического мусора и к способу уборки космического мусора и относится, в частности, к устройству уборки космического мусора и способу уборки космического мусора, которые подходят для уборки относительно крупного по размеру космического мусора, такого как использованный спутник или ракета, вращающиеся по орбите вокруг Земли.[0001] The present invention relates to a space debris cleaning device and a space debris cleaning method, and relates in particular to a space debris cleaning device and a space debris cleaning method that are suitable for cleaning relatively large space debris, such as a satellite used or rocket orbiting around the earth.

Уровень техникиState of the art

[0002] В настоящее время, спутники для различных целей, такие как военные спутники, спутники связи, научные спутники, спутники наблюдения и навигационные спутники вращаются по орбитам вокруг Земли. Когда спутники отказывают и становятся нефункциональными или заканчивается их эксплуатация и достигается конец их срока службы, спутники зачастую остаются на орбите, как они есть, и становятся космическим мусором. Также, обломки ракеты или т.п., использованной для запуска спутника или т.п., также остаются на орбите в качестве космического мусора. В настоящее время несколько тысяч фрагментов космического мусора и других фрагментов находятся на орбите, и началась фаза самовоспроизводства, в которой число фрагментов увеличивается за счет обычных столкновений. Для того чтобы прекратить самовоспроизводство космического мусора, по меньшей мере, около 5 фрагментов космического мусора необходимо убирать ежегодно. Космический мусор притягивается земной гравитацией и падает и, в конечном счете, исчезает, однако, падение под действием гравитации требует многих лет и является неэффективным. Таким образом, способ для положительной уборки космического мусора уже предложен (например, см. патентный документ 1 и патентный документ 2).[0002] Currently, satellites for various purposes, such as military satellites, communication satellites, scientific satellites, observation satellites, and navigation satellites rotate in orbits around the Earth. When the satellites fail and become non-functional or their operation ends and the end of their service life is reached, the satellites often remain in orbit, as they are, and become space debris. Also, fragments of a rocket or the like used to launch a satellite or the like also remain in orbit as space debris. Currently, several thousand fragments of space debris and other fragments are in orbit, and the phase of self-reproduction has begun, in which the number of fragments increases due to ordinary collisions. In order to stop the self-reproduction of space debris, at least about 5 fragments of space debris must be removed annually. Space debris is attracted by Earth's gravity and falls and, ultimately, disappears, however, falling under the influence of gravity takes many years and is ineffective. Thus, a method for positively cleaning space debris has already been proposed (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).

[0003] В способе уборки космического мусора, описанном в патентном документе 1, устройство получения давления для получения точного количества атмосферы и давления излучения солнечного света конфигурируется посредством круглого или многоугольного пленочного материала, и присоединяя устройство получения давления к космическому мусору, уже находящемуся на орбите в космосе, или к космическому кораблю, который должен быть запущен впоследствии, посредством троса, важная орбита защищается посредством падения на землю или изменения орбиты космического мусора или космического корабля после использования. Для прикрепления устройства получения давления используется способ управления гарпуном или способ прикрепления устройства получения давления роботизированной рукой.[0003] In the space debris cleaning method described in Patent Document 1, a pressure generating device for obtaining an accurate amount of atmosphere and solar radiation radiation pressure is configured using a round or polygonal film material, and attaching a pressure receiving device to space debris already in orbit in space, or to a spaceship that should be launched subsequently by means of a cable, an important orbit is protected by falling to the ground or changing the orbit to nomic garbage or spacecraft after use. To attach the pressure receiving device, a harpoon control method or a method for attaching the pressure receiving device with a robotic arm is used.

[0004] В способе уборки космического мусора, описанном в патентном документе 2, используется устройство фала для изменения орбиты космического мусора, включающее в себя проводящий фал, который прикрепляется к космическому мусору, такому как сломанный спутник или обломок спутника или т.п. и получает усилие изменения орбиты космического мусора посредством электромагнитного взаимодействия с геомагнитным полем, устройство фала для изменения орбиты космического мусора включает в себя механизм захвата, который может захватывать структурную часть космического мусора и механизм фала, соединенный с механизмом захвата и растяжимым образом удерживающий фал, и после захвата космического мусора механизмом захвата, фал растягивается механизмом фала, роботизированная рука отделяется, и устройство фала для изменения орбиты космического мусора сбрасывается вместе с космическим мусором.[0004] The space debris cleaning method described in Patent Document 2 uses a halyard device for changing the orbit of space debris, including a conductive halyard that attaches to space debris, such as a broken satellite or satellite fragment or the like. and receives the force to change the orbit of space debris through electromagnetic interaction with the geomagnetic field, the halyard device for changing the orbit of space debris includes a capture mechanism that can capture the structural part of space debris and a halyard mechanism connected to the capture mechanism and holding the halyard in extensible manner, and after space debris capture by the capture mechanism, the halyard is stretched by the halyard mechanism, the robotic arm is detached, and the halyard device to change the space’s orbit eskogo garbage dumped along with debris.

Документы предшествующего уровня техникиBackground Documents

Патентные документыPatent documents

[0005] Патентный документ 1: Опубликованная заявка на патент Японии №2010-285137.[0005] Patent Document 1: Published Japanese Patent Application No. 2010-285137.

Патентный документ 2: Патент Японии №3809524.Patent Document 2: Japanese Patent No. 3809524.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Проблемы, решаемые изобретениемProblems Solved by the Invention

[0006] Сейчас космический мусор, как правило, движется по орбите, в то же время испытывая беспорядочное вращательное движение (кувыркающееся движение). Следовательно, то, как тормозное устройство, такое как устройство получения давления или устройство фала должно прикрепляться к такому космическому мусору, испытывающему кувыркающееся движение, становится проблемой. В частности, при использовании роботизированной руки необходимо предохранять роботизированную руку от столкновения с космическим мусором, и управление усложняется. Однако этот момент недостаточно рассмотрен в способах уборки космического мусора, описанных в патентном документе 1 и патентном документе 2.[0006] Now space debris, as a rule, moves in orbit, while at the same time experiencing a random rotational motion (somersault motion). Therefore, how a braking device such as a pressure receiving device or a halyard device must be attached to such space debris experiencing somersault becomes a problem. In particular, when using a robotic arm, it is necessary to protect the robotic arm from collision with space debris, and control is complicated. However, this point is not sufficiently considered in space debris cleaning methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2.

[0007] Настоящее изобретение было реализовано, принимая во внимание проблемы, и имеет целью предоставление устройства уборки космического мусора и способа уборки космического мусора, представляющих возможность легко прикреплять тормозное устройство к космическому мусору, испытывающему кувыркающееся движение.[0007] The present invention has been realized in view of the problems, and aims to provide a space debris cleaning device and a space debris cleaning method that makes it possible to easily attach a braking device to space debris experiencing tumbling.

Средство решения проблемProblem Solver

[0008] Согласно настоящему изобретению, предлагается устройство уборки космического мусора, которое убирает космический мусор, испытывающий беспорядочное кувыркающееся движение, с орбиты посредством захвата и торможения космического мусора, включающее в себя двигательную установку для выполнения управления причаливанием и ориентацией на целевой мусор, который является космическим убираемым мусором, устройство захвата, имеющее гарпун, который может выбрасываться к целевому мусору, устройство наблюдения для наблюдения за движением целевого мусора и вычисления положения захвата и ориентации захвата, в которой гарпун может быть выпущен в полый фрагмент целевого мусора, тормозное устройство, непосредственно или опосредованно соединенное с гарпуном, для торможения целевого мусора, и корпусную часть, на которой двигательная установка, устройство захвата, устройство наблюдения и тормозное устройство устанавливаются.[0008] According to the present invention, there is provided a space debris cleaning device that removes space debris experiencing a random tumbling movement from orbit by trapping and braking space debris, including a propulsion system for controlling mooring and orientation to target debris, which is space debris recyclable debris, a capture device having a harpoon that can be thrown to the target debris, a monitoring device for monitoring the movement of the target debris and calculating the position of the capture and orientation of the capture, in which the harpoon can be released into a hollow fragment of the target debris, a brake device directly or indirectly connected to the harpoon to brake the target debris, and the body part on which the propulsion system, capture device, device surveillance and braking device are installed.

[0009] Гарпун может включать в себя заостренную концевую часть, имеющую зубчатую часть, которая может зацепляться с целевым мусором, стопорную часть, которая должна находиться в контакте с поверхностью целевого мусора, часть формирования реактивной движущей силы для выброса гарпуна и провод для соединения гарпуна с корпусной частью.[0009] The harpoon may include a pointed end portion having a gear portion that can engage with the target debris, a retainer portion that must be in contact with the surface of the target debris, a reactive driving force generating portion for ejecting the harpoon, and a wire for connecting the harpoon to body part.

[0010] Зубчатая часть может быть выполнена с возможностью закрывания при прохождении через целевой мусор и раскрываться после прохождения через целевой мусор.[0010] The gear portion may be configured to close when passing through the target debris and open after passing through the target debris.

[0011] Гарпун может быть сконфигурирован так, что предусматривается упругий корпус, расположенный так, чтобы закрывать заостренную концевую часть на передней поверхности стопорной части, и за счет сжимания упругого корпуса между поверхностью целевого мусора и стопорной частью, когда заостренная концевая часть зацепляется с целевым мусором, разбрасывание отломанных фрагментов, сформировавшихся при прохождении гарпуна насквозь, подавляется.[0011] The harpoon can be configured to provide an elastic body positioned to close the pointed end portion on the front surface of the stopper portion, and by compressing the elastic body between the surface of the target debris and the stopper portion when the pointed end portion engages with the target debris , the scattering of broken off fragments formed during the passage of the harpoon through is suppressed.

[0012] Множество заостренных концевых частей может быть расположено на поверхности стопорной части, и каждая из заостренных концевых частей может быть выполнена с возможностью втягивания при упирании в местоположение, в котором заостренная концевая часть не может проникнуть через поверхность целевого мусора.[0012] A plurality of pointed end parts may be located on the surface of the retainer part, and each of the pointed end parts may be retractable upon abutting to a location where the pointed end part cannot penetrate the surface of the target debris.

[0013] Устройство намотки провода, выполненное с возможностью наматывания провода, может быть предусмотрено, и, наматывая провод после зацепления заостренной концевой части с целевым мусором, корпусная часть может быть близко подведена к целевому мусору.[0013] A wire winding device configured to wind the wire can be provided, and by winding the wire after the pointed end portion engages with the target debris, the body portion can be brought close to the target debris.

[0014] Буферный материал для смягчения удара при близком подведении корпусной части к целевому мусору может быть расположен на корпусной части.[0014] Buffer material to mitigate impact when the hull is brought close to the target debris can be located on the hull.

[0015] Может быть предусмотрено множество фиксирующих лапок, расположенных с возможностью вращения в корпусной части, и после того как корпусная часть близко подводится к целевому мусору, фиксирующие лапки могут быть развернуты, чтобы прикреплять корпусную часть к целевому мусору, и движение целевого мусора может быть подавлено с помощью двигательной установки.[0015] A plurality of locking tabs arranged to rotate in the body portion can be provided, and after the housing portion is brought close to the target debris, the locking tabs can be deployed to attach the housing portion to the target debris, and the movement of the target debris can be suppressed by a propulsion system.

[0016] Множество устройств захвата могут быть расположены на корпусной части.[0016] A plurality of gripping devices may be located on the body portion.

[0017] Тормозное устройство может включать в себя проводящий фал, который должен быть сброшен в космос, и дальнюю концевую часть, расположенную на дальнем конце проводящего фала и снабженную средством формирования реактивной движущей силы для формирования реактивной движущей силы.[0017] The braking device may include a conductive halyard to be dropped into space, and a distal end portion located at the distal end of the conductive halyard and provided with reactive driving force generating means for generating a reactive driving force.

[0018] Тормозное устройство может включать в себя проводящий фал, который должен быть сброшен в пространство, дальнюю концевую часть, расположенную на дальнем конце проводящего фала и снабженную средством формирования реактивной движущей силы для формирования реактивной движущей силы, и разъем для присоединения заднего конца проводящего фала к проводу, и провод может соединяться с корпусной частью через проводящий фал и дальнюю концевую часть.[0018] The braking device may include a conductive halyard, which must be dropped into a space, a distal end portion located at the distal end of the conductive halyard and provided with means for generating a reactive driving force to generate a reactive driving force, and a connector for attaching a rear end of the conductive halyard to the wire, and the wire can be connected to the body part through a conductive halyard and a distal end part.

[0019] Проводящий фал может быть присоединен так, чтобы отделяться от корпусной части. Также, дальняя концевая часть может быть сконфигурирована посредством корпусной части.[0019] The conductive halyard may be attached so as to separate from the body portion. Also, the distal end portion may be configured by the body portion.

[0020] Также, согласно настоящему изобретению, предоставляется способ уборки космического мусора, который убирает космический мусор, испытывающий беспорядочное кувыркающееся движение, с орбиты посредством захвата и торможения космического мусора, включающий в себя процесс вывода на орбиту для вывода устройства уборки космического мусора на орбиту целевого мусора, который является космическим убираемым мусором, процесс приближения для совершения приближения устройства уборки космического мусора к целевому мусору, процесс наблюдения и перемещения для наблюдения движения целевого мусора после того, как устройство уборки космического мусора достигает положения наблюдения, вычисления положения захвата и ориентации захвата, в которой гарпун может быть выпущен в целевой мусор, и перемещения устройства уборки космического мусора в положение захвата и ориентацию захвата, процесс захвата для выпуска гарпуна в целевой мусор и соединения устройства уборки космического мусора и целевого мусора и процесс торможения для торможения целевого мусора устройством уборки космического мусора.[0020] Also, according to the present invention, there is provided a space debris cleaning method that removes space debris experiencing a random tumbling movement from orbit by trapping and braking space debris, including a process of putting into orbit to bring a space debris cleaning device into orbit of a target debris, which is space recyclable debris, an approximation process for making a space debris cleaning device approach a target debris, a monitoring process and moving to observe the movement of the target debris after the space debris cleaning device reaches the observation position, calculating the capture position and the capture orientation in which the harpoon can be released into the target debris, and moving the space debris cleaning device to the capture position and the capture orientation, capture process for releasing the harpoon into the target debris and connecting the space debris cleaning device and the target debris and the braking process for braking the target debris with the space cleaning device wow garbage.

[0021] Процесс захвата может включать в себя процесс близкого подведения для наматывания провода, соединенного с гарпуном, после того как гарпун выпущен в целевой мусор, и близкого подведения устройства уборки космического мусора к целевому мусору.[0021] The capture process may include a close-up process for winding a wire connected to the harpoon after the harpoon has been released into the target debris, and close bringing the space debris harvesting device to the target debris.

