处理与收回飘浮太空碎物的方法和设备的制作方法

专利名称：处理与收回飘浮太空碎物的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明是有关开拓太空与各种太空船(Spacecraft)之安全，其项目包括发射，轨道运转，离开轨道速度，重返地球大气层以及地球与轨道运转动态。更具体地说，本发明涉及有效处理及回收飘浮在轨道上的太空碎物，以免太空船与此碎物相互撞击。
本发明目的包括有人及无人操纵之太空船，该发明并仅限于人为操作太空运行，人造卫星，太空站以及太空船放置与收回人造卫星。
太空碎物系指失效人造卫星，发射太空船设备之零件，从太空船或是发射设备抛弃之小碎片仍飘浮于轨道上。“太空碎物”系指放置于轨道之大小型物体已成为废物且须设法移出轨道。
从一九五七年十月四日前苏联发射的第一颗人造卫星“人造地球卫星”(sputnik)后，卅五年来人类征服太空的次数越来越频繁，美、英、法、德、中、日、意、以色列等国发射各种人造卫星洲际飞弹，太空实验室等，多到难计其数，历年来的太空活动，必制造了不少太空拉圾。
由于太空事业发展，此太空碎物已大为增加，留于近地球轨道、高地球轨道及界于此二轨道间。这种累积太空碎物已造成对太空船、人造卫星，太空梭在近地球轨道运行增加威协。目前太空碎物包括太空人之安全，尤其是太空人在太空梭外活动，以及即将建造的太空站。据美国科学家唐姆亚伯特(ThomasAlbert)于一九九○年十月二日-十二日在国际天文协会(InternationalAstronauticalFederation，IAA-90-568)提出一篇文章指出“例如全球不加以减少太空碎物，在几十年期间内部份近地球轨道，有些飞行任务中将糟受到无法设想之灾害”。
目前太空工业先进国家美欧及日本也转对此目标，这是一种无法避免的任务。必须不断的清除太空环境以减少太空碎物，否则导致太空碎物与太空船或将于几年内兴建的太空站相撞击。这是一种非常重要的事业。在其他进一步太空活动发展前，国际太空界应设法清除经常应用发射及繁忙轨道中飘浮的太空碎物。
当此太空船以二、三拾倍音速飞行而产生巨大的动能，此太空船机身因高动能而转为高热能，在过去卅多年来，科学家集中精力研究设计太空船，机外保温热传导系统。比如燃烧器粉(Ablator)，这是一种保温材料喷于太空船外部一定厚度，当太空船重返大气层时航空热力巨增。保温材料逐渐减薄以保持太空船虽因高热不至受损，此材料用于早期太空船(一九六○-一九七○年期间)。此材料用于早期亚波罗(Apollo)太空船。相继发明了保温砖用于太空船。此项保温用于太空船高速飞行时的保温系统而且此材料可重复应用。假如此保温系统设计欠妥或是废弃，该太空船于高速飞行重返大气层，因高速导致高动能。从高动能而转为高热能，巨大航空热力，太空船因此热量而摧毁。
在过去本世纪，千百太空碎物科学家研究热物理及热化学之自然现象以促进设计太空船之安全，当太空船重返大气层因热传导、热交流、热辐射，其表面已高达摄氏三千度。以热物理热化学演算太空船热力学，该发明家大多著作及其工作已发表于美国及国际有名(一流)热学物理、热传导杂志以及其他学术会议书籍。比如当太空梭重返大气层其机头表温约摄氏二千八百度。若改为高触媒材料铌，其表面温度约摄氏三千度。该项研究结果已证载于该发明家其中之一文章于一九八八年九月在第一届二十一世纪国际高速飞行协会发表。其中一部分目前发明应用此热物理现象处理太空碎物。美国太空总署从一九七○年早期开始研究发行由人为太空活动而造成之大空碎物。该研究包括发展太空碎物性能，发展太空环境模型，太空碎物分裂性能，以高速撞击大空碎物实验，以及暴露于太空材料。美太空总署具有特殊雷达，光学以及紫外线望远镜与有关人造卫星(GEODESS，IALAP，WEBSTER)收取最新太空碎物发展动态。此发明家已预定草拟手册名为《美太空总署发展太空碎物安全》。该手册有助于国际与美国太空业务之进展。
