Brevet FR3038297A1 (20170106)
REVENDICATIONS1. Système spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial (4), le système spatial comprenant .- un engin spatial chasseur (6), placé suffisamment distant du débris spatial (6) pour éviter d'entrer en collision avec ce dernier et permettre une visée d'au moins une de ses faces de grande taille pour lui attacher un ou plusieurs magnéto-coupleurs, .- au moins un ou plusieurs magnéto-coupleurs (8, 10, 12; 108, 110, 112; 178, 180,\n<CLM>\1\tconfigurés pour être lancés depuis l'engin chasseur (6) vers le débris spatial (4) et générer sur commande après leur arrimage au débris spatial (4) un ou plusieurs champs magnétiques de couplage au champ magnétique terrestre ; Caractérisé en ce que le système spatial comporte .- un dispositif de lancement par impulsion (14;\n<CLM>\1\tdu ou des magnéto-coupleurs de l'engin spatial vers le débris spatial (4), le dispositif de lancement (14;\n<CLM>\1\tétant fixé à l'engin chasseur (6) et incluant au moins un fût de canon lanceur (40) pour guider le ou les magnéto-coupleurs (8, 10, 12; 108, 110, 112; 178, 180,\n<CLM>\1\tvers le débris spatial (4), et .- le ou les magnéto-coupleurs (8, 10, 12; 108, 110, 112; 178, 180,\n<CLM>\1\tcomportent chacun une bobine électromagnétique (54; 126, 128, 130; 188, 190,\n<CLM>\1\tet au moins un élément d'auto-arrimage (56;\n<CLM>\1\tà une face du débris (4) sous l'action de la ou des quantités de mouvement du ou des magnéto-coupleurs (8, 10, 12; 108, 110, 112; 178, 180,\n<CLM>\1\timprimées par le dispositif de lancement (14; 114).\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction des vitesses angulaires d'un débris spatial selon la revendication 1, dans lequel chaque magnéto-coupleur (8, 10,\n<CLM>\1\test configuré pour être lancé 30 séparément depuis l'engin chasseur (6) et arrimé séparément au débris spatial (4), ou au moins deux magnéto-coupleurs (108, 110, 112; 178, 180,\n<CLM>\1\tsont intégrés en un module électromagnétique (120) et partagent au sein du module électromagnétique (120;\n<CLM>\1\tun ou plusieurs éléments d'auto- 35 arrimage (56; 124; 186). 3038297 19\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction des vitesses angulaires d'un débris spatial selon la revendication 2, dans lequel lorsqu'au moins deux magnéto-coupleurs (108, 110, 112; 178, 180,\n<CLM>\1\tsont intégrés en un module électromagnétique (120; 184), 5 .- les au-moins deux magnéto-coupleurs (108, 110,\n<CLM>\1\tsont pré- déployés avant leur lancement, ou .- les au moins deux magnéto-coupleurs (178, 180,\n<CLM>\1\tsont serrés parallèlement les uns contre les autres de manière compacte dans une position de gerbage lors de leur lancement et déployés en dièdre ou polyèdre 10 sous l'action d'un mécanisme de déploiement lors de leur arrimage au débris.\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction des vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel 15 le dispositif de lancement (14;\n<CLM>\1\tcomporte un fût unique de canon adapté à la taille d'un magnéto-coupleur (8, 10,\n<CLM>\1\tou la taille du module électromagnétique (120; 184), et un barillet de chargement des magnéto-coupleurs lorsque il est prévu de lancer et d'arrimer séparément chaque magnéto-coupleur (8, 10, 12). 20\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction des vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément d'auto-arrimage (56; 124;\n<CLM>\1\test un élément compris dans l'ensemble formé par les éléments autoadhésifs, les éléments de type 25 pinces, et les éléments de type harpons.\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction des vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel .- lorsque les magnéto-coupleurs (8, 10,\n<CLM>\1\tsont configurés pour être 30 lancés et arrimés séparément, chaque magnéto-coupleur comporte une batterie d'alimentation électrique (62) différente, ou .- lorsqu'au moins deux magnéto-coupleurs (108, 110,\n<CLM>\1\tsont intégrés en un module électromagnétique (120), les au moins deux magnéto-coupleurs (108, 110,\n<CLM>\1\tpeuvent partager une même batterie 35 d'alimentation électrique (142) au sein du module électromagnétique (120). 3038297 20\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction des vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque magnéto-coupleur (8, 10,\n<CLM>\1\tcomporte un absorbeur de choc 5 (70) différent lorsque les magnéto-coupleurs (8, 10,\n<CLM>\1\tsont configurés pour être lancés et arrimés séparément, ou lorsqu'au moins deux magnéto-coupleurs (108, 110,\n<CLM>\1\tsont intégrés en un module électromagnétique (120), les au moins deux magnéto-coupleurs (108, 110,\n<CLM>\1\tpartagent un même absorbeur de choc 10 (144) au sein du module électromagnétique (120).\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, dans lequel Chaque magnéto-coupleur (8, 10,\n<CLM>\1\tcomporte un récepteur de 15 commandes radiofréquences RF différent (66) et un générateur d'impulsions de courant différent (64) branché sur sa batterie d'alimentation (62), la largeur et la polarité des impulsions de courant étant modulées en fonction des commandes radiofréquences RF reçues lorsque les magnéto-coupleurs (8, 10,\n<CLM>\1\tsont configurés pour être lancés et arrimés séparément; ou 20 lorsqu'au moins deux magnéto-coupleurs (108, 110,\n<CLM>\1\tsont intégrés en un module électromagnétique (120), les au moins deux magnétocoupleurs(108, 110,\n<CLM>\1\tpartagent un même récepteur de commandes radiofréquences RF (146) au sein du module électromagnétique (120) et comportent chacun un générateur d'impulsions de courant différent (158, 25 160,\n<CLM>\1\tbranché sur la batterie d'alimentation commune (142) , la largeur et la polarité des impulsions de courant étant modulées en fonction de commandes radiofréquences différentes reçues par le récepteur RF commun (146).