[0022] Процесс захвата может включать в себя процесс фиксации для развертывания фиксирующих лапок, расположенных на устройстве уборки космического мусора, и связывания с целевым мусором, после того как устройство уборки космического мусора близко подведено к целевому мусору, и процесс подавления движения для подавления движения целевого мусора посредством двигательной установки, расположенной в устройстве уборки космического мусора.[0022] The capture process may include a locking process for deploying the locking tabs located on the space debris cleaning device and binding to the target debris after the space debris cleaning device is brought close to the target debris, and a motion suppression process to suppress the movement of the target debris through a propulsion system located in the space debris cleaning device.

[0023] Процесс наблюдения и перемещения может вычислять положение захвата и ориентацию захвата так, чтобы выпустить гарпун в полый фрагмент целевого мусора.[0023] The monitoring and moving process can calculate the position of the capture and the orientation of the capture so as to release the harpoon into the hollow fragment of the target debris.

[0024] Процесс торможения может быть процессом торможения целевого мусора посредством сброса проводящего фала из устройства уборки космического мусора в космос.[0024] The braking process may be a process of braking target debris by dropping a conductive halyard from a space debris harvesting device into space.

Преимущества изобретенияAdvantages of the Invention

[0025] Согласно устройству уборки космического мусора и способу уборки космического мусора настоящего изобретения, выполняя приближение устройства уборки космического мусора к целевому мусору, вычисляя положение захвата и ориентацию захвата, в которой гарпун может быть выпущен в целевой мусор, выпуская гарпун и затем затормаживая целевой мусор, орбита целевого мусора изменяется, и целевой мусор может быть вынужден падать на Землю и исчезать. Также, гарпун может быть выпущен из положения далеко от целевого мусора, и даже когда целевой мусор испытывает кувыркающееся движение, целевой мусор может быть захвачен в состоянии, когда устройство уборки космического мусора и целевой мусор не сталкиваются, и тормозное устройство может быть легко прикреплено.[0025] According to the space debris cleaning device and the space debris cleaning method of the present invention, by moving the space debris cleaning device closer to the target debris, calculating the capture position and the capture orientation in which the harpoon can be released into the target debris, releasing the harpoon and then braking the target debris , the orbit of the target debris changes, and the target debris may be forced to fall to Earth and disappear. Also, the harpoon can be released from a position far from the target debris, and even when the target debris experiences a tumbling movement, the target debris can be captured in a state where the space debris cleaner and the target debris do not collide, and the brake device can be easily attached.

[0026] Также, посредством близкого подведения устройства уборки космического мусора к захваченному целевому мусору, провод, соединенный с гарпуном, легко не наматывается вокруг целевого мусора, испытывающего кувыркающееся движение, и рабочее состояние тормозного устройства может быть стабилизировано. Дополнительно, прикрепляя устройство уборки космического мусора к целевому мусору посредством фиксирующих лапок, кувыркающееся движение целевого мусора может быть подавлено с помощью двигательной установки, и рабочее состояние тормозного устройства может быть более стабилизировано.[0026] Also, by bringing the space debris cleaning device close to the captured target debris, the wire connected to the harpoon does not easily wrap around the target debris experiencing tumbling, and the working state of the braking device can be stabilized. Additionally, by attaching the space debris cleaning device to the target debris by means of the fixing tabs, the tumbling movement of the target debris can be suppressed by the propulsion system, and the operating state of the braking device can be more stabilized.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

[0027] Фиг. 1 представляет собой общий схематичный чертеж, иллюстрирующий процессы от процесса вывода на орбиту до процесса захвата способа уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.[0027] FIG. 1 is a general schematic drawing illustrating processes from an orbiting process to a capture process of a space debris cleaning method according to a first embodiment of the present invention.

Фиг. 2 представляет собой общий схематичный чертеж, иллюстрирующий процесс торможения способа уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 2 is a general schematic drawing illustrating the braking process of a space debris harvesting method according to a first embodiment of the present invention.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую способ уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 3 is a flowchart illustrating a space debris cleaning method according to a first embodiment of the present invention.

Фиг. 4 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую модификацию способа уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 4 is a flowchart illustrating a modification of a space debris cleaning method according to a first embodiment of the present invention.

Фиг. 5 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид спереди, а (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг. 5(a).FIG. 5 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention, (a) illustrates a front view, and (b) illustrates a cross-sectional view BB of FIG. 5 (a).

Фиг. 6 представляет собой схему, иллюстрирующую устройство захвата, (а) иллюстрирует общий схематичный чертеж, (b) иллюстрирует перспективный вид гарпуна, (с) иллюстрирует первую модификацию гарпуна, (d) иллюстрирует вторую модификацию гарпуна, а (е) иллюстрирует третью модификацию гарпуна.FIG. 6 is a diagram illustrating a gripping device, (a) illustrates a general schematic drawing, (b) illustrates a perspective view of a harpoon, (c) illustrates a first modification of a harpoon, (d) illustrates a second modification of a harpoon, and (e) illustrates a third modification of a harpoon.

Фиг. 7 представляет собой схему, иллюстрирующую модификацию гарпуна, (а) иллюстрирующую четвертую модификацию, (b) иллюстрирующую пятую модификацию, (с) иллюстрирующую шестую модификацию и (d) иллюстрирующую седьмую модификацию.FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of a harpoon, (a) illustrating a fourth modification, (b) illustrating a fifth modification, (c) illustrating a sixth modification, and (d) illustrating a seventh modification.

Фиг. 8 представляет собой схему, иллюстрирующую состояние хранения гарпуна, (а) иллюстрирующую схематичный чертеж, когда он включает в себя устройство намотки провода, а (b) иллюстрирующую схематичный чертеж, когда он не включает в себя устройство намотки провода.FIG. 8 is a diagram illustrating a storage state of a harpoon, (a) illustrating a schematic drawing when it includes a wire winder, and (b) illustrating a schematic drawing when it does not include a wire winding device.

Фиг. 9 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид спереди, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг. 9(а) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования.FIG. 9 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention, (a) illustrates a front view, (b) illustrates a cross-sectional view BB of FIG. 9 (a) and (c) illustrates a schematic drawing illustrating a state of use.

Фиг. 10 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид в поперечном разрезе, а (b) иллюстрирует вид спереди.FIG. 10 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a third embodiment of the present invention, (a) illustrates a cross-sectional view, and (b) illustrates a front view.

Фиг. 11 представляет собой схематичный вид, иллюстрирующий фиксирующие лапки, (а) иллюстрирует первый пример, (b) иллюстрирует второй пример и (с) иллюстрирует третий пример.FIG. 11 is a schematic view illustrating the locking tabs, (a) illustrates a first example, (b) illustrates a second example, and (c) illustrates a third example.

Фиг. 12 представляет собой блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую часть способа уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 12 is a flowchart illustrating part of a space debris cleaning method according to a third embodiment of the present invention.

Фиг. 13 представляет собой общий схематичный чертеж, иллюстрирующий процесс торможения способа уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 13 is a general schematic drawing illustrating a braking process of a space debris cleaning method according to a third embodiment of the present invention.

Фиг. 14 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид сзади, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг. 14(а) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования.FIG. 14 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, (a) illustrates a rear view, (b) illustrates a cross-sectional view BB of FIG. 14 (a) and (c) illustrates a schematic drawing illustrating a state of use.

Фиг. 15 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид сзади, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг. 15(а) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования.FIG. 15 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, (a) illustrates a rear view, (b) illustrates a cross-sectional view BB of FIG. 15 (a) and (c) illustrates a schematic drawing illustrating a state of use.

Фиг. 16 представляет собой схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид сзади, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг. 16(а) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования.FIG. 16 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, (a) illustrates a rear view, (b) illustrates a cross-sectional view BB of FIG. 16 (a) and (c) illustrates a schematic drawing illustrating a state of use.

Предпочтительный вариант осуществления изобретенияPreferred Embodiment

[0028] Далее в данном документе с помощью фиг. 1-16 будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Здесь, фиг. 1 - это общий схематичный чертеж, иллюстрирующий процессы от процесса вывода на орбиту до процесса захвата способа уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 - это общий схематичный чертеж, иллюстрирующий процесс торможения способа уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 3 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая модификацию способа уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.[0028] Hereinafter, using FIG. 1-16, embodiments of the present invention will be described. Here, FIG. 1 is a general schematic drawing illustrating processes from an orbiting process to a capture process of a space debris cleaning method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a general schematic drawing illustrating a braking process of a space debris cleaning method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart illustrating a space debris cleaning method according to a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating a modification of a space debris cleaning method according to a first embodiment of the present invention.

[0029] Способ уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения предназначен для уборки космического мусора, испытывающего беспорядочное кувыркающееся движение, с орбиты посредством захвата и торможения космического мусора, как иллюстрировано на фиг. 1-3, и включает в себя: процесс вывода на орбиту (этап 1) для вывода устройства 2 уборки космического мусора на орбиту L целевого мусора 1, который является космическим убираемым мусором; процесс приближения (этапы 2, 3) для совершения приближения устройства 2 уборки космического мусора к целевому мусору 1; процесс наблюдения и перемещения (этапы 4-7) для наблюдения движения целевого мусора 1, после того как устройство 2 уборки космического мусора достигает положения Τ наблюдения, вычисления положения Ε захвата и ориентации захвата, в которой гарпун 41 может быть выпущен в целевой мусор 1, и перемещения устройства 2 уборки космического мусора в положение Ε захвата и ориентацию захвата; процесс захвата (этап 8) для выпуска гарпуна 41 в целевой мусор 1 и соединения устройства 2 уборки космического мусора и целевого мусора 1; и процесс торможения (этап 9) для торможения целевого мусора 1 посредством устройства 2 уборки космического мусора.[0029] The space debris cleaning method according to the first embodiment of the present invention is intended to remove space debris experiencing random tumbling from orbit by trapping and braking space debris, as illustrated in FIG. 1-3, and includes: the process of putting into orbit (step 1) to bring the device 2 for cleaning space debris into orbit L of the target debris 1, which is space recoverable debris; the approximation process (steps 2, 3) to make the approach of the device 2 cleaning space debris to the target debris 1; a monitoring and moving process (steps 4-7) for observing the movement of the target debris 1, after the space debris harvesting device 2 reaches the observation position,, calculates the capture position и and the capture orientation in which the harpoon 41 can be released into the target debris 1, and moving the space debris harvesting device 2 to the capture position и and the capture orientation; capture process (step 8) for releasing the harpoon 41 into the target debris 1 and connecting the space debris harvesting device 2 and the target debris 1; and a braking process (step 9) for braking the target debris 1 via the space debris harvesting device 2.

[0030] Целевой мусор 1, как иллюстрировано на фиг. 1, беспорядочно вращается, в то же время двигаясь по орбите L. Т.е. целевой мусор 1 движется по орбите L, в то же время испытывая беспорядочное кувыркающееся движение. Следовательно, при прикреплении тормозного устройства посредством роботизированной руки, момент приведения в действия и направление приведения в действие роботизированной руки должны управляться так, что роботизированная рука не сталкивалась с целевым мусором 1, и вычисление и управление становятся усложненными. С другой стороны, в настоящем изобретении столкновение целевого мусора 1 и устройства 2 уборки космического мусора может подавляться, поскольку целевой мусор 1 захватывается посредством выпуска гарпуна 41 из положения Ε захвата, в которой устройство 2 уборки космического мусора не сталкивается с целевым мусором 1.[0030] Target trash 1, as illustrated in FIG. 1, rotates randomly, while at the same time moving in the orbit of L. i.e. Target debris 1 moves in orbit L, at the same time experiencing a random tumbling motion. Therefore, when attaching the braking device by the robotic arm, the actuation moment and the actuating direction of the robotic arm must be controlled so that the robotic arm does not collide with the target debris 1, and the calculation and control become complicated. On the other hand, in the present invention, the collision of the target debris 1 and the space debris cleaner 2 can be suppressed since the target debris 1 is captured by releasing the harpoon 41 from the capture position, in which the space debris cleaner 2 does not collide with the target debris 1.

[0031] Процесс вывода на орбиту (этап 1) - это процесс размещения запущенного устройства 2 уборки космического мусора примерно на орбите L целевого мусора 1. В частности, устройство 2 уборки космического мусора вводится в диапазон, из которого устройство 2 уборки космического мусора может само достигать орбиты L. Например, устройство 2 уборки космического мусора выводится в положение ниже орбиты L и постепенно достигает орбиты L за счет центробежной силы, в то же время приближаясь к целевому мусору 1, используя двигательную установку.[0031] The orbit process (step 1) is the process of placing the launched space debris cleaner 2 in orbit L of the target debris 1. In particular, the space debris cleaner 2 is brought into a range from which the space debris cleaner 2 can itself reach orbit L. For example, the space debris cleaner 2 is displayed below the orbit L and gradually reaches the orbit L due to centrifugal force, while approaching the target debris 1 using a propulsion system.

[0032] Устройство 2 уборки космического мусора реализовано в форме небольшого по размеру спутника, имеющего размер около нескольких десятков сантиметров до нескольких метров, например, и может быть запущено в одиночку с Земли или может быть запущено по программе участия в полете вместе с основным спутником в качестве спутника, закрепленного на корпусе основного спутника. Целевой убираемый мусор 1, в основном, задается заранее, орбита L измеряется от Земли, и устройство 2 уборки космического мусора запускается с тем, чтобы выводиться на орбиту L. Корректировка при выводе на орбиту выполняется посредством двигательной установки, установленной в устройстве 2 уборки космического мусора, на основе информации GPS (системы глобального позиционирования).[0032] The space debris harvesting device 2 is implemented in the form of a small satellite, having a size of about several tens of centimeters to several meters, for example, and can be launched alone from the Earth or can be launched according to the flight participation program along with the main satellite in as a satellite mounted on the main satellite body. The target debris 1 is mainly predetermined, the orbit L is measured from the Earth, and the space debris cleaner 2 is launched so that it is launched into orbit L. The correction when entering the orbit is performed using a propulsion system installed in the space debris cleaner 2 based on GPS information (global positioning system).

[0033] Процесс приближения (этапы 2, 3) - это процесс совершения приближения устройства 2 уборки космического мусора в положение Τ наблюдения целевого мусора 1. Положение Τ наблюдения задается, например, в положении около 30-500 м от целевого мусора 1 на орбите L. Устройство 2 уборки мусора перемещается из положения S вывода на орбиту в положение Τ наблюдения, в то же время распознавая положение самого устройства и положение целевого мусора 1 с помощью GPS или т.п. В это время устройство 2 уборки космического мусора проверяет, достигнуто или нет положение Τ наблюдения (этап 2), приближается к целевому мусору 1 (этап 3), когда положение Τ наблюдения не достигнуто (Ν), и переходит к следующему процессу, когда положение Τ наблюдения достигнуто (Υ).[0033] The approaching process (steps 2, 3) is the process of moving the space debris cleaner 2 to the Τ observation position of the target debris 1. The Τ observation position is set, for example, at a position of about 30-500 m from the target debris 1 in orbit L The garbage collection device 2 moves from the orbital position S to the observation position Τ, while at the same time recognizing the position of the device itself and the position of the target garbage 1 using GPS or the like. At this time, the space debris cleaner 2 checks whether or not the observation position положение has been reached (step 2), approaches the target debris 1 (step 3), when the observation position Τ is not reached (Ν), and proceeds to the next process when the position Τ observation achieved (Υ).

