本申请公开了一种基于运载火箭的太空垃圾清理设备及方法，其中，基于运载火箭的太空垃圾清理设备包括：运载火箭上面级、用于回收太空垃圾的太空垃圾回收装置、用于获取需要进行清理的太空垃圾的垃圾位置的监控系统、用于感应垃圾距离位置的距离感应系统和多个用于调节运载火箭上面级姿态的姿控组合体；运载火箭上面级上端设置有卫星支架承力筒；其中，太空垃圾回收装置设置于卫星支架承力筒内；监控系统和距离感应系统均设置于卫星支架承力筒远离运载火箭上面级的一端；多个姿控组合体均匀间隔设置于运载火箭上面级上。本申请降低了研制成本和发射成本，提高了太空垃圾的清理效率。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航天，尤其涉及一种基于运载火箭的太空垃圾清理设备及方法。
技术介绍
1、太空垃圾一般存在于高300-450公里的近地轨道上，具有撞击其它航天器的风险。此外，部分太空垃圾在返回大气层时也会对地面安全造成威胁。
2、自20世纪50年代开始太空探索后，人类已经向太空发射了上千次运载火箭，搭载的卫星更有上万颗之多。近年来，随着航天领域技术的快速发展，运载火箭的发射频率更是剧增，然而，探空活动的过程必然伴随着太空垃圾的产生。频繁的探空任务已经在太空产生了不计其数的太空垃圾，其中，较大的太空垃圾可以用监测导弹和间谍卫星的系统来进行监测，时时观测其运动状态，同时移动雷达也是记录、确定及跟踪太空垃圾的重要手段。
3、随着太空垃圾的污染越来越严重，太空垃圾的清理也变得越来越受关注。根据太空垃圾的特殊性将对太空垃圾的清理方式分为两种：被动清理和主动清理。
4、其中，被动清理是指太空垃圾受到某种自然力量坠入大气层，与空气剧烈摩擦产生高温将其烧毁，但部分较大的太空垃圾无法被全部烧毁，其剩余部分会落到地球上对地面安全造成威胁。
5、主动清理是指通过研制的用于太空垃圾清理的航天器主动清理太空垃圾。但现有的用于太空垃圾清理的航天器具有专业性要求高、研制难度大和研制成本高等问题。完成研制后，现有的用于太空垃圾清理的航天器还需要单独完成航天器发射任务，从而进入太空。进入太空后，现有的用于太空垃圾清理的航天器在执行清理任务时，还存在清理太空垃圾的效率低、清理周期长和清理成本昂贵等缺点。
>技术实现思路1、本申请的目的在于提供一种基于运载火箭的太空垃圾清理设备及方法，降低了研制成本和发射成本，提高了太空垃圾的清理效率。
2、为达到上述目的，本申请提供一种基于运载火箭的太空垃圾清理设备，包括：运载火箭上面级、用于回收太空垃圾的太空垃圾回收装置、用于获取需要进行清理的太空垃圾的垃圾位置的监控系统、用于感应垃圾距离位置的距离感应系统和多个用于调节运载火箭上面级姿态的姿控组合体；运载火箭上面级上端设置有卫星支架承力筒；其中，太空垃圾回收装置设置于卫星支架承力筒内；监控系统和距离感应系统均设置于卫星支架承力筒远离运载火箭上面级的一端；多个姿控组合体均匀间隔设置于运载火箭上面级上。
3、如上的，其中，卫星支架承力筒内设置有回收装置安装底座，太空垃圾回收装置设置于回收装置安装底座上。
4、如上的，其中，卫星支架承力筒内还设置有回收装置固定支架，回收装置固定支架的外侧与卫星支架承力筒的内壁连接，回收装置固定支架的内侧与太空垃圾回收装置连接，连接后，太空垃圾回收装置位于回收装置固定支架内。
5、如上的，其中，姿控组合体为四个。
6、如上的，其中，回收装置固定支架的外侧与卫星支架承力筒的内壁为可拆卸连接。
7、如上的，其中，回收装置固定支架的内侧与太空垃圾回收装置为可拆卸连接。
8、如上的，其中，太空垃圾回收装置与回收装置安装底座为可拆卸连接。
9、如上的，其中，卫星支架承力筒与回收装置安装底座为可拆卸连接。
10、本申请还提供一种基于运载火箭的太空垃圾清理方法，应用于上述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，该太空垃圾清理方法包括如下步骤：s1：运载火箭在星箭分离之后，剩下在轨的运载火箭上面级，姿控组合体接收并执行地面监控发送的移动指令，根据移动指令将运载火箭上面级移动至指定区域；s2：监控系统接收并执行地面监控发送的监控指令，获取需要进行清理的太空垃圾的垃圾位置，并将垃圾位置发送至地面监控或姿控组合体；s3：地面监控根据垃圾位置向姿控组合体发送调姿指令或姿控组合体根据垃圾位置生成调姿指令，姿控组合体根据调姿指令调整运载火箭上面级的姿态，从而使太空垃圾回收装置位于太空垃圾的正对面；s4：距离感应系统接收并执行地面监控发送的感应指令，获得垃圾距离位置，并将垃圾距离位置发送至地面监控或姿控组合体；s5：地面监控根据垃圾距离位置向姿控组合体发送距离调整指令或姿控组合体根据垃圾距离位置生成距离调整指令，姿控组合体根据距离调整指令调整运载火箭上面级与太空垃圾的距离，令太空垃圾位于太空垃圾回收装置的回收范围内；s6：太空垃圾回收装置接收并执行地面监控发送的回收指令，回收太空垃圾；s7：完成太空垃圾回收后，姿控组合体接收地面监控发送的返航指令，根据返航指令调整运载火箭上面级的返回角度，使运载火箭上面级与回收的太空垃圾一起进入大气，并在进入大气时完成烧毁。
