DE10059914A1

DE10059914A1 - Spacecraft recovery device

Info

Publication number: DE10059914A1
Application number: DE10059914A
Authority: DE
Inventors: Frank Steinsiek; Hansjuergen Guenther; Bernd Bischof
Original assignee: DaimlerChrysler Aerospace AG
Current assignee: EADS Space Transportation GmbH
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-04-18

Abstract

Ein am Bergefahrzeug integrierter Kopplungsmechanismus dient zum Einfangen, Arretieren und Transport von manövrierunfähigen Raumflugkörpern. Nach dem Einfangen und Arretieren des Raumflugkörpers wird die lösbare Aufnahme freigegeben. Der Raumflugkörper wird nach dem Schleppprinzip vom Bergungsfahrzeug unter Einsatz seines Antriebssystems von der Bergungsposition in die Zielposition bzw. in die Zielbahn gezogen. DOLLAR A Der Kopplungsmechanismus besteht aus den Hauptkomponenten Arretierungsvorrichtung als direkte Schnittstelle zum Raumflugkörper, einem ausfahrbaren Teleskoprohr und der flexiblen Verbindung zum Bergefahrzeug. Der Kopplungsmechanismus kann für defekte Raumflugkörper, ausgebrannte Raketenstufen, Satelliten und Raumstationselemente zwecks Transports zum Zielorbit oder zum Rücktransport zur Erde angewendet werden.A coupling mechanism integrated in the recovery vehicle is used to capture, lock and transport spacecraft that are unable to maneuver. After the spacecraft has been captured and locked, the detachable receptacle is released. The spacecraft is pulled from the salvage position into the target position or into the target path by the recovery vehicle using its propulsion system. DOLLAR A The coupling mechanism consists of the main components locking device as a direct interface to the spacecraft, an extendable telescopic tube and the flexible connection to the recovery vehicle. The coupling mechanism can be used for defective spacecraft, burned-out rocket stages, satellites and space station elements for the purpose of transport to the target orbit or for return transport to Earth.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bergen von Raumflugkörpern und zum Transport im Orbit sowie Rückführung des Raumflugkörpers zur Erde bzw. zur gezielten Entsorgung durch Verglühen in der Erdatmosphäre, über ein angetriebenes Bergefahrzeug auch in Form eines Satelliten.The invention relates to a device for Recovery of spacecraft and for transportation in orbit and return of the spacecraft to earth or to targeted disposal by burning up in the Earth's atmosphere, via a powered recovery vehicle also in the form of a satellite.

Es hat sich gezeigt, daß das Einfangen und der Ab transport von defekten oder ausgedienten Raumflug körpern, wie Raketenteilen, ausgebrannten Raketenstufen, Satelliten, Raumstationselementen nur relativ aufwendig durchführbar ist.It has been shown that the capture and the Ab transport of defective or disused space flight bodies, like missile parts, burned out Rocket stages, satellites, space station elements only is relatively expensive to carry out.

Ohne direktes menschliches Einwirken ist es bisher nicht möglich defekte, nicht selbst manövrierfähige Raumflugkörper zu bergen und zu transportieren. Diese Maßnahmen sind in Fällen erforderlich, bei denen eine mögliche Beeinträchtigung des optimalen Betriebs anderer Raumsysteme, oder eine mögliche Personen- und Sachgefährdung auf der Erde durch herabstürzende, nicht in der Erdatmosphäre verglühte Teile des defekten Systems auftritt. Eine Beeinträchtigung anderer Satellitensysteme ergibt sich beispielsweise, falls der defekte Satellit nicht seine ursprüngliche Zielposition im Orbit erreicht hat und somit im Empfangs- und Sendebereich anderer Systeme diese durch seine elektromagnetische Charakteristik oder simple Abschattungseffekte stört. Ein nicht kontrolliertes Verglühen in der Erdatmosphäre ist gegeben, wenn der Raumflugkörper eine Eintrittsbahn mit falschem Eintrittswinkel hat und somit ein vollständiges Verglühen in der Atmosphäre nicht erfolgen kann. Desweiteren ergibt sich in diesem Fall die Möglichkeit eines nicht gewollten Aufschlaggebiets auf der Erde, so daß eine Gefährdung von Menschen und Material besteht.So far it has been without direct human intervention not possible defective, not even maneuverable Recover and transport spacecraft. This Action is required in cases where a possible impairment of optimal operation other room systems, or a possible person and Danger to property on earth from falling, not parts of the defective glowing in the earth's atmosphere Systems occurs. Impairment of others Satellite systems result, for example, if the defective satellite is not its original target position has reached in orbit and thus in reception and Other systems' transmission range through its electromagnetic characteristic or simple Shading effects are annoying. An uncontrolled one Glow in the atmosphere of the earth occurs when the Spacecraft an entrance path with false Has angle of entry and thus a complete Glowing in the atmosphere cannot take place. Furthermore, there is the possibility in this case an unwanted impact area on earth, so that there is a risk to people and material.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache universell anwendbare Vorrichtung der gattungsgemäßen Art auszubilden, um eine wirtschaftliche Handhabung zu gewährleisten.It is an object of the invention to be a simple universal Applicable device of the generic type train to be economical to use guarantee.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da durch, daß das Bergefahrzeug eine lösbare Aufnahme für ein mastartiges Halteelement aufweist, das an seinem freien Ende einstellbare Spreizelemente in Form von mindestens drei Armen steuerbar aufweist, die in einen korrespondierenden Interface-Ring des zu bergenden Raumflugkörpers einrastbar sind. This object is achieved according to the invention by that the recovery vehicle has a detachable receptacle for has a mast-like holding element which on its free end adjustable spreading elements in the form of has at least three arms controllable, which in one corresponding interface ring of the to be recovered Spacecraft can be snapped into place.