[0034] Процесс наблюдения и перемещения (этапы 4-7) - это процесс совершения приближения устройства 2 уборки космического мусора к положению Ε захвата целевого мусора 1. Устройство 2 уборки космического мусора, которое достигает положения Τ наблюдения, наблюдает за целевым мусором 1 посредством блока наблюдения, такого как CCD-камера или лазерный радар (этап 4), и оценивает модель движения целевого мусора 1. По оцененному результату вычисляются позиция Ε захвата и ориентация захвата для выпуска гарпуна 41 в целевой мусор 1 (этап 5). Позиция Ε захвата - это позиция, в которой целевой мусор 1, испытывающий кувыркающееся движение, и устройство 2 уборки космического мусора не сталкиваются, например, и устанавливается в положение примерно от нескольких метров до нескольких десятков метров от целевого мусора 1. Положение Ε захвата может быть положением вне орбиты L целевого мусора 1. Ориентация захвата означает состояние установки в направлении, из которого гарпун 41 может быть выпущен в часть, где гарпун 41 желательно должен быть выпущен в целевой мусор 1.[0034] The monitoring and moving process (steps 4-7) is the process of making the space debris cleaner 2 approach the capture position вата of the target debris 1. The space debris cleaner 2 that reaches the observation position, monitors the target debris 1 through the unit observation, such as a CCD camera or a laser radar (step 4), and evaluates the movement pattern of the target garbage 1. Using the estimated result, the capture position и and the capture orientation to release the harpoon 41 into the target garbage 1 (step 5) are calculated. The capture position Ε is the position in which the target debris 1 experiencing tumbling and the space debris cleaner 2 do not collide, for example, and is set to a position of about several meters to several tens of meters from the target debris 1. The capture position Ε may be position outside the orbit L of the target debris 1. The capture orientation means the installation state in the direction from which the harpoon 41 can be released to the part where the harpoon 41 should preferably be released into the target debris 1.

[0035] Также, устройство 2 уборки космического мусора может вычислять положение Ε захвата и ориентацию захвата так, чтобы выпустить гарпун 41 в полый фрагмент, такой как резервуар 11 целевого мусора 1. Выпуская гарпун 41 в полый фрагмент, такой как резервуар 11, гарпун 41 может быть легко зацеплен с целевым мусором 1. Также, положение Ε захвата и ориентация захвата могут быть таким положением и ориентацией, что гарпун 41 может быть, по существу, вертикально выпущен в поверхность целевого мусора 1, или может быть таким положением и ориентацией, что гарпун 41 может быть выпущен в положения с небольшим отклонением, такой как фиксированная точка в расчетной модели движения целевого мусора 1.[0035] Also, the space debris harvesting device 2 can calculate the capture position и and the capture orientation so as to release the harpoon 41 into the hollow fragment, such as the target debris tank 11. By releasing the harpoon 41 into the hollow fragment, such as the tank 11, harpoon 41 can be easily engaged with the target debris 1. Also, the capture position и and the capture orientation can be such a position and orientation that the harpoon 41 can be substantially vertically released into the surface of the target debris 1, or can be such a position and orientation that harpoon 41 may be released into positions with a slight deviation, such as a fixed point in the calculated model of movement of the target garbage 1.

[0036] После того как положение Ε захвата и ориентация захвата вычислены, устройство 2 уборки космического мусора автономно перемещается в положение Ε захвата и ориентацию захвата с помощью двигательной установки. В это время, устройство 2 уборки космического мусора проверяет, достигнуты или нет положение/ориентация захвата (этап 6), перемещается к положению Ε захвата и ориентации захвата (этап 7), когда положение Ε захвата и ориентация захвата не достигнуты (Ν), и переходит к следующему процессу, когда положение Ε захвата и ориентация захвата достигнуты (Υ).[0036] After the capture position зах and the capture orientation are calculated, the space debris cleaner 2 autonomously moves to the capture position и and the capture orientation using a propulsion system. At this time, the space debris harvesting device 2 checks whether or not the capture position / orientation has been reached (step 6), moves to the capture position and capture orientation этап (step 7) when the capture position зах and the capture orientation are not reached (Ν), and proceeds to the next process when the capture position вата and the capture orientation are reached (Υ).

[0037] Процесс захвата (этап 8) - это процесс выпускания гарпуна 41 в целевой мусор 1 и захвата целевого мусора 1. Гарпун 41 соединяется с устройством 2 уборки космического мусора проводом 4 6, и когда гарпун 41 зацепляется с целевым мусором 1, достигается состояние того, что целевой мусор 1 и устройство 2 уборки космического мусора соединяются проводом 46. Адаптируя систему захвата целевого мусора 1 посредством выпуска гарпуна 41 таким образом, в состоянии размещения устройства 2 уборки космического мусора в положения и ориентации (положения Ε захвата и ориентации захвата), чтобы не сталкиваться с целевым мусором 1, испытывающим кувыркающееся движение, гарпун 41 может управляться так, чтобы не сталкиваться с целевым мусором 1. Таким образом, по сравнению с другими системами (например, системой для выполнения удерживания роботизированной рукой) механизм и вычисление для определения положения Ε захвата и ориентации захвата могут быть упрощены или сделаны более оптимальными с точки зрения работы, производительность, требуемая для механизма наблюдения/захвата устройства 2 уборки космического мусора, может быть снижена, нагрузки по обработке в контроллере могут быть уменьшены, и целевой мусор 1 и устройство 2 для устранения космического мусора могут быть легко соединены.[0037] The capture process (step 8) is the process of releasing the harpoon 41 into the target debris 1 and capturing the target debris 1. The harpoon 41 is connected to the space debris harvesting device 2 by wire 4 6, and when the harpoon 41 is engaged with the target debris 1, the state is reached that the target debris 1 and the space debris cleaning device 2 are connected by a wire 46. Adapting the target debris capture system 1 by releasing the harpoon 41 in such a way that the space debris cleaning device 2 is placed in position and orientation (capture position Ε orientation), so as not to collide with the target debris 1 experiencing a tumbling movement, the harpoon 41 can be controlled so as not to collide with the target debris 1. Thus, in comparison with other systems (for example, a system for performing holding by a robotic arm), the mechanism and the calculation to determine the capture position и and the orientation of the capture can be simplified or made more optimal in terms of operation, the performance required for the observation / capture mechanism of the space cleaning device 2 about debris can be reduced, processing loads in the controller can be reduced, and target debris 1 and space debris eliminator 2 can be easily connected.

[0038] Процесс торможения (этап 9) - это процесс торможения целевого мусора 1 устройством 2 уборки космического мусора и ускорения или управления падением на Землю. Процесс торможения - это, например, процесс торможения целевого мусора 1 посредством сброса проводящего фала 61 из устройства 2 уборки космического мусора в космос. Средство для торможения целевого мусора 1 может быть средством получения давления, которое получает давление радиации солнечного ветра или солнечного света или т.п.[0038] The braking process (step 9) is the braking process of target debris 1 by space debris harvesting device 2 and accelerating or controlling the fall to Earth. The braking process is, for example, the process of braking target debris 1 by dropping a conductive halyard 61 from space debris harvesting device 2 into space. The means for inhibiting the target debris 1 may be a means of obtaining pressure that receives the pressure of radiation from the solar wind or sunlight, or the like.

[0039] Как иллюстрировано на фиг. 2, проводящий фал 61 может включать в себя дальнюю концевую часть 62, расположенную на дальнем конце и снабженную средством формирования реактивной движущей силы для формирования реактивной движущей силы. Поскольку дальняя концевая часть 62 включает в себя средство формирования реактивной движущей силы, проводящий фал 61 может направляться в направлении, в котором желательно развертывание, и развертывание проводящего фала 61 может быть стабилизировано. Для средства формирования реактивной движущей силы может использоваться небольшой по размеру ракетный двигатель, струя сжатого газа с использованием азота или сжиженного варианта фтороуглерода или т.п., однокомпонентное топливо, электрическая движущая сила импульсного плазменного ракетного двигателя малой тяги, и двигательная установка, использующая сублимат, такой как камфора или т.п.[0039] As illustrated in FIG. 2, the conductive halyard 61 may include a distal end portion 62 located at the distal end and provided with reactive driving force generating means for generating the reactive driving force. Since the distal end portion 62 includes reactive driving force generating means, the conductive halyard 61 can be guided in the direction in which deployment is desired, and the deployment of the conductive halyard 61 can be stabilized. A small rocket engine, a jet of compressed gas using nitrogen or a liquefied version of fluorocarbon, or the like, a single-component fuel, an electric driving force of a pulsed plasma thruster, and a propulsion system using a sublimate can be used as a means of generating a reactive driving force. such as camphor or the like

[0040] Сбрасывая проводящий фал 61 из устройства 2 уборки космического мусора, сила Лоренца действует на проводящий фал 61 из соотношения между током, протекающим к проводящему фалу 61, и магнитным полем, где проводящий фал 61 развертывается, и проводящий фал 61 втягивается в направлении, противоположном направлению продвижения целевого мусора 1, таким образом, затормаживая целевой мусор 1. Следовательно, управляя длиной проводящего фала 61 и величиной тока, падение целевого мусора 1 может ускоряться или управляться.[0040] By dropping the conductive halyard 61 from the space debris harvesting device 2, the Lorentz force acts on the conductive halyard 61 from the relationship between the current flowing to the conductive halyard 61 and the magnetic field where the conductive halyard 61 unfolds and the conductive halyard 61 is pulled in a direction in the opposite direction of advancement of the target debris 1, thereby inhibiting the target debris 1. Therefore, by controlling the length of the conductive halyard 61 and the amount of current, the fall of the target debris 1 can be accelerated or controlled.

[0041] В блок-схеме последовательности операций, иллюстрированной на фиг. 4, последовательность от вывода на орбиту (этап 1) до достижения положения Τ наблюдения (этап 2) выполняется пошагово. Для того чтобы наблюдать за движением целевого мусора 1 и оценивать модель движения, требуется блок наблюдения (например, CCD-камера или лазерный радар или т.п.), который может точно распознавать движение целевого мусора 1. Для того чтобы наблюдать за целевым мусором 1 посредством блока наблюдения, предпочтительно приближаться в положение примерно в несколько десятков метров, например. Также, положение S вывода на орбиту, в которой устройство 2 уборки космического мусора выводится на орбиту, часто является положением, находящимся, по меньшей мере, на расстоянии от нескольких сотен метров до нескольких тысяч метров от целевого мусора 1, и расстояние перемещения в положение Τ наблюдения является длинным. В начале, после того как устройство 2 уборки космического мусора выводится на орбиту, предпочтительно использовать GPS для того, чтобы распознавать свою собственную положение. Однако трудно точно прогнозировать положение целевого мусора 1 на основе обычных данных наблюдения с земли, и иногда трудно точно направлять устройство 2 уборки космического мусора в положение Τ наблюдения. Затем, когда устройство 2 уборки космического мусора приближается к целевому мусору 1, положение Τ наблюдения может быть достигнуто, при одновременном отслеживании положения целевого мусора 1.[0041] In the flowchart illustrated in FIG. 4, the sequence from orbiting (step 1) to reaching the observation position ((step 2) is performed step by step. In order to observe the movement of the target garbage 1 and evaluate the motion model, an observation unit (for example, a CCD camera or a laser radar, etc.) is required that can accurately detect the movement of the target garbage 1. In order to observe the target garbage 1 by means of the observation unit, it is preferable to approach a position of about several tens of meters, for example. Also, the orbital position S, in which the space debris harvesting device 2 is orbited, is often a position located at least at a distance of several hundred meters to several thousand meters from the target debris 1, and a travel distance of Τ The observation is long. In the beginning, after the space debris harvesting device 2 is launched into orbit, it is preferable to use GPS in order to recognize its own position. However, it is difficult to accurately predict the position of the target debris 1 based on conventional ground observation data, and it is sometimes difficult to accurately direct the space debris harvesting device 2 to the observation position Τ. Then, when the space debris harvesting device 2 approaches the target debris 1, the observation position Τ can be achieved while tracking the position of the target debris 1.

[0042] В частности, устройство 2 уборки космического мусора имеет отслеживающее устройство, такое как лазерный радар, установленное на нем, и устройство 2 уборки космического мусора проверяет, достигнуто или нет положение наблюдения, в котором GPS должна быть переключена на устройство наблюдения (этап 21), приближается к целевому мусору 1 с помощью GPS (этап 22), когда положение наблюдения не достигнуто (Ν), и переключается с GPS на наблюдение целевого мусора 1 посредством устройства наблюдения (этап 23), когда положение наблюдения достигнуто (Υ). После этого устройство 2 уборки космического мусора приближается, в то же время измеряя направление и расстояние до целевого мусора 1 посредством отслеживающего устройства, и переходит к следующему процессу (этап 2). Также, процессы после этапа 2 являются такими же, что и в блок-схеме последовательности операций, иллюстрированной на фиг. 3.[0042] In particular, the space debris harvesting device 2 has a tracking device, such as a laser radar, mounted on it, and the space debris harvesting device 2 checks whether or not the observation position in which the GPS is to be switched to the monitoring device is reached (step 21 ), approaches the target garbage 1 using GPS (step 22) when the observation position is not reached (Ν), and switches from GPS to the observation of the target garbage 1 using the surveillance device (step 23) when the observation position is reached (Υ). After that, the space debris harvesting device 2 approaches, at the same time measuring the direction and distance to the target debris 1 by means of a tracking device, and proceeds to the next process (step 2). Also, the processes after step 2 are the same as in the flowchart illustrated in FIG. 3.

[0043] Далее будет описано устройство уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Здесь, фиг. 5 - это схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид спереди, а (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг. 5(а). Фиг. 6 - это схема, иллюстрирующая устройство захвата, (а) иллюстрирует общую схему, (b) иллюстрирует перспективный вид гарпуна, (с) иллюстрирует первую модификацию гарпуна, (d) иллюстрирует вторую модификацию гарпуна, а (е) иллюстрирует третью модификацию гарпуна. Фиг. 7 - это схема, иллюстрирующая модификации гарпуна, (а) иллюстрирует четвертую модификацию, (b) иллюстрирует пятую модификацию, (с) иллюстрирует шестую модификацию, и (d) иллюстрирует седьмую модификацию. Фиг. 8 - это схема, иллюстрирующая состояние хранения гарпуна, (а) иллюстрирует схематичный чертеж, когда он включает в себя устройство намотки провода, а (b) иллюстрирует схематичный чертеж, когда он не включает в себя устройство намотки провода.[0043] Next, a space debris cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. Here, FIG. 5 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a first embodiment of the present invention, (a) illustrates a front view, and (b) illustrates a cross-sectional view BB of FIG. 5 (a). FIG. 6 is a diagram illustrating a gripping device, (a) illustrates a general diagram, (b) illustrates a perspective view of a harpoon, (c) illustrates a first modification of a harpoon, (d) illustrates a second modification of a harpoon, and (e) illustrates a third modification of a harpoon. FIG. 7 is a diagram illustrating harpoon modifications, (a) illustrates a fourth modification, (b) illustrates a fifth modification, (c) illustrates a sixth modification, and (d) illustrates a seventh modification. FIG. 8 is a diagram illustrating a storage state of a harpoon, (a) illustrates a schematic drawing when it includes a wire winder, and (b) illustrates a schematic drawing when it does not include a wire winder.