太空碎物机系统(SpaceDebrisVehicleSystems，SDVS)包括有太空碎物机及各种碎物容器，从小太空碎物容器(SpaceDebrisReceptacles，SDR)，大型太空碎物容器(LargeSpaceDebrisContainers，LSDPC)，庞大太空碎物器(HugeSpaceDebrisHolder，SDH)。空碎物机系统可以直接用火箭发射到近地球轨道或是由目前之太空梭装载然后放于预定之轨道。该系统也可从低地球轨道至高地球轨道但须额外之动力。太空碎物系统，太空控制系统从控制影视机将送传真到地面追踪控制台，或是未来之太空部控制室或是正飞行之太空梭。该控制中心将指挥操纵太空碎物机运行到指定处收集太空碎物。当碎物机收集充满太空碎物，该太空机开始离开轨道重返大气层。该太空碎物机大约于四十万英尺高空开始重返大气层。动能系统是太空碎物系统重要部门之一，它与太空碎容器分离，动能系统将返回到预定轨道重复使用，至于太空碎容器将被动能而摧毁。在该有保温系统设备之太空碎物容器大约降于三十万英尺高空上于短时间内被动能摧毁。
因为太空船以高速重返大气层产生巨大之热能。读者也许知道已飞行十多年之美太空梭，当它上升时其部分燃料由外部塔槽(ExternalTank)供应，该塔槽约长一百五十三点八英尺，其直径约廿八点五英尺。比如第二十九次飞行(STS-29)的太空梭，该塔槽与太空梭约二十四万英尺时分离，该塔槽降至二十三万五千英尺时该塔槽开始爆裂蒸发。
碎物机与太空碎物容器将飞向预计途径，很可能与太空梭塔槽飞行类似途径，人口稀薄区，以防未全部熔化之太空碎物降至印度洋。
收回太空碎物各型太空船，人造卫星等经常运转于近地地轨道及高轨道，，因此必须清洁太空碎物。有些太空碎物如失效之人造卫星略修正后即可使用，有些人造卫星放进轨道后不能应用或是太空人无法使失效之人造卫星运转，更有价值之人造卫星修理后再放入轨道应用，有些尚无法得知为何人造卫星失去功能因记录资料仪无法传送资料，更进一步非常困难或是不实际指使太空人接近失效人造卫星携取飞行资料及其记录仪器，有些人造卫星含有爆炸液体或是固体燃料，也许这是非常困难且危险让太空人员接近此失效之人造卫星行使此项任务。本发明可收回此项人造卫星，安全抵达地面不致危害太空人员以达成任务。
以下即将谈及之五项收复失去功能之人造卫星以及尚有价值之太空碎物，其中四种类型太空船已于一九九○年六月十八-二十八日在美太空航空协会及美机械协会所联办之热学物理及热传导会议中发布。本发明家实仍系其中作者之一。
因欲以此种太空船作为装用失能之人造卫星或是有价值之碎物送返地面。这是非常重要计算各型太空船之航空热力重返大气之轨道。
本发明要提供一种新颖方法和设备，能寻取移出飘浮中轨道太空碎物并能导致各太空人生活安全环境执行。
本发明的新颖方法和设备，收取飘浮于轨道中之太空碎物，太空碎物机与碎物容器重返大气层以高能导致热能来摧毁太空碎物。
本发明要提供一种新颖方法和设备，清理太空繁忙轨道环境，且能有效收回有价之太空碎物，失效之人造卫星，能收回后修正重行使用或加以分析以供改进未来人造卫星设计之用。
本发明的新颖方法和设备，清理有用轨道环境，收取有价值太空碎物，装于附有良好保温系统之无人操作之太空船，安全送地面。
本发明的新颖方法和设备，收集及处理不必要的太空碎物，以收取系统收取太空碎物，动能系统系供能量于收取系统及执行操作之用。
本发明的新颖方法和设备，清理太空预定轨道环境，由动能系统供应能量，操作收取太空碎物致于小型环境，由动能系统供应能量，操作收取太空碎物于小型碎物容器，然后再将此小型碎物容器大型太空碎物器，该动能系统能供给能量使此大型太空碎物重返大气层并以动能摧毁碎物。
本发明的新颖方法和设备，收取太空碎物放于容器内并以太阳能摧毁太空碎物。
本发明的新颖方法和设备，收取太空碎物放于容器内并以激光摧毁太空碎物。
本发明的新颖方法和设备，收取太空碎物放于容器并以极高能量送入太阳系统其他轨道。此法对于其他太空旅行没有危害。
本发明的新颖方法和设备，收取太空碎物于繁忙轨道飘浮之太空碎物然后放置于预定之处，以备以后处理。
本发明目的，特殊性优点，详细了解发明纲要，从附图更可进一步了解。
