[實用新型]一種用于空間微小碎片探測的衛星探測裝置

有效

• 申請號: 201920395205.2
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN210526880U
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 楊峰;任維佳;杜志貴;陳險峰
• 申請（專利權）人: 長沙天儀空間科技研究院有限公司
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22;B64G4/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣;侯越玲

本實用新型涉及一種用于空間微小碎片探測的衛星探測裝置，至少包括安裝在衛星主體上的載荷艙，所述載荷艙內設置有與所述衛星主體連通的充氣重力梯度桿以及與所述充氣重力梯度桿連接的用于探測空間微小碎片的探測氣囊，在所述探測氣囊充氣展開后，所述探測氣囊按照能夠形成至少一個向所述探測氣囊的內部凹陷的曲面以在增加與空間微小碎片的接觸面積的同時至少部分捕獲微小碎片的方式設置。本實用新型提供的用于空間微小碎片探測的衛星探測裝置通過設置凹陷的曲面，增加了探測氣囊與空間微小碎片的接觸面積，提高了探測氣囊探測到空間微小碎片的機會，而且，至少能夠部分的捕獲空間微小碎片，保證衛星主體不會與空間微小碎片碰撞。

技術領域

本實用新型涉及航空航天技術領域，尤其涉及一種用于空間微小碎片探測的衛星探測裝置。

背景技術

隨著人類空間探索活動增多，太空中由于人類的空間探索活動造成的空間碎片也日漸增多。這些空間碎片分布在太陽同步軌道、地球同步軌道以及近地軌道等軌道上，已經成為衛星、飛船、空間站等在軌安全運行的一大威脅。近地空間中，毫米級以上不同尺度的碎片數以億計。更為緊迫的是，今年來，空間碎片正快速增長，空間碎片撞擊占空間環境引發各類衛星失效時間的比例也逐步增高。目前，在軌衛星對于空間碎片的規避主要采取機動變軌或者姿態調整的方式進行碎片規避。

在衛星規避之前需要對空間碎片進行探測，對于直徑小于1mm的空間碎片無法通過地基雷達和望遠鏡等觀測。國際上主要采用天基探測器對空間碎片進行探測，通過監測空間碎片與探測器的撞擊來獲取空間碎片的質量、速度、軌道以及通量等信息。SPADUS探測器搭載在ARGOS衛星上，其結構形式采用雙排平行陣列式，每排陣列上有16片聚偏二氟乙烯壓電薄膜(PVDF)傳感器，每片傳感器面積為36cm²。聚偏二氟乙烯壓電薄膜(PVDF)傳感器是一種新型高分子聚合物壓電材料，兼具耐沖擊、不易受水和化學藥品的污染、重量輕、柔軟不脆等特點，可以分割成各種形狀的大面積傳感器封裝在曲面或脆性材料的表面。PVDF傳感器受到空間碎片撞擊后會產生電荷信號，該電荷信號經過放大、濾波、模數轉換等功能模塊后，將采集的電荷信號轉換為數字信號。星上載荷對采集的數據進行分析，不僅能夠探測空間碎片，還可以反演出碎片的基本性質。

中國專利(公開號為CN207120903U)公開了一種模塊化衛星，包括三個以上功能模塊，所述三個以上功能模塊對接形成所述模塊化衛星，并且所述三個以上功能模塊圍繞所述模塊化衛星的周向分布，并且相鄰兩個所述功能模塊之間通過伸縮機構連接，探測器設置于其中一個所述功能模塊上，用于探測空間碎片，控制器，設置于其中一個所述功能模塊上，根據探測器探測的結果控制所述伸縮機構。該專利提供的模塊化衛星不需要改變衛星的運行軌道，只需要通過調整伸縮機構來增大功能模塊之間的距離，并且只需要利用太陽能即可實現規避空間碎片，節省推進劑。但是，一方面該專利公開的模塊化衛星的探測器的探測目標是對于直徑較大的空間碎片的探測，可以通過調整伸縮機構規避空間碎片，但這種規避方法對極大地限制了衛星的結構。現有衛星結構的主流趨勢是小型化、集成化，模塊化的拼裝也是為了后續衛星安裝過程的方便。而衛星在軌工作期間通過調整伸縮機構來增大功能模塊之間的距離，必然會產生擾動，影響衛星有效載荷的工作；其次，衛星各個模塊的分離也增加了衛星姿態管理的復雜度；最后，對于直徑小于1mm的空間碎片可能無法完全破壞飛行器，但對于衛星表面的各種傳感器、太陽能帆板，特別是一些光學設備可能受到空間碎片的沙蝕，甚至完全失效。