[0044] Устройство 2 уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения - это, как иллюстрировано на фиг. 5, устройство уборки космического мусора, которое убирает космический мусор, испытывающий беспорядочное кувыркающееся движение, с орбиты посредством захвата и торможения космического мусора и включает в себя: двигательную установку 3 для выполнения управления причаливанием и ориентацией по отношению к целевому мусору 1 (см. фиг. 1), который является космическим убираемым мусором/ устройство 4 захвата, имеющее гарпун 41, который может быть выброшен к целевому мусору 1, устройство 5 наблюдения для наблюдения за движением целевого мусора 1 и вычисления положения Ε захвата и ориентации захвата, в которых гарпун 41 может быть выпущен в полый фрагмент, такой как резервуар 11 целевого мусора 1; тормозное устройство 6, непосредственно или опосредованно соединенное с гарпуном 41, для торможения целевого мусора 1; корпусную часть 21, на которой устанавливаются двигательная установка 3, устройство 4 захвата, устройство 5 наблюдения и тормозное устройство; и устройство 7 подачи энергии, заряжаемое посредством панели 71 солнечной батареи, расположенной на внешней поверхности корпусной части 21, для подачи энергии устройствам, установленным в основной части 21.[0044] A space debris harvesting device 2 according to a first embodiment of the present invention is, as illustrated in FIG. 5, a space debris cleaning device that removes space debris experiencing erratic tumbling from orbit by trapping and braking space debris and includes: a propulsion system 3 for controlling mooring and orientation with respect to target debris 1 (see FIG. 1), which is a space retractable debris / capture device 4 having a harpoon 41 that can be thrown to the target debris 1, an observation device 5 for monitoring the movement of the target debris 1 and subtract lized Ε gripping position and orientation of gripping in which the harpoon 41 may be released into the hollow moiety such as a reservoir 11 of debris target 1; a brake device 6, directly or indirectly connected to the harpoon 41, for braking the target debris 1; a body part 21 on which the propulsion system 3, the gripper 4, the surveillance device 5 and the brake device are mounted; and an energy supply device 7 charged by a solar panel 71 located on the outer surface of the body portion 21, for supplying energy to devices installed in the main body 21.

[0045] Двигательная установка 3 - это устройство, используемое для приближения к целевому мусору 1 устройства 2 уборки космического мусора (основной части 21), перемещения в положение Ε захвата и ориентацию захвата и управления ориентацией основной части 21 и т.д. В частности, двигательная установка 3 включает в себя, например, корректирующий микродвигатель 31 главного направления, описанный на фиг. 5(b), боковой корректирующий микродвигатель 32 и корректирующий микродвигатель 33 для управления ориентацией, описанные на фиг. 5(a), и резервуар 34 для ракетного топлива для формирования газа, который должен выпускаться струей из корректирующих микродвигателей, и т.д. Конфигурация двигательной установки 3 является лишь примером и не ограничивается конфигурацией, иллюстрированной на чертеже.[0045] The propulsion system 3 is a device used to approach the target debris 1 of the space debris cleaning device 2 (main body 21), move to the capture position Ε, and the capture orientation and control the orientation of the main part 21, etc. In particular, the propulsion system 3 includes, for example, a main direction correcting micromotor 31 described in FIG. 5 (b), the lateral corrective micromotor 32 and the corrective micromotor 33 for orientation control described in FIG. 5 (a), and rocket fuel reservoir 34 for generating gas to be jetted out of corrective micromotors, etc. The configuration of the propulsion system 3 is only an example and is not limited to the configuration illustrated in the drawing.

[0046] Устройство 4 захвата - это устройство, которое имеет гарпун 41, который может выбрасываться из пускового механизма 42, сформированного или установленного на корпусной части 21, и соединяет целевой мусор 1 и устройство 2 уборки космического мусора (корпусную часть 21). Гарпун 41 включает в себя, как описано на фиг. 5(b) и фиг. 6(а) и (b), заостренную концевую часть 42, имеющую зубчатую часть 43а, которая может зацепляться с целевым мусором 1, стопорную часть 44, которая должна быть в контакте с поверхностью целевого мусора 1, часть 45 формирования реактивной движущей силы для выброса гарпуна 41 и провод 46 для соединения гарпуна 41 с корпусной частью 21. Также, устройство 4 захвата может включать в себя механизм корректировки направления выброса (например, шарнирный механизм) для корректировки или точной регулировки направления выброса гарпуна 41.[0046] The capture device 4 is a device that has a harpoon 41 that can be ejected from a trigger 42 formed or mounted on the housing 21 and connects the target debris 1 and the space debris harvesting device 2 (the housing 21). Harpoon 41 includes, as described in FIG. 5 (b) and FIG. 6 (a) and (b), the pointed end portion 42 having a gear portion 43a that can engage with the target debris 1, a stop portion 44 that must be in contact with the surface of the target debris 1, a reactive driving force generating portion 45 for ejection the harpoon 41 and the wire 46 for connecting the harpoon 41 to the body part 21. Also, the capture device 4 may include a mechanism for correcting the direction of ejection (for example, a hinge mechanism) to adjust or fine-tune the direction of ejection of the harpoon 41.

[0047] Заостренная концевая часть 43 состоит из металла, имеющего прочность, достаточную, чтобы проходить через поверхность целевого мусора 1, и имеет заостренный дальний конец. Зубчатая часть 43а может состоять из задней поверхности множества треугольных лезвийных элементов, сформированных на боковой поверхности заостренной концевой части 43, или может состоять из конической части нижней поверхности.[0047] The pointed end portion 43 is composed of metal having a strength sufficient to pass through the surface of the target debris 1 and has a pointed distal end. The serrated portion 43a may consist of a rear surface of a plurality of triangular blade members formed on a side surface of a pointed end portion 43, or may consist of a conical portion of a lower surface.

[0048] Стопорная часть 44 предназначена для регулирования гарпуна 41 с тем, чтобы не проходить насквозь целевой мусор 1. Когда гарпун 41 проходит через переднюю и заднюю сторону целевого мусора 1, существует вероятность формирования лишних сломанных частей (мусора), когда гарпун 41 вылезает наружу. Также, в случае, когда остается окисляющий агент, когда гарпун 41 достигает резервуара с окисляющим агентом внутри целевого мусора 1, существует вероятность возникновения взрыва. Тогда, для того, чтобы зацеплять гарпун 41 с поверхностью целевого мусора 1, например, гарпун 41 выпускается в резервуар 11 (полый фрагмент), такой как топливный бак или пустой резервуар для окислительного агента, и стопорная часть 44 формируется на гарпуне 41.[0048] The stop portion 44 is for adjusting the harpoon 41 so that the target debris 1 does not pass through. When the harpoon 41 passes through the front and rear sides of the target debris 1, there is a possibility of formation of excess broken parts (debris) when the harpoon 41 creeps out . Also, in the case where the oxidizing agent remains when the harpoon 41 reaches the reservoir with the oxidizing agent inside the target debris 1, there is a possibility of an explosion. Then, in order to engage the harpoon 41 with the surface of the target debris 1, for example, the harpoon 41 is discharged into the reservoir 11 (hollow fragment), such as a fuel tank or an empty reservoir for the oxidizing agent, and the stop portion 44 is formed on the harpoon 41.

[0049] Часть 45 формирования реактивной движущей силы предназначена для придания толчка гарпуну 41. Часть 45 формирования реактивной движущей силы состоит из ракетного двигателя с твердым топливом или т.п., например. Также, пусковой механизм 42 имеет полость, проходящую сквозь корпусную часть 21, и конфигурируется так, что, когда часть 45 формирования реактивной движущей силы задействуется, реакция не может быть приложена к корпусной части 21 простым образом. Необязательно требуется, чтобы пусковой механизм 42 был встроен в корпусную часть 21, и он может быть сконфигурирован так, чтобы внешним образом прикрепляться к поверхности корпусной части 21.[0049] The reactive driving force generating part 45 is intended to give a boost to the harpoon 41. The reactive driving force generating part 45 consists of a rocket engine with solid fuel or the like, for example. Also, the trigger mechanism 42 has a cavity extending through the housing portion 21, and is configured such that when the reactive driving force generating portion 45 is activated, the reaction cannot be applied to the housing portion 21 in a simple manner. It is not required that the trigger 42 be integrated in the housing 21 and may be configured to externally attach to the surface of the housing 21.

[0050] Провод 46 является элементом для соединения гарпуна 41 и корпусной части 21 и является элементом для соединения целевого мусора 1 и корпусной части 21 (устройства 2 уборки космического мусора) посредством гарпуна 41, зацепленного с целевым мусором 1. Провод 46 имеет длину от нескольких метров до нескольких десятков метров, например, и когда гарпун 41 хранится, сворачивается в состояние намотки на барабан 46а для провода, чтобы подавлять выпадение гарпуна 41. При выбросе гарпуна 41 провод 46 подается с барабана 46а для провода, сопровождая продвижение гарпуна 41. Также, гарпун 41 может быть зацеплен с пусковым механизмом 42 посредством предохранительной чеки или втягивающегося стопора, чтобы выполнять позиционирование или подавлять выпадение.[0050] The wire 46 is an element for connecting the harpoon 41 and the body 21 and is an element for connecting the target debris 1 and the body 21 (space debris harvesting device 2) by means of a harpoon 41 engaged with the target debris 1. The wire 46 has a length of several meters to several tens of meters, for example, and when the harpoon 41 is stored, it turns into a state of winding on the wire reel 46a to suppress the loss of the harpoon 41. When the harpoon 41 is ejected, the wire 46 is fed from the wire reel 46a, accompanying the advancement harpoon 41. Also, the harpoon 41 may be engaged with the trigger 42 by the safety checks or pulling the stopper to perform positioning or suppress loss.

[0051] Здесь будут описаны модификации гарпуна 41. Первая модификация гарпуна 41, иллюстрированная на фиг. 6(с), включает в себя цилиндрический корпус 47 (упругий корпус), расположенный так, чтобы охватывать внешнюю окружность заостренной концевой части 43 на передней поверхности стопорной части 44, и выполнена с возможностью формировать замкнутое пространство, сжимая цилиндрический корпус 47 между поверхностью целевого мусора 1 и стопорной частью 44, когда заостренная концевая часть 43 зацепляется с целевым мусором 1. Цилиндрический корпус 47 имеет структуру гофрированной трубки, например. Размещая цилиндрический корпус 47, рассеивание сломанных частиц, таких как теплоизолирующий материал, формируемое, когда гарпун 41 проходит навылет, может подавляться. Цилиндрический корпус 47 конфигурируется, по существу, в цилиндрической форме, например, но может быть сконфигурирован в усеченной конусообразной цилиндрической форме, в которой диаметр дальней крайней стороны увеличен.[0051] Modifications of the harpoon 41 will be described here. The first modification of the harpoon 41, illustrated in FIG. 6 (c) includes a cylindrical body 47 (elastic body) located so as to enclose the outer circumference of the pointed end portion 43 on the front surface of the stop portion 44, and is configured to form an enclosed space by compressing the cylindrical body 47 between the surface of the target debris 1 and the locking part 44 when the pointed end portion 43 is engaged with the target debris 1. The cylindrical body 47 has a corrugated tube structure, for example. By placing the cylindrical body 47, dispersion of broken particles, such as heat insulating material, formed when the harpoon 41 passes through, can be suppressed. The cylindrical body 47 is configured in substantially cylindrical shape, for example, but can be configured in a truncated conical cylindrical shape in which the diameter of the distal extreme side is increased.

[0052] Вторая модификация гарпуна 41, иллюстрированная на фиг. 6(d), включает в себя волокнистый корпус 47′ (упругий корпус), расположенный так, чтобы закрывать заостренную концевую часть 43 на передней поверхности стопорной части 44, и выполнена с возможностью подавлять рассеивание сломанных частиц, сформированных, когда гарпун 41 проходит навылет, сжимая волокнистый корпус 47′ (упругий корпус) между поверхностью целевого мусора 1 и стопорной частью 44, когда заостренная концевая часть 43 зацепляется с целевым мусором 1. В качестве волокнистого корпуса 47′, когда используется грубый материал, рассеиваемые сломанные частицы могут быть вплетены и пойманы волокнистым корпусом 47′, а когда используется материал с мелкими отверстиями, рассеиваемые сломанные частицы могут удерживаться между волокнистым корпусом 47′ и поверхностью целевого мусора 1. Световые и жесткие арамидные волокна или т.п. формируются в форме губки для волокнистого корпуса 47′, например, и упругий корпус может быть полимерным типа губки или металлическим, таким как стальная мочалка, вместо волокнистого корпуса 47′.[0052] A second modification of the harpoon 41, illustrated in FIG. 6 (d) includes a fibrous body 47 ′ (elastic body) located so as to close the pointed end portion 43 on the front surface of the stop portion 44, and is configured to suppress the dispersion of broken particles formed when the harpoon 41 passes through, compressing the fibrous body 47 ′ (elastic body) between the surface of the target debris 1 and the stop portion 44 when the pointed end portion 43 engages with the target debris 1. As the fibrous body 47 ′ when coarse material is used, omani particles can be woven and caught by the fibrous body 47 ′, and when a material with small holes is used, scattered broken particles can be held between the fibrous body 47 ′ and the surface of the target debris 1. Light and hard aramid fibers or the like. are formed in the form of a sponge for the fibrous body 47 ′, for example, and the elastic body may be a polymer type sponge or metal, such as a steel sponge, instead of the fibrous body 47 ′.

[0053] В третьей модификации гарпуна 41, иллюстрированной на фиг. 6(e), зубчатая часть 43а заостренной концевой части 43 выполняется с возможностью закрывания при прохождении через целевой мусор 1 и открывания после прохождения через целевой мусор 1. В третьей модификации зубчатая часть 43а состоит из элемента пластинчатой пружины, например, и выполнена с возможностью растягиваться и сжиматься в радиальном направлении гарпуна 41. Для того чтобы усиливать силу восстановления зубчатой части 43а, может быть размещен упругий корпус из резины или винтовая пружина. Также, механизм открытия/закрытия зубчатой части 43а является лишь примером и не ограничивается конфигурацией, иллюстрированной на чертеже.[0053] In a third modification of the harpoon 41 illustrated in FIG. 6 (e), the toothed portion 43a of the pointed end portion 43 is configured to close when passing through the target debris 1 and to open after passing through the target debris 1. In the third modification, the toothed portion 43a consists of a leaf spring element, for example, and is configured to stretch and compress in the radial direction of the harpoon 41. In order to increase the recovery force of the gear portion 43a, an elastic rubber housing or a coil spring can be placed. Also, the opening / closing mechanism of the gear portion 43a is only an example and is not limited to the configuration illustrated in the drawing.

