[发明专利]一种微小卫星辅助离轨装置

说明书

本发明公开了一种微小卫星辅助离轨装置，包括箱体，箱体内设置有中心轴和多个帆膜储箱，帆膜储箱内设置有折叠存储的帆膜，中心轴上设置有第一法兰盘和第二法兰盘，中心轴上缠绕有位于第一法兰盘与第二法兰盘之间的弹簧卷尺，弹簧卷尺与帆膜连接，箱体上设置有用于解锁中心轴的阻力帆解锁组件。本发明结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在微小卫星上，使微小卫星在寿命结束后自行离轨，减少空间碎片，使用效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体涉及一种微小卫星辅助离轨装置。

背景技术

随着航天技术的迅猛发展，人类发射航天器的数量与日俱增，与此同时也造成了大量的空间碎片。近年来，微小卫星技术取得了巨大成就，世界各国微小卫星的数量成井喷式增长。微小卫星具有体积小，功能单一，工作寿命短等特点。当微小卫星工作寿命结束后，其滞留在太空成为空间碎片。空间碎片的存在严重威胁着在轨运行航天器的安全，碎片与航天器的碰撞能够损坏航天器表面，甚至破坏航天器的主要部件，严重影响航天器的正常工作。微小卫星应在其任务完成25年内或者发射30年内能自行离轨。因此，使微小卫星在寿命结束后自行离轨，以减少空间碎片，已成为当前国际上研究的热点和前沿领域。

当前国际空间碎片的清理方式按照是否耗能分为三种：(1)主动清理方式；(2)被动清理方式；(3)混合清理方式。具体包括捕捉、激光清理、电动力缆绳和太阳辐射压力离轨等。

捕捉方式有机械爪、机械臂、飞网等，一般包含捕捉飞行器和轨道转移飞行器两部分。捕抓方式通过飞网、机械爪、机械臂来捕抓空间碎片，然后将碎片储存起来通过轨道转移飞行器进行统一处理。由于轨道转移飞行器空间和能量的限制，这种方式所能清理的空间碎片数目极为有限。

激光清理主要分烧蚀和推进两种方式，这种方式对空间碎片位置探测与瞄准发射的精度要求非常高，无法有效清除1厘米以下的空间碎片；此外由于产生高能激光需要消耗大量能量，清理碎片成本高。

电动力缆绳清理空间碎片的原理为给空间碎片附着一条带电导线，在飞行过程中，带电导线切割地磁场的磁力线产生洛仑兹力，碎片在洛仑兹力的作用下脱离原先的运行轨道，最终进入大气层烧毁。其不足之处是由于带电导线电流非常小，通常所设计的缆绳长度需为数千米甚至数十千米，在工程中难以实现。

太阳辐射压力离轨方式主要是利用太阳辐射压完成卫星变轨。这种方法一般由地面控制站来实现操作，而且需要足够长的操作时间才能来保证太阳辐射压的长时间作用，从而使得卫星变轨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种微小卫星辅助离轨装置，其结构简单，设计合理，实现方便，能够有效应用在微小卫星上，使微小卫星在寿命结束后自行离轨，减少空间碎片，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微小卫星辅助离轨装置，包括箱体，所述箱体内设置有中心轴和多个帆膜储箱，所述帆膜储箱内设置有折叠存储的帆膜，所述中心轴上设置有第一法兰盘和第二法兰盘，所述中心轴上缠绕有位于第一法兰盘与第二法兰盘之间的弹簧卷尺，所述弹簧卷尺与帆膜连接，所述箱体上设置有用于解锁中心轴的阻力帆解锁组件。

上述的一种微小卫星辅助离轨装置，所述箱体包括底板和顶板，以及转动连接在底板上的四个侧板，所述阻力帆解锁组件设置在顶板上。

上述的一种微小卫星辅助离轨装置，所述中心轴为阶梯轴状，所述中心轴的中间部分为粗壮部，所述弹簧卷尺缠绕在粗壮部上，所述中心轴的下端为圆柱部，所述圆柱部通过轴承与底板连接，所述中心轴的上端为六棱柱部，所述六棱柱部穿过顶板与阻力帆解锁组件连接，所述粗壮部与圆柱部连接处形成第一阶梯面，所述粗壮部与六棱柱部连接处形成第二阶梯面。

上述的一种微小卫星辅助离轨装置，所述第一法兰盘通过螺栓固定连接在第一阶梯面上，所述第二法兰盘通过螺栓固定连接在第二阶梯面上。