Hierdurch ist es möglich, auf einfache Weise eine Arretierungsvorrichtung auszugestalten, um eine Kopplung mit einem Bergefahrzeug zu ermöglichen. Das vorgeschlagene Kopplungssystem bietet gegenüber anderen Greif- und Bergungssystemen den Vorteil einer mechanisch einfachen und somit nicht störanfälligen Lösung. Andere Systeme beruhen meist auf Robotikelementen, d. h. Greifmechanismen, die präzise an die Zielstelle herangeführt werden müssen und ebenfalls dynamische Relativbewegungen und Schwingungen ausgleichen müssen. Dieses erfordert einen komplexen, computergestützten Regel- und Kontrollkreis, der von der Bodenkontrollstelle aus überwacht und beeinflußt werden muß.This makes it possible to easily a Locking device to design a To enable coupling with a recovery vehicle. The proposed coupling system offers over others Gripping and recovery systems have the advantage of one mechanically simple and therefore not prone to failure Solution. Other systems are mostly based on Robotics elements, d. H. Gripping mechanisms that are precise the destination must be brought up and also dynamic relative movements and vibrations have to compensate. This requires a complex, computer-aided control and control circuit, which by monitored and influenced from the ground inspection point must become.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die einstellbaren Spreizelemente im ausgefahrenen Zustand hinter einen Rezeß im Interface-Ring eingreifen und über parallel zugeordnete Federelemente zur Fixierung durch Abstützung angeordnet sind. Durch den Federmechanismus ist es möglich eine erste Zentrierung und Fixierung der einstellbaren Spreizelemente durchzuführen.It is also proposed that the adjustable Spreading elements in the extended state behind one Interference in the interface ring and over parallel assigned spring elements for fixation by Support are arranged. Through the spring mechanism it is possible to first center and fix the perform adjustable spreading elements.

Um eine gute Anpassungsfähigkeit zur Kopplung zu er zielen wird vorgeschlagen, daß das mastartige Halte element durch ein ausfahrbares Teleskoprohr gebildet ist.To be good adaptability for coupling to it Aim is proposed that the mast-like hold element formed by an extendable telescopic tube is.

Um eine Entkopplung der Körperdynamik der verbundenen Anordnungen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die Aufnahme für das Halteelement lösbar mit dem Bergefahr zeug verbunden ist und über eine ausfahrbare Seilan ordnung zwischen Halteelement und Bergefahrzeug als Zugorgan verbunden ist. To decouple the body dynamics of the connected To enable orders, it is proposed that the Recording for the holding element detachable with the rescue hazard Stuff is connected and via an extendable Seilan order between holding element and recovery vehicle as Zugorgan is connected.

Zur einfachen Entkopplung wird vorgeschlagen, daß die Verbindung zwischen Halteelement und Bergefahrzeug über Sprengbolzen lösbar ausgebildet ist.For simple decoupling, it is proposed that the Connection between holding element and recovery vehicle via Explosive pin is detachable.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung schematisch dargestellt. Es zeigen:In the drawing, an embodiment of the He shown schematically. Show it:

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung eines Raumflugkörpers mit einem Bergefahrzeug im gekoppelten Zustand, Fig. 1 is an overall view of a spacecraft with a recovery vehicle in the coupled state,

Fig. 2 ein Bergefahrzeug mit Kopplungselementen und Fig. 2 is a recovery vehicle with coupling elements and

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Kopplungsmechanismus zum Raumflugkörper. Fig. 3 is an enlarged view of a coupling mechanism to the spacecraft.