[0054] В четвертой модификации гарпуна 41, иллюстрированной на фиг. 7(a), множество заостренных концевых частей 43 размещаются на поверхности стопорной части 44. В то время как одна заостренная концевая часть 43 располагается в гарпуне 41, иллюстрированном на фиг. 6(b), три заостренных концевых части 43 располагаются в гарпуне 41, иллюстрированном на фиг. 7(а). Также, по внешней окружности заостренных концевых частей 43 может быть расположен цилиндрический корпус 47, как иллюстрировано на чертеже.[0054] In the fourth modification of the harpoon 41, illustrated in FIG. 7 (a), a plurality of pointed end parts 43 are arranged on the surface of the stop part 44. While one pointed end part 43 is located in the harpoon 41 illustrated in FIG. 6 (b), the three pointed end portions 43 are located in the harpoon 41 illustrated in FIG. 7 (a). Also, a cylindrical body 47 may be located around the outer circumference of the pointed end portions 43, as illustrated in the drawing.

[0055] Пятая-седьмая модификации гарпуна 41, иллюстрированные на фиг. 7(b)-(d), предполагают случай, что в гарпуне 41, включающем в себя множество заостренных концевых частей 43, часть гарпуна 41 выпускается в твердую часть (например, часть, где формируется ребро 12, конфигурирующее усиливающую часть целевого мусора 1) целевого мусора 1. В частности, соответствующие заостренные концевые части 43 в пятой-седьмой модификациях выполняются с возможностью втягивания, когда поверхность целевого мусора 1 не может быть пройдена насквозь. Приспосабливая такую систему, поскольку устраняется необходимость нацеливания в положение выпуска гарпуна целевого мусора 1, испытывающего кувыркающееся движение, избегая твердой части, такой как балка ферменной конструкции, механизм и вычисление для определения положения Ε захвата и ориентации захвата могут быть упрощены или сделаны более экономичными с точки зрения работы, производительность, требуемая для механизма наблюдения/захвата устройства 2 уборки космического мусора, может быть снижена, нагрузки по обработке на контроллер могут быть уменьшены, и целевой мусор 1 и устройство 2 уборки космического мусора могут быть легко соединены.[0055] The fifth to seventh modifications of the harpoon 41, illustrated in FIG. 7 (b) - (d), it is assumed that in a harpoon 41, including a plurality of pointed end parts 43, a part of the harpoon 41 is discharged into a solid part (for example, a part where a rib 12 is configured to configure the reinforcing part of the target debris 1) target debris 1. In particular, the corresponding pointed end parts 43 in the fifth to seventh modifications are retractable when the surface of the target debris 1 cannot be passed through. Adapting such a system, since it eliminates the need to aim the harpoon of target garbage 1 experiencing somersaults while avoiding a hard part such as a truss beam, the mechanism and calculation for determining the gripping position и and the gripping orientation can be simplified or made more economical from the point of view operating view, the performance required for the monitoring / capture mechanism of the space debris cleaning device 2 can be reduced, the processing load on the controller Oguta be reduced, and garbage target device 1 and 2 of debris cleaning may be easily connected.

[0056] В пятой модификации гарпуна 41, иллюстрированной на фиг. 7(b), заостренная концевая часть 43 прикрепляется к стопорной части 44 посредством срезной чеки 43b, которая должна быть сломана, когда подвергается фиксированному давлению. В стопорной части 44 формируется пространство (часть 44а хранилища), имеющее возможность хранить заостренную концевую часть 43, включающую в себя зубчатую часть 43а. Срезающее усилие срезной чеки 43b регулируется так, чтобы она не ломалась, когда заостренная концевая часть 43 сталкивается с пластинчатой частью целевого мусора 1, и так, чтобы ломаться, когда заостренная концевая часть 43 сталкивается с твердой частью целевого мусора 1.[0056] In the fifth modification of the harpoon 41, illustrated in FIG. 7 (b), the pointed end portion 43 is attached to the locking portion 44 by means of a shear pin 43b, which must be broken when subjected to a fixed pressure. A space is formed in the locking part 44 (storage part 44a), having the ability to store the pointed end part 43, including the gear part 43a. The shear force of the shear pin 43b is adjusted so that it does not break when the pointed end portion 43 collides with the lamellar portion of the target debris 1, and so that it breaks when the pointed end portion 43 collides with the solid portion of the target debris 1.

[0057] В шестой модификации гарпуна 41, иллюстрированной на фиг. 7(с), соответствующие заостренные концевые части 43 выполнены с возможностью втягивания посредством газового цилиндра 44b. Соответствующие заостренные концевые части 43 поддерживаются через поршень 43с, вставленный в газовый цилиндр 44b. За счет такой конфигурации заостренные концевые части 43 могут втягиваться, используя сжимаемость газа. Как иллюстрировано на чертеже, конфигурируя газовый цилиндр 44b так, чтобы связывать части цилиндра, соответствующие соответствующим заостренным концевым частям 43, посредством газа, сжатого некоторой заостренной концевой частью 43, другая заостренная концевая часть 43 может ускоряться вперед. Также, газовый цилиндр 4 4b может быть расположен отдельно для соответствующих заостренных концевых частей 43.[0057] In the sixth modification of the harpoon 41, illustrated in FIG. 7 (c), the corresponding pointed end portions 43 are retractable by the gas cylinder 44b. The corresponding pointed end portions 43 are supported through a piston 43c inserted into the gas cylinder 44b. Due to this configuration, the pointed end portions 43 can be retracted using gas compressibility. As illustrated in the drawing, by configuring the gas cylinder 44b to bind the cylinder parts corresponding to the corresponding pointed end parts 43 by means of gas compressed by some pointed end part 43, the other pointed end part 43 can be accelerated forward. Also, the gas cylinder 4 4b may be located separately for the respective pointed end parts 43.

[0058] В седьмой модификации гарпуна 41, иллюстрированной на фиг. 7(d), соответствующие заостренные концевые части 43 выполнены с возможностью втягивания посредством винтовой пружины 43d. Сила упругости винтовой пружины 43d регулируется так, чтобы не сжиматься, когда заостренная концевая часть 43 сталкивается с пластинчатой частью целевого мусора 1, и так, чтобы сжиматься, когда заостренная концевая часть 43 сталкивается с твердой частью целевого мусора 1. Вместо винтовой пружины 43d может быть использовано упругое тело из резины или т.п.[0058] In the seventh modification of the harpoon 41, illustrated in FIG. 7 (d), the corresponding pointed end parts 43 are retractable by means of a coil spring 43d. The elastic force of the coil spring 43d is adjusted so as not to compress when the pointed end portion 43 collides with the lamellar portion of the target debris 1, and so as to compress when the pointed end portion 43 collides with the solid portion of the target debris 1. Instead of the coil spring 43d, there may be an elastic body made of rubber or the like is used.

[0059] Устройство 5 наблюдения включает в себя, например, блок 51 наблюдения, расположенный в передней части корпусной части 21, и операционную часть 52 для обнаружения относительной положения и ориентации целевого мусора 1 и корпусной части 21 из видеоизображений или изображений или т.п., полученных блоком 51 наблюдения, оценки модели движения целевого мусора 1 из временной последовательности информации о положения и ориентации и вычисления положения Ε захвата и ориентации захвата. Блок 51 наблюдения состоит из CCD-камеры или лазерного радара или т.п., который может захватывать кувыркающееся движение целевого мусора 1 как видеоизображение или изображение или т.п. Операционная часть 52 состоит из блока арифметической обработки, такого как CPU, и может включать в себя запоминающее устройство для записи видеоизображений или изображений или т.п. блока 51 наблюдения. Операционная часть 52 может состоять из части контроллера (не показан на чертеже) устройства 2 уборки космического мусора. Контроллер управляет двигательной установкой 3 на основе результата работы устройства 5 наблюдения, заставляет корпусную часть 21 перемещаться в положение Ε захвата и корректирует направление выброса (ориентацию захвата) гарпуна 41. Также, когда устройство 4 захвата включает в себя механизм корректировки направления выброса, грубое позиционирование и определение ориентации могут выполняться в двигательной установке 3, и направление выброса гарпуна 41 может точно регулироваться в механизме корректировки направления выброса.[0059] The monitoring device 5 includes, for example, a monitoring unit 51 located at the front of the housing 21, and an operation 52 for detecting the relative position and orientation of the target debris 1 and the housing 21 from video images or images or the like. obtained by block 51 monitoring, evaluating the motion model of the target garbage 1 from the time sequence of information about the position and orientation and calculating the position вата capture and orientation capture. The observation unit 51 consists of a CCD camera or a laser radar or the like, which can capture the tumbling motion of the target debris 1 as a video image or image or the like. The operation portion 52 consists of an arithmetic processing unit, such as a CPU, and may include a storage device for recording video images or images or the like. block 51 observation. The operation portion 52 may consist of a controller portion (not shown) of the space debris cleaner 2. The controller controls the propulsion system 3 based on the result of the operation of the monitoring device 5, causes the body part 21 to move to the capture position и, and adjusts the ejection direction (capture orientation) of the harpoon 41. Also, when the capture device 4 includes a mechanism for correcting the ejection direction, rough positioning and orientation determination can be performed in the propulsion system 3, and the ejection direction of the harpoon 41 can be precisely controlled in the ejection direction adjustment mechanism.

[0060] Тормозное устройство 6 включает в себя, например, проводящий фал 61, который должен сбрасываться в космос, и дальнюю концевую часть 62, расположенную на дальнем конце проводящего фала 61 и снабженную средством формирования реактивной движущей силы. Как описано выше, для средства формирования реактивной движущей силы может использоваться небольшой по размеру ракетный двигатель, струя сжатого газа, однокомпонентный корректирующий микродвигатель, электроракетный двигатель и сублимат или т.п. Проводящий фал 61, как иллюстрировано на чертеже, хранится внутри корпуса в форме катушки и выполнен с возможностью распускаться в прямую форму, сбрасывая дальнюю концевую часть 62. Тормозное устройство 6 может храниться внутри корпусной части 21 или может быть прикреплено внешним образом к поверхности корпусной части 21.[0060] The brake device 6 includes, for example, a conductive halyard 61, which is to be discharged into space, and a distal end portion 62 located at the far end of the conductive halyard 61 and provided with means for generating a reactive driving force. As described above, a small-sized rocket engine, a compressed gas jet, a one-component corrective micromotor, an electric rocket engine, and a sublimate or the like can be used for the reactive driving force generating means. The conductive halyard 61, as illustrated in the drawing, is stored inside the coil in the form of a coil and is configured to unfold in a straight form, dropping the distal end portion 62. The brake device 6 may be stored inside the housing 21 or may be attached externally to the surface of the housing 21 .

[0061] Устройство 7 подачи энергии включает в себя, например, панель 71 солнечной батареи, расположенную на внешней поверхности корпусной части 21, и аккумулятор 72 для хранения электричества, сгенерированного панелью 71 солнечной батареи. Электричество, заряженное в аккумуляторе 72, подает энергию устройствам, требующим энергии, таким как двигательная установка 3, устройство.4 захвата, устройство 5 наблюдения и устройство 6 торможения, когда необходимо, посредством контроллера.[0061] The power supply device 7 includes, for example, a solar panel 71 located on the outer surface of the body portion 21, and a battery 72 for storing electricity generated by the solar panel 71. The electricity charged in the battery 72 supplies energy to devices requiring energy, such as a propulsion system 3, a capture device 4, a surveillance device 5, and a braking device 6, when necessary, via a controller.

[0062] Корпусная часть 21 состоит из корпуса, аналогичного так называемому спутнику небольшого размера. В отличие от двигательной установки 3, устройства 4 захвата, устройства 5 наблюдения, тормозного устройства 6 и устройства 7 подачи энергии, корпусная часть 21 может иметь отслеживающее устройство 22, такое как лазерный радар, GPS-датчик, гироскоп и датчик ускорения или т.п., установленное на ней. Также, хотя не показано на чертеже, внешняя периферия корпусной части 21 покрыта теплоизолирующим материалом.[0062] The hull 21 consists of a hull similar to the so-called small satellite. Unlike the propulsion system 3, the capturing device 4, the monitoring device 5, the braking device 6 and the power supply device 7, the body part 21 may have a tracking device 22, such as a laser radar, a GPS sensor, a gyroscope and an acceleration sensor or the like . installed on it. Also, although not shown in the drawing, the outer periphery of the body portion 21 is coated with a heat insulating material.

[0063] Впрочем, устройство 4 захвата может включать в себя устройство 48 намотки провода, которое может наматывать провод 46, как иллюстрировано на фиг. 8(а). Устройство 48 намотки провода включает в себя, например, электромотор 48а для формирования движущей энергии, механизм ременной передачи (зубчатый ремень 48b привода и шкив 48с) для передачи движущей энергии электромотора 48а барабану 46а для провода, часть 48d управления для управления движущей энергией электромотора 48а и механизм 48е уровня намотки для равномерной намотки провода 46. При выбросе гарпуна 41 предпочтительно прерывать подачу энергии электромотору 48а, и приводной вал возвращается в свободно вращающееся состояние. Также, механизм передачи энергии не ограничивается механизмом ременной передачи и может состоять из зубчатой передачи.[0063] However, the gripping device 4 may include a wire winding device 48 that can wind the wire 46, as illustrated in FIG. 8 (a). The wire winding device 48 includes, for example, an electric motor 48a for generating driving energy, a belt drive mechanism (timing belt 48b of the drive and a pulley 48c) for transmitting the driving energy of the electric motor 48a to the wire reel 46a, a control part 48d for controlling the moving energy of the electric motor 48a and a winding level mechanism 48e for evenly winding the wire 46. When the harpoon 41 is ejected, it is preferable to interrupt the power supply to the electric motor 48a, and the drive shaft returns to a freely rotating state. Also, the energy transfer mechanism is not limited to the belt transmission mechanism and may consist of a gear transmission.

[0064] Размещая устройство 48 намотки провода, корпусная часть 21 может быть близко подведена к целевому мусору 1 посредством намотки провода 46 после зацепления заостренной концевой части 43 с целевым мусором 1. Также, поскольку существует вероятность того, что провод 46 запутается с целевым мусором 1, если провод 46 ослаблен между целевым мусором 1 и устройством 2 уборки космического мусора, устройство 48 намотки провода может быть задействовано так, чтобы нагружать провод 46 с фиксированным натяжением и поддерживать прямое натянутое состояние.[0064] By placing the wire winding device 48, the housing 21 can be brought close to the target debris 1 by winding the wire 46 after engaging the pointed end portion 43 with the target debris 1. Also, since there is a possibility that the wire 46 becomes entangled with the target debris 1 if the wire 46 is loosened between the target debris 1 and the space debris harvesting device 2, the wire winding device 48 may be activated so as to load the wire 46 with a fixed tension and maintain a direct tensioned state.