\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial selon la revendication 8, comprenant en outre au moins un émetteur (22) de commandes radiofréquences RF destinées à l'au moins un récepteur de commandes radioélectriques RF, l'au moins un émetteur (22) étant embarqué à bord de l'engin chasseur (6). 3038297 21\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, dans lequel Chaque émetteur radiofréquence(22) comporte un modulateur de signal radiofréquence et une chaîne d'amplification radiofréquence 5 d'émission, et Chaque récepteur radiofréquence comporte une chaine d'amplification radiofréquence et un démodulateur, et Les modulateurs et démodulateurs utilisent une modulation numérique robuste multi-états, de préférence à deux états 10\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial selon la revendication 10, dans lequel La bande de fréquences du signal de commande radiofréquence est une bande de fréquence comprise dans l'ensemble des bandes VHF et 15 UHF.\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel chaque magnéto-coupleur (8, 10, 12 ; 108, 110, 112 ; 178, 180,\n<CLM>\1\t20 comporte une tige ferromagnétique (52; 132, 134,\n<CLM>\1\tde forme cylindrique sur laquelle est enroulée une bobine électromagnétique (54; 126, 128, 130).\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial selon la revendication 12, dans lequel 25 lorsque les magnéto-coupleurs (8, 10,\n<CLM>\1\tsont configurés pour être lancés et arrimés séparément, la tige de chaque magnéto-coupleur comporte une ou plusieurs cavités pour recevoir et abriter une batterie d'alimentation électrique et/ou un récepteur radiofréquence de commandes et/ou un générateur d'impulsions 30 de courant, et/ou Chaque magnéto-coupleur comporte un absorbeur de choc disposé longitudinalement de part et d'autre de sa tige ferromagnétique.\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction de vitesses angulaires d'un débris 35 spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le ou 3038297 22 les magnéto-coupleurs (8, 10,\n<CLM>\1\tou le module électromagnétique sont attachées lors de leur lancement à l'engin chasseur par au moins une longe flexible et de faible masse, la ou les longes étant détachables de l'engin chasseur après auto-arrimage du ou des magnéto-coupleurs au débris 5 spatial.\n<CLM>\1\tSystème spatial de réduction des vitesses angulaires d'un débris spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, comprenant en outre 10 Un dispositif (16) d'observation des mouvements angulaires et d'estimation de l'attitude et des vitesses angulaires du débris, et Un ensemble de magnétomètres (18) montés sur l'engin chasseur (6) pour estimer le champ magnétique terrestre Bt, Un module (20) d'élaboration de commandes de réduction des 15 vitesses angulaires du débris à partir des vitesses angulaires estimées du débris et du champ magnétique terrestre estimé.\n<CLM>\1\tProcédé de réduction de vitesses angulaires d'un débris spatial mis en oeuvre par un système spatial comprenant 20 .- un engin spatial chasseur (6) , .- au moins un ou plusieurs magnéto-coupleurs (8, 10, 12; 108, 110,\n<CLM>\1\tcomportant chacun une bobine électromagnétique différente (54; 126, 128,\n<CLM>\1\tet au moins un élément d'auto-arrimage (56; 124), .- un dispositif de lancement par impulsion (14;\n<CLM>\1\tdu ou des 25 magnéto-coupleurs, embarqué à bord du et fixé à l'engin chasseur, le dispositif de lancement incluant au moins un fût de canon lanceur pour guider le ou les magnéto-coupleurs ; ledit procédé comprenant les étapes consistant à: .- placer (304) l'engin chasseur suffisamment distant du débris 30 spatial pour lui éviter d'entrer en collision avec ce dernier et lui permettre une visée d'au moins une des faces de grande taille du débris pour lui attacher un ou plusieurs magnéto-coupleurs ; .- lancer (306) le ou les magnéto-coupleurs par le dispositif de lancement depuis l'engin chasseur vers le débris spatial, en les guidant le 3038297 23 long du ou des fûts de canon lanceur après la création de la ou des impulsions initiales ; .- auto-arrimer (308) le ou les magnéto-coupleurs à une face du débris par l'au moins un élément d'auto-arrimage sous l'action de la ou des 5 quantités de mouvement du ou des magnéto-coupleurs imprimées par le dispositif de lancement ; .- faire générer (310) par le ou les magnéto-coupleurs un ou plusieurs champs magnétiques de couplage au champ magnétique terrestre, le ou les champs magnétiques de couplage étant modulés suivant une loi de 10 commandes transmises au travers d'une liaison radiofréquence, la loi de commande étant élaborée à partir d'une estimation du champ magnétique terrestre et d'une estimation de l'attitude et des vitesses angulaires du débris effectuées au niveau du satellite chasseur. 15