11、本申请实现的有益效果如下：
12、(1)将运载火箭技术拓展到保护太空环境领域，增加了运载火箭技术的应用范围。
13、(2)基于现有的成熟的运载火箭结构研制出本申请的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，极大程度降低了研制成本和发射成本，大幅提高了太空垃圾的清理效率。
14、(3)本申请的基于运载火箭的太空垃圾清理设备及方法提出了一种全新的太空垃圾清理设备和方法，该设备和方法无需像现有的用于太空垃圾清理的航天器一样具备独立的发射结构和发射能力，仅依托于运载火箭发射任务即可完成太空垃圾回收系统的发射任务。
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【技术保护点】
1.一种基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，包括：运载火箭上面级、用于回收太空垃圾的太空垃圾回收装置、用于获取需要进行清理的太空垃圾的垃圾位置的监控系统、用于感应垃圾距离位置的距离感应系统和多个用于调节运载火箭上面级姿态的姿控组合体；运载火箭上面级上端设置有卫星支架承力筒；
2.根据权利要求1所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，卫星支架承力筒内设置有回收装置安装底座，太空垃圾回收装置设置于回收装置安装底座上。
3.根据权利要求2所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，卫星支架承力筒内还设置有回收装置固定支架，回收装置固定支架的外侧与卫星支架承力筒的内壁连接，回收装置固定支架的内侧与太空垃圾回收装置连接，连接后，太空垃圾回收装置位于回收装置固定支架内。
4.根据权利要求3所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，姿控组合体为四个。
5.根据权利要求4所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，回收装置固定支架的外侧与卫星支架承力筒的内壁为可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，回收装置固定支架的内侧与太空垃圾回收装置为可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，太空垃圾回收装置与回收装置安装底座为可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，卫星支架承力筒与回收装置安装底座为可拆卸连接。
9.一种基于运载火箭的太空垃圾清理方法，其特征在于，应用于权利要求1-8中任意一项所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，该太空垃圾清理方法包括如下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，包括：运载火箭上面级、用于回收太空垃圾的太空垃圾回收装置、用于获取需要进行清理的太空垃圾的垃圾位置的监控系统、用于感应垃圾距离位置的距离感应系统和多个用于调节运载火箭上面级姿态的姿控组合体；运载火箭上面级上端设置有卫星支架承力筒；
2.根据权利要求1所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，卫星支架承力筒内设置有回收装置安装底座，太空垃圾回收装置设置于回收装置安装底座上。
3.根据权利要求2所述的基于运载火箭的太空垃圾清理设备，其特征在于，卫星支架承力筒内还设置有回收装置固定支架，回收装置固定支架的外侧与卫星支架承力筒的内壁连接，回收装置固定支架的内侧与太空垃圾回收装置连接，连接后，太空垃圾回收装置位于回收装置固定支架内。
4.根据权利要求3所述的基于运...
【专利技术属性】
技术研发人员：付强，郝欣，孙青林，司旭，
申请(专利权)人：广州中科宇航探索技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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