[发明专利]一种空间碎片烧蚀系统及方法

说明书

本发明公开一种空间碎片烧蚀系统，包括成像子系统、激光烧蚀子系统以及控制中心。其中，成像子系统与激光烧蚀子系统共用传感器镜头。同时，成像子系统与控制中心的空间目标探测模块可通信地连接，以实现空间碎片探测，激光烧蚀子系统与控制中心的跟瞄控制模块以及激光器控制模块可通信地连接，根据空间碎片的相对位置信息，进行空间碎片烧蚀清除。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种空间碎片烧蚀系统及方法。

背景技术

随着空间科学技术的迅速发展，空间活动越来越频繁，导致空间碎片不断增加，使得空间环境遭受了严重污染，这对人类未来的航天活动构成了严重威胁。

高能激光是一种清除空间cm级空间碎片的有效方法，在激光清除空间碎片的方法中，如果将激光器系统部署在地面，称为地基清除空间碎片方法；如果将激光器系统部署在外层空间，则称为天基清除空间碎片方法。相比较而言，天基清除空间碎片方法的激光器能量远远小于地基，而且激光传输过程中不存在大气湍流干扰，还可以用于特定航天器轨道附近空间碎片清除和推离。

对于天基清除空间碎片方法而言，目前多停留于关键技术研究及验证的阶段，而高精度的跟踪瞄准是天基清除空间碎片方法的关键技术之一，其能保证在清除过程中，激光光束准确聚焦于空间碎片上进行烧蚀。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明一方面提供一种空间碎片烧蚀系统，包括：

共用光路单元，包括传感器镜头以及第一分光光路单元；

成像子系统，包括探测器，所述成像子系统用于接收经由所述分光光路单元进入的光线，并转换为数字图像；

激光烧蚀子系统，包括跟瞄系统以及激光器，所述跟瞄系统与所述激光器可通信地连接，用于控制所述激光器的角度，所述激光器用于发射高能量脉冲激光；以及

控制中心，包括：

空间目标探测模块，与所述成像子系统可通信地连接，用于根据所述数字图像识别空间碎片，并计算目标碎片的相对方位；

跟瞄控制模块，与所述空间目标探测模块以及所述跟瞄系统可通信地连接，用于实时跟踪目标碎片，并根据目标碎片的相对方位信息，计算激光发射角度信息，并将所述角度信息发送给所述跟瞄

系统；以及

激光器控制模块，用于控制激光器的开关。

进一步地，所述成像子系统包括：

第二分光光路单元，其布置于所述第一分光光路单元之后，用于将光线分别摄入可见光成像子系统及红外光成像子系统；

可见光成像子系统，包括第一光路单元以及可见光探测器，所述第一光路单元将经由所述第二分光光路单元进入的可见光聚焦于所述可见光探测器的靶面上；以及

红外光成像子系统，包括第二光路单元以及红外光探测器，所述第二光路单元将经由所述第二分光光路单元进入的红外光聚焦于所述红外光探测器的靶面上。

进一步地，所述可见光探测器和/或所述红外光探测器为CMOS探测器。

进一步地，所述可见光成像子系统和/或所述红外光成像子系统采用凝视成像模式，以实现对大范围的空间目标以及空间碎片探测。

进一步地，所述控制中心为集成芯片。

本发明一方面提供一种空间碎片烧蚀系统，包括：

通过所述成像子系统对经由第一分光光路单元进入的光线进行光电转换，以获取图像信息；

空间目标探测模块根据所述图像信息，识别空间碎片并确定目标碎片位置；