附属图样显示此发明，并不仅属于一定范围，同时也可得有益之效能。


图1该程序表，列出各种清除太空碎物方法及其程序，并简列收复太空碎物程序。
图2显示太空碎物机之切面图。
图3是该图表列示太空碎机之重要系统及其功能。
图4a是列示太空收取容器及太空碎物机。
图4b显示太空碎物机推送太空碎物容器到大型太空碎物容器。
图4c是太空碎物机之动能系统与太空收取系统分离情况。
图4d是太空碎物机之动能系统与大型太空碎物容器相合一体情况。
图4e是大型太空碎物容器与动能系统开始重返大气层，由高动能转为高热能。
图4f是大型太空碎物容器与动能系统开始分离情形。
图4g是显示动能系统重返回轨道以备后用。
图4h是大型太空碎物容器重返大气层。
图4i是到地理表面，近地球轨道及太空碎物器返回地面之路径。
图5a-1，该图列示太空碎物容器，太空碎物动能系统与图4a相似。
图5a-2，列示太空碎物机用特殊绳拖拉大型太空碎物(失效之人造卫星)，该大型碎物不能放于容器内。
图5b-1，显示推动系统推送太空碎物容器到亚波罗收回太空舱内。
图5b-2显示推动系统推送失效之人造卫星进入太空船机舱。
图5c与4c相似。
图5d显示动能系统与收回太空碎物太空船(5b-1，5b-2)相连情形。
图5e显示太空碎物船(5d)开始重返大气层情形。
图5f显示太空船开始重反大气层之低轨道，回返地面时起点，路径以及预定降落地。
图6a-1至6f与图5a-1至5f类似，其所相异处系太空船本图系指贝壳式太空船。
图7a-1至7f与图5a-1至5f类似，其所相异处系太空船，本图系指双圆锥型太空船。
图8a-1至8f与图5a-1至5f类似，其所相异处系太空船，本图系指磨菇型太空船。
图9a-1至9f与图5a-1至5f类似，其所相异处系太空船，本图系指圆锥顶型太空船。
图10a及图10b与图4a及图4b相同。
图10a系指推动动能系统与大型碎物容器相合，准备从低轨道送上高轨道情形。
图10d系指从低轨道发射起点，低轨道，飞行路径，及到达高轨轨道处。
图10e-10k与图4c-4f相似，不同之处图10系指从高轨道到低轨道之情形。
图11a-11b与图4a及4b相似。
图11c显示宇宙星球系统之关系。
图11d显示太空动能系统与太空碎物容器相合一起，脱离地心吸力之轨道抛入其星球之间。
图12a，太空碎物容器与太空动能系统，此图与图4a相似。
图12b推动系统推送太空碎物容器于巨大型太空碎物容器内。
图12c显示载满太空碎物容器的大型太空碎物容器，太阳能系统之关系。
图12d显示太阳毁化太空碎物系统，太阳镜，太阳镜控制系统之平面图。
图12e显示太阳镜及其他系统正面图。
图12f显示太空碎物系统主要部门及其各部门之作用。
图13a及图13b与图12a及12b相似，收集太空碎物放于大型碎物容器内。
图13c显示载满太空碎物容器与激光能系统之关系。激光能将用以摧毁太空碎物。
图14a激光摧毁太空碎物系统平面图。
图14b激光摧毁太空碎物系统正面图。
图14c激光摧毁太空碎物主要系图。
请参阅图1，本发明可分为二部分，一摧毁无价值的太空碎物二收回失去功能人造卫星及有价值之太空碎物。该图显示处理收取太空碎物摧毁或是脱离轨道返回地面。收回太空碎物船，是附有保护太空高温系统之设计，此种有价值之太空碎物可加以修正然后送回轨道重新使用，或是科学上之分析。图1列出各种系统移出在轨道飘浮碎物，收回有价值之太空或或是摧毁太空碎物方法将分别详细讨论。
参阅图2，3列示太空碎物机部分切面图及其主要结构系统。太空碎物机以10代之，该系统包括推动系统12是连接收取太空碎物系统14，连合火箭引掣16，主要推动能量22。推动系统12，又供有反应控制系统24，控制推动器方向，推动系统12供有引导控制系统26，装设计算机28，30，用于主要及后备计算机，控制及操作太空机运行。计算机28、30将供应计算机影视机。四部影视机以32、34及36代表且供观察太空机接近太空碎物，并能帮助控制台之人员经计算机引导碎物机收取太空碎物，影视机仅接于另一端38供有效不同角度，观察太空碎物及其内情形，此四部影视机将提供各种不同角度，经电讯机提供计算机资料，用以操纵太空船，取得太空碎物。
