[发明专利]一种基于高能电子的空间碎片破除设备

说明书

本发明公开了一种基于高能电子的空间碎片破除设备，包括依次连接的电子收集罩、电离分离腔及离子加速体；所述电子收集罩为锥筒状；所述电离分离腔的主体为圆柱形的空心腔体，在腔体上依次设有工质入口和电子出口，在电子出口外面缠绕有电磁线圈；在腔体上位于电子出口外围设有负电极，用于连接电源负极；离子加速体内设加速通道，在离子加速体一侧设有与加速通道连通的离子入口，用于连接电离分离腔；加速通道由离子加速体顶面引出离子出口，在离子加速体底面设有高压正电极，用于连接电源正极，对进入加速通道内的离子进行排斥。该设备可利用空间中高能电子来电离工质，通过电极加速喷出打击碎片，从而分解大尺寸碎片，消除安全隐患。

技术领域

本发明涉及空间环保技术领域，特别涉及一种基于高能电子的空间碎片破除设备。

背景技术

空间碎片，是指人类空间活动的产物。主要包括完成任务的火箭箭体和卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物，是空间环境的主要污染源。大尺寸的空间碎片会给卫星的运行带来威胁，需要采取措施进行处理，通常的处理方法是采用激光器照射的方案来熔融碎片。高能激光束属于电磁能量，其能量密度相对较低，效率不高，难以快速分解破除大尺寸空间碎片。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于高能电子的空间碎片破除设备，该设备可利用空间中高能电子来电离工质，通过电极加速喷出打击碎片，从而分解大尺寸碎片，消除安全隐患。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于高能电子的空间碎片破除设备，包括依次连接的电子收集罩、电离分离腔及离子加速体；

所述电子收集罩为锥筒状，用于收集太空中的高能电子；

所述电离分离腔的主体为圆柱形的空心腔体，在腔体上依次设有工质入口和电子出口，在电子出口外面缠绕有电磁线圈，用于连接电流源产生磁场；在腔体上位于电子出口外围设有负电极，用于连接电源负极，排斥由电子出口排出的电子；

所述离子加速体内设加速通道，在离子加速体一侧设有与加速通道连通的离子入口，用于连接电离分离腔；加速通道由离子加速体顶面引出离子出口，在离子加速体底面设有高压正电极，用于连接电源正极，对进入加速通道内的离子进行排斥，使离子加速由离子出口喷出。

作为进一步优选，所述电离分离腔连接在电子收集罩的小径一端。

作为进一步优选，所述负电极为半圆环形，其内腔面向离子加速体，用于将电子出口排出的电子排斥向离子出口。

作为进一步优选，所述电子出口的外端口为斜口，且面向离子加速体的离子出口上方。

作为进一步优选，在电离分离腔的腔体外缘对应电子出口的另一侧设有圆形凸台，并在凸台外面缠绕有辅助线圈，用于辅助电磁线圈优化磁场。

作为进一步优选，所述离子加速体外形为长方体，所述加速通道为一个矩形空腔。

作为进一步优选，所述电子收集罩、电离分离腔及离子加速体依次通过螺纹连接，以便于拆卸。

作为进一步优选，所述电子收集罩、电离分离腔及离子加速体均为绝缘材料制成。

作为进一步优选，所述离子加速体为陶瓷材料制成。

本发明的有益效果为：