一种太空氢离子捕获收集存储装置

本发明涉及深空探测的，尤其涉及一种太空氢离子捕获收集存储装置。

背景技术：

1、深空探测和星际旅行中面临的最大问题是能源获取，载人探测活动还涉及到水资源的获取。当卫星飞行到木星以远的距离后，所能利用的太阳能只占地球附近的4%左右，在太阳能电池板不能无限作大的前提下，卫星只能获取有限的能源，大大限制了卫星的活动性和价值。如何原位获取能源成为领域的重要需求。宇宙的物质组成中，70%以上是氢元素。太空环境是等离子体环境，其中充满着氢离子，这些氢离子被束缚在磁力线上做螺旋运动，并跟随磁力线整体运动。这样的太空环境为收集和利用氢提供的得天独厚的条件。

2、因此，如何提供一种太空氢离子捕获收集存储装置，实现在太空中对氢离子进行不间断的捕获、收集和存储，成为本领域科学和技术人员亟待解决的重要技术问题。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述技术问题提供一种太空氢离子捕获收集存储装置。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种太空氢离子捕获收集存储装置，包括装配箱和用于捕获氢离子的吸附器，以及设于装配箱外部且用于汇聚空间中氢离子的三维磁场线圈和设于装配箱内部且用于脱氢的加热装置和用于存储氢的储氢罐；加热装置包括加热箱，加热箱通过输气管接通储氢罐，且输气管上设有单向阀和压缩泵，加热箱的内部设有加热器和测温探头，加热箱和装配箱在靠近三维磁场线圈的部位均开设有供吸附器通过的通道，且加热箱的通道上装配有升降门；加热箱内设有伸缩杆，且吸附器装配在伸缩杆上，当伸缩杆处于最大行程时，吸附器位于三维磁场线圈内，当伸缩杆处于最小行程时，吸附器位于加热箱内。

4、优选的，上述还包括用于测量空间环境中三维磁场矢量的三维磁场探头，三维磁场探头通过支架固定在装配箱的外部。

5、优选的，上述还包括用于控制三维磁场线圈、伸缩杆、压缩泵、加热器和升降门运行状态的控制器，且控制器与测温探头和三维磁场探头连接。

6、优选的，三维磁场线圈由三个方向彼此正交的线圈组构成，并在接通电流时产生用于汇聚空间中氢离子的强磁场。

7、优选的，吸附器包括装配在伸缩杆上的耐热框架，以及设于耐热框架内部的纳米镁材料块。

8、优选的，控制器与三维磁场线圈、伸缩杆、压缩泵、加热器和升降门、测温探头和三维磁场探头之间均通过控制电缆连接。

9、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

10、本发明提供一种太空氢离子捕获收集存储装置，在太空中可以实现对氢离子进行不间断的捕获、收集和存储，服务于太空资源原位利用。

技术特征：

1.一种太空氢离子捕获收集存储装置，其特征在于，包括装配箱（1）和用于捕获氢离子的吸附器（3），以及设于装配箱（1）外部且用于汇聚空间中氢离子的三维磁场线圈（2）和设于装配箱（1）内部且用于脱氢的加热装置（4）和用于存储氢的储氢罐（5）；

2.根据权利要求1所述的太空氢离子捕获收集存储装置，其特征在于，还包括用于测量空间环境中三维磁场矢量的三维磁场探头（8），所述三维磁场探头（8）通过支架（9）固定在装配箱（1）的外部。

3.根据权利要求2所述的太空氢离子捕获收集存储装置，其特征在于，还包括用于控制所述三维磁场线圈（2）、伸缩杆（6）、压缩泵（72）、加热器和升降门（42）运行状态的控制器，且控制器与测温探头和三维磁场探头（8）连接。

4.根据权利要求3所述的太空氢离子捕获收集存储装置，其特征在于，所述三维磁场线圈（2）由三个方向彼此正交的线圈组构成，并在接通电流时产生用于汇聚空间中氢离子的强磁场。

5.根据权利要求3所述的太空氢离子捕获收集存储装置，其特征在于，所述吸附器（3）包括装配在伸缩杆（6）上的耐热框架，以及设于耐热框架内部的纳米镁材料块。

6.根据权利要求4-5任一项所述的太空氢离子捕获收集存储装置，其特征在于，所述控制器与三维磁场线圈（2）、伸缩杆（6）、压缩泵（72）、加热器和升降门（42）、测温探头和三维磁场探头（8）之间均通过控制电缆连接。

技术总结
本发明公开一种太空氢离子捕获收集存储装置，在太空中可以实现对氢离子进行不间断的捕获、收集和存储，服务于太空资源原位利用。该种太空氢离子捕获收集存储装置包括装配箱和吸附器，以及设于装配箱外部的三维磁场线圈和设于装配箱内部的加热装置和储氢罐；加热装置包括加热箱，加热箱通过输气管接通储氢罐，且输气管上设有单向阀和压缩泵，加热箱的内部设有加热器和测温探头，加热箱和装配箱在靠近三维磁场线圈的部位均开设有供吸附器通过的通道，且加热箱的通道上装配有升降门；加热箱内设有伸缩杆，且吸附器装配在伸缩杆上，当伸缩杆处于最大行程时，吸附器位于三维磁场线圈内，当伸缩杆处于最小行程时，吸附器位于加热箱内。

技术研发人员：何飞,魏勇,张辉
受保护的技术使用者：中国科学院地质与地球物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20