大空碎物收取系统14与圆筒型相接。该圆筒是用以包括太空碎物器44。推出系统46是与圆筒型42、太空碎物容器44相接，是用以推出太空碎物容器44。太空碎物器24包括太空碎物进口处48，由两个测敏器54、56控制制动门50及52。其目的以保持碎物留在碎物器用。在有些情况下碎物不能如意进入太空碎物容器进口处48。本发明提供由机械手臂62、64的握紧器58、60，抓紧碎物送进太空碎物容器内。这是由计算机操作的影视机32、34、36、38不同角度以帮助机械操作手臂62、64握紧器58、62抓紧太空碎物。在另一种情形下太空碎物小，此收取系统10将指使机械操作手臂62、64的握紧器58、60握紧扫把66可将细小碎物经过碎物器进口道内进入容器44。
在有些情况下若该碎物系大型失效人造卫星，此大型碎物无法进入碎物容器44。此碎物机具特殊性能可设法将此碎物拖至顶定处，该太空碎物机附有特殊线缆68、70由绕线机72、74控制。由机械操作手臂的握紧器58、60用此线缆68、70缠紧此大型碎物。然后拖至预定处。推动系统以及引导控制系统是用以行使该碎物拖离出此危害太空其他物体太空梭等运行而送至安全地点。激光射束可用以将此大型碎物切小。
动能摧毁太空碎物图4a-4f显示太空碎物机及其分枝系统操作收取太空碎物及摧毁程序。图4a是指碎物机与收取系统及太空碎物容器组合一起。图4b指示大型太空碎物容器80。该容器包括有侧壁及顶部82、84，并配合有制动门86、88，可移动由测敏器90、92控制之收取系统附有碎物容器44及推动器(排出器)46，碎物容器是由圆柱型结构支持，计算机系统控制推动器46，将碎物容器44推送至大型碎物容器50。图4c系统碎物收取系统14与动能系统分离情形。图4d显示动能系统12与大型太空碎物容器80相合一起。图4e显明动能系统与太空碎物容器相组合后，由计算机控制动能系统，引导控系统开始点火离开轨道重返大气层。图4f指示动能系统12与大型碎物容器分离情况。图4g太空碎物动能系统飞返预定太空轨道可作后用。图4h指示该太空碎物容器以高速返回大气层。该碎物器因高速飞行导至高动能同时因高动能转为高热能以摧毁此大型碎物容器。图4i指示太空碎物从离开始低地球轨道至被动能摧毁之途径。98系低地球轨道，96太空碎物容器开始离开轨道，102太空碎物器的飞行途径，104该容器被动能摧毁。
收回有价值的太空碎物一般说起来，收回太空碎物太空船将包括三个系统外部保温系统，内部保温系统及辅助动能系统。因欲增加太空船(收后太空碎物太空船)内部容量，反应控制系统，引导控制系统与太空碎物机合并，外部保温系统可用以下任何一种保温高温材料，加强碳化材料(reinforcingcarbon-carbon)及高等碳化材料。
这是非常重要预计太空船重返大气层之航空热力，计算此体航空热力基于以下条件外部时材料包括并热物理，热化学之性能。飞行轨道，太空船之外型以及其他条件，尤其是太空船之外型将决定太空碎物容器、重量，若明显欠佳设计此点，将摧毁此有价值的太空船。
即使此太空船外部保温系统良好，且此太空船附有内部保温系统，其内部温度尚可高达100-200°F，或是略高些。这是非常重要保持此太空船内部温度75-80°F以保护失效的人造卫星。因其内部含有有价值的记录资料及电子系统设备。
辅助能量系统将供应能量以保持太空船内部保温系统正常运转。在必要情况下与此太空船外部组合一起的太空碎物机，其中能量系统尚供应予此太空船之内部保温系统。
收集有价值或是重要的太空碎物，图5a-1显示太空船之碎物机10其动能系统12与收取系统14，碎物容器组合一起情形。图5a-2显示碎物机10正拖住失效人造卫星112。图5b-1及5b-2示其太空碎物机将此有价值的太空碎物容器44或是失效之人造卫星送进此收回太空碎物太空船内情形。图5c表明此太空碎物机10之动能系统12与其收取系统14分离。图5d显明此动能系统12与其收回太空碎物太空船相组合一起准备飞返地面，回收碎物太空船不能降于海洋，以免此太空船之保温砖受水撞击。
