[发明专利]用于捕获客户飞行器的系统和相关方法

说明书

捕获组件和顺应性延伸组件可以用于插入航天器的液体发动机的喷嘴中。捕获组件可以包括诸如探头的用于插入喷嘴中的设备以及至少部分地包封在探头的前部部分中的组件。所述组件可以包括多个致动的指状件，用于在将探头插入喷嘴中时从探头向外展开。顺应性延伸组件可以至少部分地包封在连接到捕获组件的壳体中，用于实现探头的轴向运动。顺应性延伸组件可以促进探头相对于壳体在缩回位置和延伸位置之间轴向移动，在所述延伸位置中，探头向前延伸。

优先权要求

本申请要求2017年4月13日提交的题目为“具有对接和捕获组件的航天器”的美国临时专利申请序列号62/484,965的申请日的权益以及2017年12月1日提交的题目为“用于捕获客户飞行器的系统”的美国专利申请序列号15/829,807的申请日的权益，每一个申请的公开内容均通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于航天器对接的系统、装置、组件、设备和方法，并且更具体地涉及一种捕获组件以及相关方法，所述捕获组件包括用于插入和捕获航天器的发动机的设备。

背景技术

成千上万的航天器围绕地球轨道而行以执行各种功能，包括例如电信、GPS导航、天气预报和测绘。像所有机器一样，航天器定期需要维护以延长其运行寿命。维护可以包括例如部件维修、补充燃料、轨道提升、轨道保持、动量平衡或其他维护。为此，可以将维护航天器送入轨道使其与需要维护的客户航天器对接，在对接之后，对客户端进行延长寿命的维护。航天器对接通常涉及“合作”目标，其中，第一航天器附接到设计为与其对接的第二航天器。但是，各种航天器都没有专用的对接特征。这样的航天器通常将具有液体远地点发动机和发射载具分离环。这些航天器仍可从维护中受益，但由于缺乏专用的对接特征而增加了难度。如果不进行延长寿命的维护，这些航天器可能会失效，替换的费用通常非常昂贵且工期可能长达数年。

与航天器对接的概念化方法包括复杂的机械工具。各种专利和出版物已经考虑了这样的方法，包括美国专利号3,508,723、4,219,171、4,391,423、4,588,150、4,664,344、4,898,348、5,005,786、5,040,749、5,094,410、5,299,764、5,364,046、5,372,340、5,490,075、5,511,748、5,735,488，5,803,407、5,806,802、6,017,000、6,299,107、6,330,987、6,484,973、6,523,784、6,742,745、6,843,446、6,945,500、6,969,030、7,070,151、7,104,505、7,207,525、7,216,833、7,216,834、7,240,879、7,293,743、7,370,834、7,438,264、7,461,818、7,484,690、7,513,459、7,513,460、7,575,199、7,588,213、7,611,096、7,611,097、7,624,950、7,815,149、7,823,837、7,828,249、7,857,261、7,861,974、7,861,975、7,992,824、8,006,937、8,006,938、8,016,242、8,056,864、8,074,935、8,181,911、8,196,870、8,205,838、8,240,613、8,245,370、8,333,347、8,412,391、8,448,904、8,899,527、9,108,747、9,302,793、9,321,175和9,399,295；美国专利申请公开号2004/0026571、2006/0145024、2006/0151671、2007/0228220、2009/0001221、2012/0112009、2012/0325972、2013/0103193、2015/0008290、2015/0314893、2016/0039543和2016/0039544；欧洲专利号EP 0541052、0741655B1、0741655B2和1654159；PCT公报号2005/110847、2005/118394、2014/024,199和2016/030890；日本专利号JPH01282098；航天器的自动交会对接(Automated Rendezvous and Docking of Spacecraft)，Fehse，Wigbert，剑桥大学出版社(Cambridge University Press)(2003)；在轨维护任务：航天器运行的挑战和解决方案(On-Orbit Servicing Missions：Challenges and Solutions for SpacecraftOperations)，Sellmaier F.等人，SpaceOps 2010会议，AIAA 2010-2159(2010)；和关于地球航天器的标准化抓取和补充燃料在轨维护(Towards a standardized grasping andrefueling on-orbit servicing for geo spacecraft)，Medina、Alberto等人，宇航学报(Acta Astronautica)，第134卷，第1-10页(2017)；DEOS-对于处置故障卫星的德国机器人方法的飞行中技术演示(DEOS-The In-Flight Technology Demonstration of German’sRobotics Approach to Dispose Malfunctioned Satellites)，Reintsema D.等人，以上引用文献中的每篇文献的公开内容均通过引用整体并入本文。但是，机械复杂性增加了部件故障的可能性，这可能导致在对接和维护过程中出现故障。因此，需要用于对接至航天器的改进的捕获组件。