[0065] Когда намотка провода 46 не требуется, как иллюстрировано на фиг. 8(b), устройство 48 намотки провода может быть исключено. Для того чтобы стабилизировать повторную намотку провода 46 с барабана 46а для провода, может быть размещен механизм 48е уровня намотки. Также провод 46 может не только наматываться вокруг барабана 46а для провода, но также наматываться вокруг задней концевой части гарпуна 41. Дополнительно, когда длина провода 46 короткая, барабан 46а для провода может быть исключен. При намотке провода 46 вокруг задней концевой части гарпуна 41 предпочтительно наматывать провод 46 от передней к задней части, например, так, что провод 46 плавно распускается при выбросе гарпуна 41.[0065] When winding the wire 46 is not required, as illustrated in FIG. 8 (b), the wire winder 48 may be omitted. In order to stabilize the rewinding of the wire 46 from the wire reel 46a, a winding level mechanism 48e can be placed. Also, the wire 46 can not only be wound around the wire reel 46a, but can also be wound around the rear end of the harpoon 41. Additionally, when the wire 46 is short, the wire reel 46a can be omitted. When winding the wire 46 around the rear end of the harpoon 41, it is preferable to wind the wire 46 from the front to the rear, for example, so that the wire 46 smoothly opens when the harpoon 41 is ejected.

[0066] Далее, устройство 2 уборки космического мусора согласно другим вариантам настоящего изобретения будет описано со ссылкой на фиг.9-11. Здесь, фиг. 9 - это схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид спереди, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг.9(а) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования. Фиг.10 - это схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, (a) иллюстрирует вид в поперечном разрезе, а (b) иллюстрирует вид спереди. Фиг.11 - это схематичный вид, иллюстрирующий фиксирующие лапки, (а) иллюстрирует первый пример, (b) иллюстрирует второй пример и (с) иллюстрирует третий пример. Те же знаки привязываются к тем же компонентам, что и в устройстве 2 уборки космического мусора согласно первому варианту осуществления, и излишние описания будут исключены.[0066] Next, a space debris harvesting device 2 according to other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 9-11. Here, FIG. 9 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a second embodiment of the present invention, (a) illustrates a front view, (b) illustrates a cross-sectional view BB in FIG. 9 (a) and (c) illustrates a schematic drawing illustrating usage status. 10 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a third embodiment of the present invention, (a) illustrates a cross-sectional view, and (b) illustrates a front view. 11 is a schematic view illustrating the locking tabs, (a) illustrates a first example, (b) illustrates a second example, and (c) illustrates a third example. The same signs are attached to the same components as in the space debris cleaning device 2 according to the first embodiment, and unnecessary descriptions will be excluded.

[0067] В устройстве 2 уборки космического мусора согласно второму варианту осуществления, иллюстрированному на фиг.9(а) и (b), кольцеобразный буферный материал 23 размещается в передней части корпусной части 21. Буферный материал 23 формируется из металла, такого как сотовый алюминий, или полимера, такого как уретановый каучук. За счет такой конфигурации, которая иллюстрирована на фиг.9(с), при близком подведении корпусной части 21 к целевому мусору 1 посредством намотки провода 46 после зацепления гарпуна 41 с целевым мусором 1, удар, когда корпусная часть 21 сталкивается с целевым мусором 1, может быть смягчен, и дробление целевого мусора 1, и повреждение устройства 2 уборки космического мусора могут подавляться.[0067] In the space debris harvesting device 2 according to the second embodiment illustrated in FIGS. 9 (a) and (b), an annular buffer material 23 is disposed in front of the body portion 21. The buffer material 23 is formed of metal, such as honeycomb aluminum , or a polymer such as urethane rubber. Due to such a configuration, which is illustrated in Fig. 9 (c), when the body portion 21 is brought close to the target debris 1 by winding the wire 46 after the harpoon 41 engages with the target debris 1, a blow when the body part 21 collides with the target debris 1, can be mitigated, and crushing of the target debris 1 and damage to the space debris cleaner 2 can be suppressed.

[0068] Также, за счет такой конфигурации, устройство 2 уборки космического мусора может быть близко подведено к целевому мусору 1, даже когда форма поверхности целевого мусора 1 является сложной формой, не требуется точное управление положением/скоростью при близком подведении устройства 2 уборки космического мусора к целевому мусору 1, испытывающему кувыркающееся движение, нагрузки по управлению положением/скоростью при выполнении близкого подведения могут быть смягчены, механизм и вычисление для определения положения/ориентации/скорости для выполнения близкого подведения могут быть упрощены или сделаны более экономными с точки зрения работы, производительность, требуемая для механизма наблюдения/захвата устройства 2 уборки космического мусора, может быть снижена, нагрузки по обработке на контроллер могут быть уменьшены, и целевой мусор 1, и устройство 2 уборки космического мусора могут быть легко соединены. Конфигурация буферного материала 23 не ограничивается иллюстрированной на чертеже и может быть формой прямоугольного кольца или конфигурацией, распределенной и размещенной в передней части корпусной части 21.[0068] Also, due to this configuration, the space debris cleaner 2 can be brought close to the target debris 1, even when the surface shape of the target debris 1 is a complex shape, precise position / speed control is not required when the space debris cleaner 2 is brought close to target garbage 1 experiencing a tumbling movement, position / speed control loads when performing a close approach can be mitigated, a mechanism and calculation to determine position / orientation / speed in order to perform a close-up, they can be simplified or made more economical in terms of operation, the performance required for the monitoring / capture mechanism of the space debris cleaning device 2 can be reduced, the processing loads on the controller can be reduced, and the target debris 1 and the device 2 space debris cleaners can be easily connected. The configuration of the buffer material 23 is not limited to that illustrated in the drawing, and may be the shape of a rectangular ring or a configuration distributed and placed in front of the body portion 21.

[0069] Устройство 2 уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления, иллюстрированному на фиг.10(а) и (b), включает в себя множество фиксирующих лапок 24, размещенных с возможностью вращения на корпусной части 21, и после того как корпусная часть 21 близко подведена к целевому мусору 1, фиксирующие лапки 24 разворачиваются, чтобы прикреплять корпусную часть 21 к целевому мусору 1, и движение целевого мусора 1 подавляется с помощью двигательной установки 3. Состояние закрытия фиксирующих лапок 24 иллюстрируется на фиг.10(a), а состояние открытия фиксирующих лапок 24 иллюстрируется на фиг.10(b). За счет такой конфигурации беспорядочное кувыркающееся движение целевого мусора 1 может быть подавлено фиксирующими лапками 24 и двигательной установкой 3, и тормозное устройство может быть использовано в устойчивом состоянии. Особенно, когда проводящий фал 61 используется в качестве тормозного устройства 6, может не допускаться бесконтрольное перемещение или запутывание проводящего фала.[0069] The space debris harvesting device 2 according to the third embodiment illustrated in FIGS. 10 (a) and (b) includes a plurality of locking tabs 24 rotatably disposed on the body part 21, and after the body part 21 close to the target debris 1, the locking tabs 24 are deployed to attach the body 21 to the target debris 1, and the movement of the target debris 1 is suppressed by the propulsion system 3. The closing state of the locking tabs 24 is illustrated in FIG. 10 (a), and the state the opening of the locking tabs 24 is illustrated in FIG. 10 (b). Due to this configuration, the erratic tumbling movement of the target debris 1 can be suppressed by the locking tabs 24 and the propulsion system 3, and the braking device can be used in a steady state. Especially when the conductive halyard 61 is used as the brake device 6, uncontrolled movement or entanglement of the conductive halyard may be prevented.

[0070] Также, за счет такой конфигурации, устройство 2 уборки космического мусора может быть привязано к целевому мусору 1, даже когда форма поверхности целевого мусора 1 является сложной формой, и поскольку степень свободы положения, которая должна быть соединена с целевым мусором 1, испытывающим кувыркающееся движение (т.е. положения выпуска гарпуна), увеличивается, механизм и вычисление для определения положения Ε захвата и ориентации захвата могут быть упрощены или сделаны более экономными с точки зрения работы, производительность, требуемая для механизма наблюдения/захвата устройства 2 уборки космического мусора, может быть смягчена, нагрузки по обработке на контроллер могут быть уменьшены, и целевой мусор 1, и устройство 2 уборки космического мусора могут быть легко соединены. На фиг. 10(b) изображения бокового корректирующего микродвигателя 32 и корректирующего микродвигателя 33 для управления ориентацией исключены для удобства описаний.[0070] Also, due to this configuration, the space debris cleaner 2 can be attached to the target debris 1, even when the surface shape of the target debris 1 is a complex shape, and since the degree of freedom of position that must be connected to the target debris 1 experiencing the tumbling movement (i.e., the position of the harpoon release) is increased, the mechanism and calculation for determining the capture position и and the orientation of the capture can be simplified or made more economical in terms of operation, performance required May, for the monitoring / capture mechanism of the space debris cleaning device 2, can be mitigated, the processing loads on the controller can be reduced, and the target debris 1 and the space debris cleaning device 2 can be easily connected. In FIG. 10 (b) images of the side corrective micromotor 32 and the corrective micromotor 33 for orientation control are excluded for convenience of description.

[0071] Фиксирующие лапки 24 имеют конфигурацию, иллюстрированную на фиг. 11(а)-(с), например. На соответствующих чертежах изображение буферного материала 23 исключено. Также, конфигурации с первого примера по третий пример фиксирующих лапок 24 являются только примерами и не ограничиваются конфигурациями.[0071] The locking tabs 24 have the configuration illustrated in FIG. 11 (a) - (c), for example. In the respective drawings, the image of the buffer material 23 is excluded. Also, the configurations from the first example to the third example of the locking tabs 24 are only examples and are not limited to configurations.

[0072] В первом примере, иллюстрированном на фиг.11(a), фиксирующие лапки 24 поворачиваются посредством электромотора 24а. Электромотор 24а имеет функцию тормоза и выполнен с возможностью удерживать фиксирующую лапку 24 в состоянии хранения и развернутом состоянии. Также, может быть размещен датчик 24b в корпусной части 21 и на дальнем конце фиксирующей лапки 24, чтобы определять контакт корпусной части 21 и целевого мусора 1, таким образом, задействуя электромотор 24а и разворачивая фиксирующую лапку 24, и обнаруживать контакт фиксирующей лапки 24 и целевого мусора 1, таким образом, останавливая электромотор 24а и блокируя фиксирующую лапку 24. Также, усилие может постоянно прикладываться к фиксирующей лапке 24 посредством электромотора 24а, чтобы фиксировать корпусную часть 21 на целевом мусоре 1.[0072] In the first example illustrated in FIG. 11 (a), the locking tabs 24 are rotated by an electric motor 24a. The electric motor 24a has a brake function and is configured to hold the locking tab 24 in a storage state and deployed state. Also, a sensor 24b can be placed in the housing 21 and at the far end of the locking tab 24 to detect the contact of the housing 21 and the target debris 1, thereby activating the electric motor 24a and turning the locking tab 24, and detecting the contact of the locking tab 24 and the target debris 1, thus stopping the electric motor 24a and blocking the locking tab 24. Also, a force can be constantly applied to the locking tab 24 by the electric motor 24a to fix the body portion 21 to the target debris 1.

[0073] Во втором примере, иллюстрированном на фиг. 11(b), фиксирующая лапка 24 поворачивается посредством цилиндра 24с. Цилиндр 24с шарнирно соединяется с фиксирующей лапкой 24 на дальнем конце и шарнирно соединяется с корпусной частью 21 на заднем конце. Цилиндр 24с является гидравлическим цилиндром, воздушным цилиндром или электрическим цилиндром или т.п., например, и выполнен с возможностью растягиваться и сжиматься. Также, может быть размещен датчик 24b в корпусной части 21 и на дальнем конце фиксирующей лапки 24, чтобы определять контакт корпусной части 21 и целевого мусора 1, таким образом, растягивая цилиндр 24с и разворачивая фиксирующую лапку 24, и обнаруживать контакт фиксирующей лапки 24 и целевого мусора 1, таким образом, останавливая расширение цилиндра 24с и блокируя фиксирующую лапку 24. Также, усилие может постоянно прикладываться к фиксирующей лапке 24 посредством цилиндра 24с, чтобы фиксировать корпусную часть 21 на целевом мусоре 1.[0073] In the second example illustrated in FIG. 11 (b), the locking tab 24 is rotated by the cylinder 24c. The cylinder 24c is pivotally connected to the locking tab 24 at the distal end and pivotally connected to the housing 21 at the rear end. The cylinder 24c is a hydraulic cylinder, an air cylinder or an electric cylinder or the like, for example, and is configured to stretch and contract. Also, a sensor 24b can be placed in the housing 21 and at the far end of the locking tab 24 to detect the contact of the housing 21 and the target debris 1, thereby stretching the cylinder 24c and turning the locking tab 24, and detecting the contact of the locking tab 24 and the target debris 1, thereby stopping the expansion of the cylinder 24c and blocking the locking tab 24. Also, force can be constantly applied to the locking tab 24 through the cylinder 24c to fix the body portion 21 to the target debris 1.

[0074] В третьем примере, иллюстрированном на фиг.11(с), фиксирующая лапка 24 поворачивается посредством винтовой пружины 24d. Винтовая пружина 24d хранится внутри контейнера в состоянии сжатия, чтобы активизировать приводной вал 24е, шарнирно соединенный с фиксирующей лапкой 24 на дальнем конце, и закрытое состояние поддерживается посредством стопора 24f, соединенного с корпусной частью 21 через механизм блокировки. Когда датчик 24b обнаруживает контакт корпусной части 21 и целевого мусора 1, стопор 24f поворачивается вверх, и фиксирующая лапка 24 разворачивается. В третьем примере, даже когда фиксирующая лапка 24 приводится в соприкосновение с целевым мусором 1, усилие постоянно прикладывается к фиксирующей лапке 24 посредством винтовой пружины 24d.[0074] In the third example illustrated in FIG. 11 (c), the locking tab 24 is rotated by means of a coil spring 24d. A coil spring 24d is stored inside the container in a compressed state to activate a drive shaft 24e pivotally connected to the locking tab 24 at the distal end, and the closed state is maintained by a stopper 24f connected to the body portion 21 via a locking mechanism. When the sensor 24b detects the contact of the housing 21 and the target debris 1, the stop 24f is turned upward and the locking tab 24 is deployed. In the third example, even when the locking tab 24 is brought into contact with the target debris 1, a force is constantly applied to the locking tab 24 by means of a coil spring 24d.