亚波罗(Apollo)型收回碎物太空梭图a-1-5f显示太空收回有价值太空碎物或失效人造卫星然后安送抵地面预定处之程序。图5a-1示明碎物10、动能系统12，收取系统14以填满碎物之太空碎物容器44相互联合之情形。图5b-1碎物机10之推动器46(图2)推动排除此填满碎物容器24进入亚波罗太空梭。该太空梭周围具有高温保护砖110、106、108。图5a-2示明太空碎物机拖拉一颗失效人造卫星112情形。由机械操作的手臂62、64及其抓紧器59、60，推动器116将此失效人造卫星送进收回太空碎物太空梭内。116系示太空梭之门打开情形，以便此失效人造卫星112能进入之太空梭。然后太空碎物机10之动能系统12与其收取系统相互分开见图5c。太空碎物之推动系统14与收回碎物太空船组合一起，113、115系辅助能量系统其目的功能是供应内部保温系统能量以维持舱内一定空温。此图显示太空梭准备脱离轨道返回地面。图5e示明此太空梭开始从四十万英尺高空返回地，图5f系指太空梭离地面前之轨道48，飞行路径102，其离开轨道点96及降落于预定区103之关系。该太空梭附降落伞111及降落系统117及119(见图5d)其目的是使该太空梭能安全无损抵达地预定处。
贝壳式收回太空碎物太空梭。
图6a-1-6f显示收取大小型太空碎物然后装放于贝壳式的收回大空碎物太空梭送返地面。所述该太空梭已于一九九一年一月至十二月在美国太空航空协会所举办之热物理学术季刊(第五册四号)发表，一九九一年九月欧洲太空研究中心航空热力学学会发表。本发明也系该文作者之一。图6a-1及6a-2与图5a-1及5a-2相类同。图6b-1系指碎物机10的推动系统推太空碎物容器到此贝壳式的太空梭内。121-122系指该太空梭门，116、118系属该太空梭的周壁、图6b-1及6b-2指示太空碎物机10由收取系统14中的拖绳68，70拖拉此失效的人造卫星于预定处，然后由推动系统14之推动器46及机械操作系统之手臂将此失灵人造卫星112送入贝壳收回碎物太空梭。此型太空梭是用加强硬化材料，有良好保温系统以免该太空梭因返回地球因高动能产生高热能摧毁此太空梭。该太空梭并附有大舱口120、122使大型的太空碎物如失灵的人造卫星112可放于内部。图6c指明推动系统与收取系统分离情形。然后该系统再与此贝壳式太空梭组合如图6d。图6d至6f与图5d-5f类似，图6d123、126系指辅助动能系统是供应太空梭内部保温系统能量来源，121系降落伞系统，127、129是降落安全系统，用以帮助太空梭安全降至预定地面。
双圆锥型收回碎物太空梭图7a-1至7f表示收取大小型太空碎物，然后装放于双圆锥型太空梭送返地面。图7a-1至7f收取大小太空碎物程序与图6a-1至6f相似。该型收回碎物太空梭128，其安全降落伞131，降落系统137、139是用以协助此型太空梭安全降落于预定处。辅助动能系统133是位尖端。
磨菇型收回太空碎物太空梭图8a-1-8f与前述其他型收回太空碎物图6a-1-6f相似，此八个图片以表明放置大小型太空碎物于此型太空梭及到地面情形。140系指该型太空梭、辅助动能系统143、145是位于边界，161系指降落伞，147、149系指降落系统，是用以妥善降于预定点。
圆顶型收回太空碎物太空梭图9a-1-9f与前述各型收回太空碎物程序，从装置大小型太空碎物放于太空梭相似(参阅图5a-1-5f处至8a-1-8f)图9a-1表示圆顶型收回碎物太空梭660，其包括有圆顶处162，周围164，门120，机舱166，后壁168。该图显示推动系统将此碎物容器41推进此太空梭内。图9b-2碎物机由机械操作手臂扶导将此失效人造卫星放于太空梭舱内。该型太空梭162，163为辅助动能系统，161系降落伞，167、169为降落系统，各系统的功能与前述相似。
太空碎物的动能摧毁(从高轨道-低轨道)。