Ein Bergefahrzeug 1 in Form eines Satelliten ist mit einer lösbaren Aufnahme 2 verbunden, die ein Halte element 3 in Form eines ausfahrbaren Teleskoprohres trägt. Am Ende des Halteelementes 3 sind verstellbare Spreizelemente 4 mit mindestens drei Armen angeordnet, die mit einem zu bergenden Raumflugkörper 5 in Eingriff gebracht werden.A recovery vehicle 1 in the form of a satellite is connected to a detachable receptacle 2 , which carries a holding element 3 in the form of an extendable telescopic tube. At the end of the holding element 3 , adjustable spreading elements 4 with at least three arms are arranged, which are brought into engagement with a spacecraft 5 to be recovered.

Hierbei besitzt der zu bergende Raumflugkörper 5 einen mit den Spreizelementen 4 korrespondierenden Interface ring 6, wobei die Spreizelemente 4 hinter einen Rezeß 7 eingreifen und durch eine zugeordnete Federanordnung 8 fixiert gehalten werden. Der Interfacering 6 ist auch die Schnittstelle des Raumflugkörpers 5 zu seinem Starkörper. In this case, has to be sheltering spacecraft 5 a corresponding to the spreading elements 4 interface ring 6, wherein the expansion elements 4 engage behind a recess 7 and are kept fixed by an associated spring assembly. 8 The interface 6 is also the interface between the spacecraft 5 and its star body.

Nach Durchführung dieser Kopplung wird die Verbindung zwischen der Aufnahme 2 und dem Bergefahrzeug 1 über entsprechende Sprengbolzen 9 gelöst und über eine flexible Anordnung, wie eine Seilanordnung 10, wird erreicht, daß lediglich Zugkräfte zwischen dem Bergefahrzeug 1 und dem zu bergenden Raumflugkörper 5 übertragen werden. Gegebenenfalls ist die Seilanordnung 10 ausfahrbar, um einen größeren Abstand zwischen Bergefahrzeug 1 und dem zu bergenden Raumflugkörper 5 herzustellen.After this coupling has been carried out, the connection between the receptacle 2 and the recovery vehicle 1 is released via corresponding detonating bolts 9 , and a flexible arrangement, such as a cable arrangement 10 , ensures that only tensile forces are transmitted between the recovery vehicle 1 and the spacecraft 5 to be recovered. If necessary, the cable arrangement 10 can be extended in order to produce a greater distance between the recovery vehicle 1 and the spacecraft 5 to be recovered.

Zum Durchführen der Bergung sind entsprechende Triebwerke 11 am Bergefahrzeug aktivierbar. Durch die flexible Anordnung 10 wird sichergestellt, daß der gemeinsame Schwerpunkt von Bergefahrzeug 1 und Raumflugkörper 5 auf der Wirklinie des erzeugten Schubvektors liegt.Corresponding engines 11 can be activated on the recovery vehicle in order to carry out the recovery. The flexible arrangement 10 ensures that the common center of gravity of the recovery vehicle 1 and spacecraft 5 lies on the line of action of the thrust vector generated.

Claims

1. Device for recovering spacecraft and for transport in orbit and returning the spacecraft to earth or for targeted disposal by burning in the earth's atmosphere, via a powered recovery vehicle also in the form of a satellite, characterized in that the recovery vehicle ( 1 ) has a detachable Has receptacle ( 2 ) for a mast-like holding element ( 3 ), which has controllable spreading elements ( 4 ) in the form of at least three arms at its free end, which can be snapped into a corresponding interface ring ( 6 ) of the spacecraft ( 5 ) to be recovered are.

2. Device according to claim 1, characterized in that the adjustable expansion elements ( 4 ) engage in the extended state behind a recess ( 7 ) in the interface ring ( 6 ) and are arranged via parallel assigned spring elements ( 8 ) for fixing by support.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the mast-like holding element ( 3 ) is formed by an extendable telescopic tube.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the receptacle for the holding element ( 3 ) is detachably connected to the recovery vehicle ( 1 ) and via an extendable cable arrangement ( 10 ) between the holding element ( 3 ) and recovery vehicle ( 1 ) is connected as a tension member.

5. The device according to claim 4, characterized in that the connection between the holding element ( 3 ) and recovery vehicle ( 1 ) via detonating bolts ( 9 ) is detachable.