[0075] В первом-третьем примерах, в то время как корпусная часть 21 прикрепляется к целевому мусору 1 посредством постоянного приложения усилия к фиксирующей лапке 24, зацепляющая часть (например, в форме гарпуна), которая должна быть воткнута и зацеплена с поверхностью корпусной части 21, может быть сформирована на дальнем конце фиксирующей лапки 24, или часть прилипания, которая должна быть приклеена или прикреплена к поверхности корпусной части 21 посредством нанесения или выпуска клейкого вещества, может быть сформирована на дальнем конце фиксирующей лапки 24. Также, фиксирующая лапка 24 не ограничивается конфигурацией поворотного типа и может быть конфигурацией фиксирующего типа, сформированной так, чтобы приводиться в соприкосновение от корпусной части 21 к целевому мусору 1 или может иметь зацепляющую часть или клейкую часть, сформированную на дальнем своем конце, или поворотный тип и фиксирующий тип могут быть использованы вместе.[0075] In the first to third examples, while the body portion 21 is attached to the target debris 1 by constantly applying force to the locking tab 24, the engaging portion (for example, in the form of a harpoon) that must be stuck and engaged with the surface of the body portion 21 may be formed at the distal end of the fixing tab 24, or a part of adhesion that must be glued or attached to the surface of the body portion 21 by applying or releasing an adhesive may be formed at the distal end of the fix the locking tab 24. Also, the locking tab 24 is not limited to a rotary type configuration and may be a locking type configuration formed to be in contact from the body portion 21 to the target debris 1 or may have an engaging portion or an adhesive portion formed at its distal end , or swivel type and locking type can be used together.

[0076] Будет описан способ уборки космического мусора с помощью устройства 2 уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления. Здесь, фиг. 12 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая часть способа уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 13 - это общий схематичный чертеж, иллюстрирующий процесс торможения способа уборки космического мусора согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.[0076] A space debris cleaning method using the space debris cleaning device 2 according to the third embodiment will be described. Here, FIG. 12 is a flowchart illustrating part of a space debris cleaning method according to a third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a general schematic drawing illustrating a braking process of a space debris cleaning method according to a third embodiment of the present invention.

[0077] Блок-схема последовательности операций, иллюстрированная на фиг. 12, иллюстрирует процесс захвата (этап 8) более подробно. После того как устройство 2 уборки космического мусора достигает положения Ε захвата и ориентации захвата (этап 81), устройство 2 уборки космического мусора запускает гарпун 41 в направлении целевого мусора 1 (этап 82). Устройство 2 уборки космического мусора проверяет, пробил или нет гарпун 41 целевой мусор 1 (этап 83). Пробил или нет гарпун 41, может быть визуально проверено посредством блока 51 наблюдения устройства 5 наблюдения или может быть проверено посредством натяжения провода 46.[0077] The flowchart illustrated in FIG. 12 illustrates the capture process (step 8) in more detail. After the space debris cleaner 2 reaches the capture position зах and the capture orientation (step 81), the space debris cleaner 2 launches the harpoon 41 in the direction of the target debris 1 (step 82). The space debris harvesting device 2 checks whether or not the harpoon 41 has pierced the target debris 1 (step 83). The harpoon 41 has broken or not, can be visually checked by the monitoring unit 51 of the monitoring device 5 or can be checked by tensioning the wire 46.

[0078] Когда гарпун 41 не пробил (N) мусор, проверяется, присутствует или нет запасной гарпун 41 (этап 84). Когда запасного гарпуна 41 нет (Ν), процесс заканчивается вследствие неудачи захвата. Когда есть запасной гарпун 41 (Y), гарпун 41 запускается снова (этап 82).[0078] When the harpoon 41 has not pierced (N) debris, it is checked whether a spare harpoon 41 is present or not (step 84). When there is no spare harpoon 41 (Ν), the process ends due to unsuccessful capture. When there is a spare harpoon 41 (Y), the harpoon 41 starts again (step 82).

[0079] Когда гарпун 41 пробил (Y) мусор, провод 46 наматывается посредством устройства 48 намотки провода (этап 85), и устройство 2 уборки космического мусора (корпусная часть 21) подводится близко к целевому мусору 1 (этап 86). После этого, устройство 2 уборки космического мусора разворачивает фиксирующие лапки 24 (этап 87) и закрепляется на целевом мусоре 1. Затем, соответствующим образом выпуская струю корректирующего микродвигателя 31 главного направления, бокового корректирующего микродвигателя 32 и корректирующего микродвигателя 33 для управления ориентацией двигательной установки 3, движение целевого мусора 1 подавляется (этап 88). После того как кувыркающееся движение целевого мусора 1 затухает, процесс переходит к процессу торможения (этап 9).[0079] When the harpoon 41 has punched (Y) the debris, the wire 46 is wound by the wire winder 48 (step 85), and the space debris cleaner 2 (body 21) is brought close to the target debris 1 (step 86). After that, the space debris harvesting device 2 expands the locking tabs 24 (step 87) and is fixed to the target debris 1. Then, accordingly releasing a jet of the main directional correcting micromotor 31, the side corrective micromotor 32 and the corrective micromotor 33 to control the orientation of the propulsion system 3, the movement of the target debris 1 is suppressed (step 88). After the tumbling movement of the target debris 1 fades, the process proceeds to the braking process (step 9).

[0080] В процессе захвата (этапы 81-88), например, когда устройство 2 уборки космического мусора не включает в себя фиксирующие лапки 24, как во втором варианте осуществления, процесс может быть остановлен на процессе близкого подведения (этап 86) для близкого подведения устройства 2 уборки космического мусора к целевому мусору 1 посредством намотки провода 46, соединенного с гарпуном 41 после выпуска гарпуна 41 в целевой мусор 1. Также, после проверки, что гарпун 41 пробил целевой мусор 1 (этапы 83-84), последующие процессы (этапы 85-88) могут быть исключены, чтобы переходить к процессу торможения (этап 9). Исключая процессы (этапы 85-88), поскольку необходимость в процессе близкого подведения устройства 2 уборки космического мусора к целевому мусору 1, испытывающему кувыркающееся движение, устраняется, управление положением/скоростью при выполнении близкого подведения, может быть исключено, механизм и вычисление для определения положения/ориентации/скорости устройства 2 уборки космического мусора могут быть упрощены или сделаны более экономными с точки зрения работы, производительность, требуемая для механизма наблюдения/захвата, может быть смягчена, и нагрузки по обработке на контроллер могут быть уменьшены.[0080] During the capture process (steps 81-88), for example, when the space debris harvesting device 2 does not include the locking tabs 24, as in the second embodiment, the process can be stopped by the close approach process (step 86) for close approach space debris harvesting device 2 to the target debris 1 by winding a wire 46 connected to the harpoon 41 after releasing the harpoon 41 into the target debris 1. Also, after checking that the harpoon 41 has pierced the target debris 1 (steps 83-84), the following processes (steps 85-88) may be excluded th Go to the braking process (step 9). Excluding the processes (steps 85-88), since the need for a close bringing of the space debris cleaning device 2 to the target debris 1 experiencing tumbling motion is eliminated, position / speed control when performing a close approach can be eliminated, a mechanism and calculation to determine the position / orientation / speed of the space debris harvesting device 2 can be simplified or made more economical in terms of operation, the performance required for the surveillance / capture mechanism can be be alleviated and the processing load on the controller can be reduced.

[0081] Фиг. 13 иллюстрирует состояние сброса проводящего фала 61 в процессе торможения (этап 9) после подавления движения целевого мусора 1 посредством процесса захвата (этапы 81-88). Таким образом, подавляя движение целевого мусора 1 посредством фиксирующих лапок 24 и двигательной установки 3, проводящий фал 61, сбрасываемый в космос, предохраняется от бесконтрольного перемещения или запутывания, и эффект торможения может устойчиво срабатывать.[0081] FIG. 13 illustrates the reset state of the conductive halyard 61 during braking (step 9) after suppressing the movement of the target debris 1 through a pickup process (steps 81-88). Thus, by suppressing the movement of the target debris 1 by means of the locking tabs 24 and the propulsion system 3, the conductive halyard 61 thrown into space is protected from uncontrolled movement or tangling, and the braking effect can stably operate.

[0082] Далее, устройство 2 уборки космического мусора согласно другим вариантам осуществления настоящего изобретения будет описано со ссылкой на фиг. 14-16. Здесь, фиг. 14 - это схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид сзади, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг.14(а) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования. Фиг.15 - это схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно пятому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид сзади, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг.15(а) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования. Фиг.16 - это схематичный чертеж, иллюстрирующий устройство уборки космического мусора согласно шестому варианту осуществления настоящего изобретения, (а) иллюстрирует вид сзади, (b) иллюстрирует вид в поперечном разрезе В-В на фиг.16(a) и (с) иллюстрирует схематичный чертеж, иллюстрирующий состояние использования. Те же знаки привязываются к тем же компонентам, что и в устройстве 2 уборки космического мусора согласно первому-третьему вариантам осуществления, и излишние описания будут исключены.[0082] Next, a space debris harvesting device 2 according to other embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 14-16. Here, FIG. 14 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, (a) illustrates a rear view, (b) illustrates a cross-sectional view BB in FIG. 14 (a) and (c) illustrates a schematic drawing illustrating usage status. FIG. 15 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, (a) illustrates a rear view, (b) illustrates a cross-sectional view BB in FIG. 15 (a) and (c) illustrates schematic drawing illustrating the state of use. FIG. 16 is a schematic drawing illustrating a space debris cleaning apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, (a) illustrates a rear view, (b) illustrates a cross-sectional view BB in FIG. 16 (a) and (c) illustrates schematic drawing illustrating the state of use. The same signs are attached to the same components as in the space debris cleaning device 2 according to the first to third embodiments, and unnecessary descriptions will be excluded.

[0083] В устройстве 2 уборки космического мусора согласно четвертому варианту осуществления, иллюстрированному на фиг.14(а) и (b), тормозное устройство 6 внешним образом прикрепляется к поверхности (части задней поверхности) корпусной части 21. Размещая тормозное устройство 6 снаружи корпусной части 21, может быть обеспечено свободное пространство внутри корпусной части 21, и может быть установлено множество гарпунов 41, используя свободное пространство. Т.е. множество устройств 4 захвата могут быть размещены в корпусной части 21. Например, устройства 4 захвата могут быть расположены в четырех частях по диагональным линиям, как иллюстрировано на фиг. 14(а), могут быть расположены в двух частях по одной диагональной линии, могут быть расположены в трех частях, конфигурирующих вершины треугольника, или могут быть расположены в двух частях параллельно. Формируя избыточные устройства 4 захвата (гарпуны 41) таким образом, даже когда первый гарпун 41 не пронзил целевой мусор 1, гарпун 41 может быть выброшен снова, чтобы захватывать целевой мусор 1, и резервирование функции захвата может быть улучшено.[0083] In the space debris harvesting device 2 according to the fourth embodiment illustrated in FIGS. 14 (a) and (b), the brake device 6 is externally attached to the surface (part of the rear surface) of the body portion 21. Placing the brake device 6 outside the body part 21, free space can be provided inside the body part 21, and a plurality of harpoons 41 can be set using free space. Those. a plurality of gripping devices 4 can be placed in the housing 21. For example, the gripping devices 4 can be arranged in four parts along diagonal lines, as illustrated in FIG. 14 (a) can be arranged in two parts along the same diagonal line, can be arranged in three parts that configure the vertices of the triangle, or can be arranged in two parts in parallel. By forming the redundant capture devices 4 (harpoons 41) in this way, even when the first harpoon 41 has not pierced the target debris 1, the harpoon 41 can be ejected again to capture the target debris 1, and redundancy of the capture function can be improved.

[0084] В устройстве 2 уборки космического мусора согласно четвертому варианту осуществления, который иллюстрирован на фиг.14(с), после того как гарпун 41 зацепляется с целевым мусором 1, двигательная установка 3 (корректирующий микродвигатель 31 главного направления, боковой корректирующий микродвигатель 32, корректирующий микродвигатель 33 для управления ориентацией) используется, чтобы изменять направление корпусной части 21, тормозное устройство 6 выбрасывается из корпусной части 21, и проводящий фал 61 разворачивается в космос. В этом варианте осуществления тормозное устройство 6 конфигурирует дальнюю концевую часть 62, которая является частью хранения проводящего фала 61, а также имеет мощность двигательной установки. За счет такой конфигурации нет необходимости размещения сложного механизма управления ориентаций в тормозном устройстве 6, и задавая направление выпуска проводящего фала 61 посредством корпусной части 21, отрезания тормозного устройства 6 от корпусной части 21 и формирования реактивной движущей силы, проводящий фал 61 может разворачиваться в желаемое состояние.[0084] In the space debris harvesting device 2 according to the fourth embodiment, which is illustrated in FIG. 14 (c), after the harpoon 41 engages with the target debris 1, the propulsion system 3 (main directional corrective micromotor 31, sideward corrective micromotor 32, corrective micromotor 33 for orientation control) is used to change the direction of the body part 21, the brake device 6 is ejected from the body part 21, and the conductive halyard 61 is deployed into space. In this embodiment, the braking device 6 configures the distal end portion 62, which is part of the storage of the conductive halyard 61, and also has the power of the propulsion system. Due to this configuration, there is no need to place a complex orientation control mechanism in the brake device 6, and setting the direction of release of the conductive halyard 61 by means of the body part 21, cutting off the brake device 6 from the hull part 21 and forming a reactive driving force, the conductive halyard 61 can unfold to the desired state .

[0085] В устройстве 2 уборки космического мусора согласно пятому варианту осуществления, иллюстрированному на фиг.15(а) и (b), тормозное устройство 6 внешним образом прикрепляется к поверхности корпусной части 21, и корпусная часть 21 используется в качестве дальней концевой части 62 тормозного устройства 6. В частности, провод 46 устройства 4 захвата соединяется с задним концом проводящего фала 61 через разъем 63, и проводящий фал 61, и разъем 63 могут помещаться внутрь тормозного устройства 6, прикрепленного к части задней поверхности корпусной части 21. Т.е. устройство 2 уборки космического мусора согласно этому варианту осуществления имеет разъем 63 для соединения проводящего фала 61 и провода 46, и дальняя концевая часть 62 состоит из корпусной части 21. Также, в состоянии хранения гарпуна 41, провод 46 может протягиваться до тормозного устройства 6 в части задней поверхности вдоль части внешней кромки корпусной части 21. Разъем 63 состоит из электрического изолятора, так что статическое электричество или т.п., генерируемое посредством контакта гарпуна 41 и целевого мусора 1, не передается проводящему фалу 61. Также, множество устройств 4 захвата могут быть размещены в корпусной части 21 аналогично четвертому варианту осуществления.[0085] In the space debris harvesting device 2 according to the fifth embodiment illustrated in FIGS. 15 (a) and (b), the brake device 6 is externally attached to the surface of the body portion 21, and the body portion 21 is used as the distal end portion 62 braking device 6. In particular, the wire 46 of the gripping device 4 is connected to the rear end of the conductive halyard 61 through a connector 63, and the conductive halyard 61 and the connector 63 can be placed inside the brake device 6 attached to a portion of the rear surface of the body portion 21. I.e. the space debris harvesting device 2 according to this embodiment has a connector 63 for connecting the conductive halyard 61 and the wire 46, and the distal end portion 62 consists of a body portion 21. Also, in the storage state of the harpoon 41, the wire 46 can extend to the brake device 6 in part the rear surface along the portion of the outer edge of the body portion 21. The connector 63 consists of an electrical insulator so that static electricity or the like generated by contact of the harpoon 41 and the target debris 1 is not transmitted to the conductive the halyard 61. Also, a plurality of gripping devices 4 can be housed in the housing 21 in a similar manner to the fourth embodiment.