清除低地球轨道太空碎物是不可避免，也许并不适宜用动能进入地球大气层或是其他方法，在此情况下可移置太空碎物从低地球轨道到高地球轨道，然后将此填满碎物容器领于预定处以备后用。图10a仍系指示将碎物从低轨道到高轨道之连续程序。图10a系统指示碎物机10含有动能系统12收取系统14。图10b碎物机之推动器46推送太空碎物容器44到大型之碎物容器80内。圈10c指示碎物机之当碎物机之推动系统与收取系统后相分离后，该推动即与大型碎物容器组合。图10d系指示从低轨道飞至高轨道图，180是指从低轨道起飞点，182是表示到达高轨道处，184是表示飞行途径。图10e表示动能系统12与收取系统14分离情形，然后此动能系统12再与填满太空碎物之大碎物容器80相合见图10f。图10g系表示太空梭动系统12为大型碎物容器80从高轨道飞向低轨道。图10h显示推动系统14与大容器80分离情况。此推动系统飞回高轨道以备后用如图10i。该大容器80从高轨道飞回低轨道同时因高速产生动能依途径185和图10k半途中摧毁。
抛射太空碎物到地球之外轨道假如以重返大气层清除太空碎物以及其他方法由于某种原因都不适宜，也许可收集太空碎物拖入地球1轨道之外，放于轨道之内或是送至超越太阳轨道，进入其他星球之间，此种发明特殊性能示于图11a-11d。图11a显示碎物机收取太空碎物，该程序与图4a相似。图11b说明推动机推送碎物容器到大型之碎物容器80。动能系统与此容器相合或是抛射轨道动能系统93较大功能系统与碎物容器组合。动能系统12适当点火后即移送填满太空碎物之容器80脱离地球轨道地心吸力而送至其他星球之间，如图11c太阳轨道与地球转轨道关系。图11d显示填满太空碎物容器80很明显以太阳为中心顺轨道184，地球是以E表示之。以地球E为中心，充满太空碎物容器80，由推动系统运载此容器顺轨送196离地球吸引力之范围，该轨道也许是低地球轨道或是高地球轨道。
太阳能摧毁太空碎物另一种摧毁太空碎物方法是用太阳能。依科学理论，太阳内部温度约17，000，000℃此温度可聚变氢为氮，太阳聚变时供应太阳能每秒4E33尔格(Erqs)。目前太阳能的用途已逐渐增加，如用太阳能发电，用于人造卫星，未来太空站等。加州已设有太阳发电厂。太阳镜其目的是用以产生巨大热能。利用此太阳能来摧毁无价值之太空碎物。图12a指示太空碎物机10含有推动系统12，收取系统14，及充满太空碎物之太空碎物容器44。该图与图4a相同。图126显示巨大碎物容器100，有收集空间202，可存放很多太空碎物容器44。测敏器208、210是用以控制门的制动器204、206，当碎物容器44推进此大容器后不至于再流到容器外。
用太阳能摧毁收取得无价值之太空碎物，图12c系指示巨大之太空碎物容器220，其周围及底部是用以保证当以太阳能摧毁碎物，碎片等不至飞于其他方向。此大型碎物器200放于巨大容器200内，由计算机控制太阳组合透镜222，介于太阳与大型容器200之间，集中太阳于容器200以摧毁太空碎物。太阳镜与计算机控制系统之控制三结构合组合一起，该结构台具有推动器226、228是用以校正方位。此组太阳镜含有适宜开闭，能控制镜关闭，适当控制太阳镜，太阳能足以摧毁此太空碎物器。图12d、12c显示太阳镜之系统，至于太阳能摧毁系统来说列于图12f，图12d注明太阳平台224，并包括反应控制系统，推动器226、227、228、229，影视机231、232、233、235，能量储藏234，反应控制系统236，引导控制系统238，影视可调正不同角度，以及校正计算机控制太阳镜平台部位。由计算机控制适当能量进入太阳镜以摧毁太空碎物。图12f表明动能系统234是用以控制反应控制系统，引导控制系统，太阳镜系统。反应控制系统用以操作太阳系统，以调应用时方位。引导控制系统是供应追踪或是其他地点操作。太阳镜系统包括凸镜，凹面镜棱镜及反射镜等。
激光能摧毁太空碎物图13a-13c表明以激光能摧毁太空碎物，此程序收取太空碎物放于大型之太空碎物容器内与图12a-12b相似，当太空碎物放于大型碎物容器200，该容器与产生激光机械保持适当部位，且大容器是用以保护以激光能摧毁太空碎物时不至于飞于其他轨道。此大容器是240-242，反应控制系统之推动器249、250位于激光平台246是用以控制方位。图14a-14b显示产生激光器252设于激光平台254，反应控制推动器256是用以调正平台之方位。该平面台附有影视机258用以观察太空碎物器200及其他大容器240之动态。此激光台并供应足够能量产生射能。
图14c系指明激光能之结构，其主要部门有动能系统，反应控制系统，引导控制系统及激光能源。
新产生的太空碎物区基于以下情况，新太空碎物领域立即产生，用数节火箭发射从低轨道到高轨道，火箭系统爆炸，太空碎物相撞，太空碎物与人造卫星产生撞击。美太空监视连络系统，以及美太空总署太空碎物光学观察中心，将可得知造成新太空碎物区之动态，为了减少太空碎物，避免太空碎物逐断传播至太空繁忙区域。地面追踪站可马上派遣收取太空碎物机，清除太空碎物，收取之太空碎物程序与图2及4相同。收取之太空碎物放于预定处，以后处理，目前美专利4991799，太空碎物清扫机，该机仅限于细小物体及小区域。
以上所述本发明是以证明其方法与机器系具有新颖，收取漂浮太空碎物，以免运行轨道环境受害。本发明应用太空碎物器重返大气层由动能摧毁。本发明又以太阳能，激光能摧毁太空碎物。本发明进一步提出将太阳碎物抛送到地球轨道之外或是其他星球之间。
本发明特点是，由一仅具有良好保温系统收回有价值的太空碎物太空梭，送返地面修正后再用，或是为科学分折之用。
以上所述本发明能足以证明乃系良好方法，达到所有目的与特性，其目的特性均列于此。
很明显，对于本领域的技术人员，本发明能导至其他体制，但并未失去其本质。本发明范围列于权利要求。其于以上描述包括权利要求之意义，范围都包括于此。
权利要求
1.一种处理飘浮在轨道之太空碎物方法，包括(a)放置太空碎物机于运行轨道中，此处称为太空碎物机，其包括动能系统，可分解与相合在一起；(b)放置太空碎物容器于运行轨道或放于大型之太空碎物容器；(c)太空碎物机由动能系统指使收取系统收取太空碎物；(d)由收取系统收取太空碎物然后放于太空碎物容器；以及(e)大碎物容器充满太空碎物后，该碎物容器即与推动系统相合离开轨道重返大气层，并以动能摧毁碎物。
2.根据权利要求1的方法，它包括(a)收取碎物后，碎物机之动能系统即与太空碎物容器分离;(b)动能系统即与大型太空碎物容器相合;以及(c)动能系统保持一切太空活动，动能系统供能量操作由大型太空碎物容器离开轨道。
3.根据权利要求1的方法，包括(a)太空碎物机操作收取太空碎物放于太空碎物器;以及(b)完成收取太空碎物后，太空碎物机即推送太空碎物容器于大型的碎物容器。
4.根据权利要求3的方法，包括(a)太空碎物机放置数个充满太空碎物之碎物容器于大碎物容器;以及(b)太空碎物之开关是用以防止太空碎物或是太空碎物容器离开。
5.根据权利要求1的方法，它包括(a)碎物机附有影视机以帮助收取太空碎物态动。
6.根据权利要求5的方法，它包括太空碎物机与超远机械操作手臂，超远机械操作手撑，最低限度手撑可抓紧扫把;此机械超远操作手臂，机械超远操作手撑抓紧，抓取或是收取太空碎物放于碎物容器内。
7.根据权利要求1的方法，太空碎物收取系统附有碎物容器，可容纳太空碎物，收取系统附有机械超远操作之手臂可收碎物放于容器之内，此法详细包括(a)碎物机操作飘浮之太空碎物;(b)碎物机附有机械超远操作之手臂，收取碎物于舱内;(c)重复(a)与(b)直至填满碎物;(d)当碎物容器填满碎物后，碎物机即与碎物容器相合一起;以及(e)推送太空碎物从碎物容器到大型碎物容器，
8.根据权利要求7的方法，其中收取太空碎物系统与机械超远操作手与臂组合，最少有一个太空碎物扫把其方法包括收取系统不能用机械超远操作手与臂抓紧太空碎物，因此碎物太小，太空碎物扫把可用此扫把将碎物扫进容器之内。
9.根据权利要求1的方法，其中太空碎物收取系统移出此太空碎物容放于较大之碎物容器之内;碎物机指使碎物容器到大型之碎物容器存放指定区域以作为将来使用。