[0086] В устройстве 2 уборки космического мусора согласно пятому варианту осуществления, который иллюстрирован на фиг.15(с), после того как гарпун 41 зацепляется с целевым мусором 1, двигательная установка 3 (корректирующий микродвигатель 31 главного направления, боковой корректирующий микродвигатель 32, корректирующий микродвигатель 33 для управления ориентацией) используется, чтобы изменять направление корпусной части 21, корпусная часть 21 перемещается в направлении, в котором желательно, чтобы был развернут проводящий фал 61 (например, направление к Земле), как необходимо во время выпуска разъема 63 и проводящего фала 61 из тормозного устройства 6 или корпусной части 21, и тормозное устройство 6 отделяется и отрезается от корпусной части 21. Разворачивание ускоряется средством формирования реактивной движущей силы, размещенным в тормозном устройстве 6, и проводящий фал 61 разворачивается в желаемое состояние (например, состояния развернутости в направлении к Земле). Также, средство формирования реактивной движущей силы, которое может управлять ориентацией, может быть установлено в тормозном устройстве 6, чтобы изменять направление или т.п. самому после отделения тормозного устройства 6 от корпусной части 21.[0086] In the space debris harvesting device 2 according to the fifth embodiment, which is illustrated in FIG. 15 (c), after the harpoon 41 engages with the target debris 1, the propulsion system 3 (main directional corrective micromotor 31, sideward corrective micromotor 32, orientation micromotor 33 (used to control orientation) is used to change the direction of the body part 21, the body part 21 is moved in a direction in which it is desirable that the conductive halyard 61 be deployed (e.g. to the ground), as necessary during the release of the connector 63 and the conductive halyard 61 from the brake device 6 or the body part 21, and the brake device 6 is separated and cut off from the body part 21. The deployment is accelerated by a reactive driving force generating means disposed in the brake device 6 , and the conductive halyard 61 unfolds to the desired state (for example, the unfolded state toward Earth). Also, a reactive driving force generating means that can control the orientation can be installed in the braking device 6 to change direction or the like. after separation of the brake device 6 from the body part 21.

[0087] Когда тормозное устройство 6 не включает в себя средство формирования реактивной движущей силы, проводящий фал 61 может разворачиваться в желаемое состояние посредством перемещения корпусной части 21 в направлении, в котором желательно, чтобы был развернут проводящий фал 61 (например, направление к Земле), в то же время выпуская разъем 63 и проводящий фал 61 из тормозного устройства 6 или корпусной части 21. За счет такой конфигурации, корпусная часть 21 может использоваться в качестве дальней концевой части 62 тормозного устройства 6, и конфигурация тормозного устройства 6 может быть упрощена.[0087] When the braking device 6 does not include reactive driving force generating means, the conductive halyard 61 can be deployed to a desired state by moving the body portion 21 in a direction in which it is desirable that the conductive halyard 61 is deployed (for example, a direction toward the Earth) at the same time releasing the connector 63 and the conductive halyard 61 from the brake device 6 or the body part 21. Due to this configuration, the body part 21 can be used as the distal end part 62 of the brake device 6, and a config braking radio device 6 can be simplified.

[0088] В устройстве 2 уборки космического мусора согласно шестому варианту осуществления, иллюстрированному на фиг.16(а) и (b), тормозное устройство 6 внешним образом прикрепляется к поверхности корпусной части 21, корпусная часть 21 используется в качестве дальней концевой части 62 тормозного устройства 6, и часть тормозного устройства 6 выполнена с возможностью отделяться от корпусной части 21. В частности, тормозное устройство 6, иллюстрированное в пятом варианте осуществления, делится на множество устройств, которыми являются первое тормозное устройство 6а, второе тормозное устройство 6b, третье тормозное устройство 6с и четвертое тормозное устройство 6d, и тормозные устройства с первого тормозного устройства 6а по четвертое тормозное устройство 6d выполнены с возможностью отделяться (отрезаться) от корпусной части 21 индивидуально. Предпочтительно, чтобы число делений тормозного устройства 6 задавалось так, чтобы быть в однозначном соответствии с устройствами 4 захвата (гарпунами 41).[0088] In the space debris harvesting device 2 according to the sixth embodiment illustrated in FIGS. 16 (a) and (b), the brake device 6 is externally attached to the surface of the body portion 21, the body portion 21 is used as the distal end portion 62 of the brake device 6, and part of the brake device 6 is configured to separate from the body part 21. In particular, the brake device 6, illustrated in the fifth embodiment, is divided into many devices, which are the first brake stroystvo 6a, the second braking device 6b, 6c of the third brake device and the fourth brake device 6d, and the first brake device with a brake device 6a to fourth braking device 6d are arranged to be separated (cut out) from the body portion 21, individually. Preferably, the number of divisions of the braking device 6 is set so as to be in unambiguous correspondence with the gripping devices 4 (harpoons 41).

[0089] В устройстве 2 уборки космического мусора согласно шестому варианту осуществления, который иллюстрирован на фиг.16(с), после того как гарпун 41 зацепляется с целевым мусором 1, двигательная установка 3 (корректирующий микродвигатель 31 главного направления, боковой корректирующий микродвигатель 32, корректирующий микродвигатель 33 для управления ориентацией) используется, чтобы изменять направление корпусной части 21, корпусная часть 21 перемещается в направлении, в котором желательно, чтобы был развернут проводящий фал 61 (например, направление к Земле), как необходимо, в то же время, выпуская разъем 63 и проводящий фал 61 из тормозного устройства 6 (например, первого тормозного устройства 6а), и первое тормозное устройство 6а отделяется и отрезается от корпусной части 21. Разворачивание ускоряется средством формирования реактивной движущей силы, размещенным в первом тормозном устройстве 6а, и проводящий фал 61 разворачивается в желаемое состояние (например, состояния развернутости в направлении к Земле). Также, средство формирования реактивной движущей силы, которое может управлять ориентацией, может быть установлено в первом тормозном устройстве 6а, чтобы изменять направление или т.п. самому после отделения первого тормозного устройства 6а от корпусной части 21.[0089] In the space debris harvesting device 2 according to the sixth embodiment, which is illustrated in FIG. 16 (c), after the harpoon 41 engages with the target debris 1, the propulsion system 3 (main directional corrective micromotor 31, sideward corrective micromotor 32, orientation micromotor 33 (used to control orientation) is used to change the direction of the body part 21, the body part 21 is moved in a direction in which it is desirable that the conductive file 61 be deployed (e.g., towards the Earth), as necessary, at the same time, releasing the connector 63 and the conductive halyard 61 from the brake device 6 (for example, the first brake device 6a), and the first brake device 6a is detached and cut off from the body portion 21. The deployment is accelerated by the forming means a reactive driving force disposed in the first brake device 6 a and the conductive halyard 61 unfolds to a desired state (for example, a deployed state toward the Earth). Also, a reactive driving force generating means that can control the orientation can be installed in the first braking device 6a to change direction or the like. after separation of the first brake device 6a from the body part 21.

[0090] Между тем, устройство 2 уборки космического мусора перемещается к следующему целевому мусору 1, используя двигательную установку 3. За счет такой конфигурации, два или более фрагмента целевого мусора 1 могут быть убраны одним устройством 2 уборки космического мусора, и эффективность работы может быть улучшена. Также, когда первое тормозное устройство 6а не включает в себя средство формирования реактивной движущей силы, устройство 2 уборки космического мусора может перемещаться к следующему целевому мусору 1, отделяя и отрезая первое тормозное устройство 6а от корпусной части 21, после того как проводящий фал 61 разворачивается устройством 2 уборки космического мусора.[0090] Meanwhile, the space debris cleaner 2 is moved to the next target debris 1 using the propulsion system 3. Due to this configuration, two or more fragments of the target debris 1 can be removed by one space debris cleaner 2, and the efficiency can be improved. Also, when the first braking device 6a does not include reactive driving force generating means, the space debris harvesting device 2 can move to the next target debris 1, separating and cutting off the first braking device 6a from the body portion 21 after the conductive halyard 61 is deployed by the device 2 space debris cleanups.

[0091] В устройстве 2 уборки космического мусора, иллюстрированном на фиг.14-16, пропущены изображения для подробностей устройства 5 наблюдения и устройства 7 подачи энергии, и т.д., однако, они несомненно выполнены с возможностью храниться внутри основной части 21 аналогично первому варианту осуществления.[0091] In the space debris cleaning device 2 illustrated in Figs. the first embodiment.

[0092] Настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления и, конечно, является по-разному изменяемым в диапазоне, не отклоняющемся от цели настоящего изобретения.[0092] The present invention is not limited to the above-described embodiments, and, of course, is variably varied in a range not deviating from the object of the present invention.

Перечень ссылочных позицийList of Reference Items

[0093] 1 Целевой мусор[0093] 1 Target trash

2 Устройство уборки космического мусора2 Space debris cleaner

3 Двигательная установка3 Propulsion

4 Устройство захвата4 capture device

5 Устройство наблюдения5 Surveillance device

6 Тормозное устройство6 Brake device

7 Устройство для подачи энергии7 Power supply device

11 Резервуар (полый фрагмент)11 Tank (hollow fragment)

21 Корпусная часть21 Housing

24 Фиксирующая лапка24 Locking foot

41 Гарпун41 Harpoon

43 Заостренная концевая часть43 Pointed end

43а Зубчатая часть43a Toothed part

44 Стопорная часть44 locking part

45 Часть формирования реактивной движущей силы45 Part of the formation of reactive driving forces

46 Провод46 Wire

47 Цилиндрический корпус (упругий корпус)47 Cylindrical housing (elastic housing)

47′ Волокнистый корпус (упругий корпус)47 ′ Fibrous body (elastic body)

48 Устройство намотки провода48 Wire winder

61 Проводящий фал61 conductive halyard

62 Дальняя концевая часть62 Far end

63 Разъем63 Connector

71 Панель солнечной батареи71 Solar Panel

Claims

1. A device for cleaning space debris, which removes space debris from orbit, experiencing erratic tumbling, by capturing and braking space debris, comprising a propulsion system for controlling mooring and orientation to target debris, which is space recoverable debris; a capture device having a harpoon that can be released to the target debris; an observation device for monitoring the movement of the target debris and calculating the capture position and the orientation of the capture, in which the harpoon can be released into a hollow fragment of the target debris; a brake device, directly or indirectly connected to the harpoon, for braking target debris; and a body part on which a propulsion system, a gripping device, a surveillance device and a brake device are mounted, wherein the harpoon includes a pointed end part having a gear part that can engage with the target debris, a stop part that must be in contact with the surface target debris, a part of the formation of a reactive driving force for ejecting the harpoon, a wire for connecting the harpoon to the body part and an elastic body located so as to close the pointed end part on the front surface of the retainer part, and by compressing the elastic body between the surface of the target debris and the retainer part, when the pointed end part is engaged with the target debris, the scattering of broken fragments formed when the harpoon passes through is suppressed.

2. The device for cleaning space debris according to claim 1, in which the gear part is configured to close when passing through the target debris and open after passing through the target debris.

3. The space debris cleaning device according to claim 1, wherein the plurality of pointed end parts are located on the surface of the retainer part, and each of the pointed end parts is retractable when abutted to a position in which the pointed end part cannot penetrate through the surface of the target debris .

4. The device for cleaning space debris according to claim 1, wherein a wire winding device is provided that is capable of winding the wire, and by winding the wire after the pointed end portion engages with the target debris, the body portion is brought close to the target debris.

5. The space debris cleaning device according to claim 4, wherein the buffer material for mitigating the impact when the hull is brought close to the target debris is located on the hull.

6. The space debris cleaning device according to claim 4, wherein there are a plurality of locking tabs rotatably disposed in the housing, and after the housing portion is brought close to the target debris, the locking tabs are deployed to attach the housing to the target debris, and the movement of the target debris is suppressed by the propulsion system.

7. The space debris cleaning device according to claim 1, wherein the plurality of capture devices are located in the hull.

8. The space debris cleaning device according to claim 1, wherein the braking device includes a conductive halyard discharged into space and a distal end portion located at the distal end of the conductive halyard and provided with means for generating a reactive driving force to generate a reactive driving force.

9. The space debris cleaning device according to claim 1, wherein the braking device includes a conductive halyard discharged into space, a distal end portion located at the far end of the conductive halyard and provided with a means of generating a reactive driving force to generate a reactive driving force, and a connector for attaching the rear end of the conductive halyard to the wire, the wire being connected to the body portion via the conductive halyard and the distal end portion.

10. The device for cleaning space debris according to claim 8 or 9, in which the conductive halyard is connected so as to separate from the hull.

11. A space debris cleaning device according to claim 8 or 9, wherein the distal end portion is configured with a body portion.

12. A method for cleaning space debris, which removes shaved space debris that experiences random tumbling motion by trapping and braking space debris, including the process of launching into orbit, which displays a device for cleaning space debris into orbit of target debris, which is space recoverable debris; a mooring process in which mooring of a space debris cleaning device to a target debris is performed; a monitoring and moving process that monitors the movement of the target debris after the space debris cleaner reaches the observation position, calculates the capture position and the capture orientation at which the harpoon can be released into the target debris, and move the space debris cleaner to the capture position and grip orientation; a capture process in which the harpoon is released into the target debris and the space debris cleaning device and the target debris are connected; and a braking process in which the target debris is braked by means of a space debris cleaning device, wherein the harpoon includes a pointed end portion having a gear portion that can engage with the target debris, a stop portion that must be in contact with the surface of the target debris, part forming a reactive driving force for ejecting the harpoon, a wire for connecting the harpoon to the body part and an elastic body located so as to close the pointed end part on the front over spine locking part, and by compressing the elastic body between the target surface and the debris stopper portion when the tapered end portion is engaged with target debris spreading suppressed broken off fragments formed when spear passes through.

13. The space debris cleaning method according to claim 12, wherein the capture process includes a close-up process on which a wire connected to the harpoon is wound after the harpoon is released into the target debris and the space debris cleaning device is brought close to the target debris.

14. The space debris cleaning method according to claim 13, wherein the capture process includes a fixing process in which the locking tabs located on the space debris cleaning device are deployed and engaged with the target debris after the space debris cleaning device is brought close to the target debris and a motion suppression process in which the target debris is suppressed by a propulsion system located in a space debris harvesting device.

15. The method of cleaning space debris according to claim 12, in which the process of observation and movement calculates the position of the capture and the orientation of the capture in order to release the harpoon into a hollow fragment of the target debris.

16. A method for cleaning space debris according to claim 12, wherein the braking process is a process in which target debris is braked by dumping a conductive file from a space debris cleaning device into space.