10.根据权利要求1的方法，其中碎物收取系统附有数台影视机，其目的是操作影视机各角度部位以复合碎物机收取碎物，以机械操作超远手臂行使收取太空碎物;(a)由影视机观察飘浮太空碎物接近碎物机;(b)影视机可调整运行不同方法;(c)经遥测装置(Telemetery)以操作影视机之角度;以及(d)传送不同信号予动能系统以指导碎物收取飘浮之碎物。
11.根据权利要求1的方法，它还包括(a)碎物容器填满碎物，动能系统与收取系统立即分离;(b)动能系统与大型太空碎物容器相合将进行脱离轨道;(c)动能系统与大容器飞到一定高度即将进行返回地球途径;(d)动能系统将操作推动器以便动能系统与大型碎物容器分离，大型碎物容器开始飞向人口稀少处，该容器即被高动能摧毁，推动系统将返回轨道以备以后重复使用。
12.一种移出飘浮太空碎物的方法包括(a)在预定轨道附有数台碎物机，该碎物机包括有动能系统及收取系统，用以运行飘浮在太空碎物;(b)收取飘浮太空碎物;以及(c)收取碎物于指定区。
13.根据权利要求12的方法，其中移出方法有控制太空碎物重返大气层，以动能摧毁太空碎物。
14.根据权利要求13的方法，它包括，(a)将太空碎物容器放置于预定轨道区，该容器可容放大量碎物容器;(b)收取碎物放于该容器内;(c)当容器填满后，能动系统与该容器相接开始重返大气层。
15.根据权利要求14的方法，其中碎物机系指全收取系统作为收取碎物于收藏室，动能系统是行使操作碎物机于指定区域轨道;(a)碎物机操作由动能系统操纵之;(b)碎物机操作包括有碎物储藏室，可由动能系统推送碎物器到大碎物容器;以及(c)动能系统控制碎物容器重返大气层。
16.根据权利要求12的方法，其中移出太空碎物至预定轨道区域包括(a)放于指定区以太阳能摧毁太空碎物，其中包括有太阳镜系统，该系统是用于集中太阳能，太阳能系统是用于择该镜之焦距与碎物容器之关系。(b)由碎物机收取碎物，放于碎物器内;以及(c)控制太阳系统以太阳能摧毁太空碎物。
17.根据权利要求12的方法，其中清除预定区之太空碎物包括有(a)将激光系统放置于预定轨道中，该系统能生产足够激光能以摧毁太空碎物;(b)将收取得太空碎物容器放于巨大的摧毁太空碎物容器;以及(c)控制激光动态，以激光摧毁巨大碎物容器内之太空碎物。
18.一种清除预定区域或轨道中之飘浮太空碎物的设备，包括(a)碎物机包括有动能系统其主要能量以供推动系统，操作在轨道中运行之推动器，收取系统与动态系统分离，收取系统收取碎物，数部影视机记录各种动态;以及(b)碎物容器取得大量太空碎物后，动态系统收取碎物容器以动能推送于高轨道。
19.根据权利要求18的设备，其中碎物机包括(a)太空碎物器存于收取圆型舱内，该容器填满后即由推动器推到大型之碎物容器;(b)大型碎物容器可容纳几个碎物容器;以及(c)碎物机最少有一个机械操作手臂组合可抓紧太空碎物放于太空碎物容器内，机械操作手臂又可抓紧扫把，可扫细小碎物送入容器。
20.根据权利要求要求18的设备，包括(a)太阳镜系统包括凹面镜，凸型镜，棱镜，反射镜，动能系统及控制系统用以控制调整焦距;(b)太阳能是用摧毁太空碎物容器，该容器是放巨大的有良好保护系统容器。
21.根据权利要求18的设备，包括(a)激光能产生系统包括产生激光能、动能系统控制系统，以引导活动;(b)激光摧毁大型碎物器;以及(c)动能系统，控制系统，产生激光能系统，该激光能切巨大碎物为小型碎物放于碎物器内。
全文摘要
本发明是清除飘浮在地球轨道上之碎物并减低太空工作人员的危险。方法一是收集太空碎物然后脱离轨道重返大气层以动能摧毁。方法二是收集有价值的太空碎物安放于太空梭降于预定地点。方法三是收取无用之太空碎物，从低地球轨道到高地球轨道然后以动能摧毁。方法四是用太阳能或激光能摧毁在轨道飘浮无价值的太空碎物。方法五是收集无用太空碎物抛之进入其他太阳系统轨道。方法六是立即清理新造成之太空碎物区。
文档编号B64G1/64GK1085177SQ9310991
公开日1994年4月13日 申请日期1993年8月26日 优先权日1992年8月26日
发明者丁震东 申请人:丁震东