(57)【要約】【課題】軌道上のスペースデブリを容易に且つ低コストで除去することのできる除去装置を提供する。【解決手段】この装置はジャケット１を備えており、規定の大きさまでのスペースデブリ１０が該ジャケットに衝突したときに、該ジャケットがそのスペースデブリを破砕して複数個の破片１０ａ、…、１０ｅにすると共にそれら複数個の破片のうちの少なくともかなりの個数の破片を捕捉して拘束するようにした装置である。前記ジャケット１は該装置１００の内部空間４を囲繞する変形可能な布体から成る少なくとも１層の布体層２、３を含んでおり、形状保持のために前記少なくとも１層の布体層２、３の内側に発泡体材料６が配設されており、該発泡体材料６はその体積が当初体積からそれより大きな最終目標体積へと変化可能であり、該発泡体材料６の体積が前記最終目標体積となったときに該装置１００が規定の形状を呈し且つ規定の機能を備えるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャケット（１）を備えており、規定の大きさまでのスペースデブリ（１０）が該ジャケットに衝突したときに、該ジャケットがそのスペースデブリを破砕して複数個の破片（１０ａ、…、１０ｅ）にすると共にそれら複数個の破片のうちの少なくともかなりの個数の破片を捕捉して拘束するようにした、軌道上のスペースデブリの除去装置（１００）において、
前記ジャケット（１）は該装置（１００）の内部空間（４）を囲繞する変形可能な布体から成る少なくとも１層の布体層（２、３）を含んでおり、形状保持のために前記少なくとも１層の布体層（２、３）の内側に発泡体材料（６）が配設されており、該発泡体材料（６）はその体積が当初体積からそれより大きな最終目標体積へと変化可能であり、該発泡体材料（６）の体積が前記最終目標体積となったときに該装置（１００）が規定の形状を呈し且つ規定の機能を備えるようにしてある、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ジャケット（１）の布体層は、第１層である外層（２）と、第２層である内層（３）とを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
変形可能な布体から成る前記少なくとも１層の布体層（２、３）は、発泡体材料から成るコア部材（５）を囲繞していることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記発泡体材料（６）は、その体積が前記当初体積とされているときには、前記最終目標体積の一部分に、圧縮されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の装置。
【請求項５】
前記発泡体材料（６）は、開気孔質の発泡体材料であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の装置。
【請求項６】
前記発泡体材料（６）は、該装置が宇宙空間において供用状態にあるときに複数の原材料から生成し得る材料であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の装置。
【請求項７】
前記ジャケット（１）は、セラミックス繊維からなる布体などの、内部音速が高速の布体から成る第１層である外層（２）を備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の装置。
【請求項８】
前記ジャケット（１）は、アラミド繊維からなる布体などの、強靱な布体から成る第２層である内層（３）を備えていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の装置。
【請求項９】
前記発泡体材料（６）は、拘束手段により圧縮されることでその体積が前記当初体積とされていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記拘束手段は、該装置（１００）の前記内部空間（４）の中に配設されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記拘束手段は、該装置が供用状態にあるときに宇宙空間の方を向いている側面である前記ジャケット（１）の外側面に配設されていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１２】
前記拘束手段は、ほどけるようにまたは破断できるように形成されており、それによって、前記発泡体材料の体積を前記当初体積から前記最終目標体積へ変化させることができるようにしてあることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項記載の装置。
【請求項１３】
前記ジャケット（１）の構造的安定性を確保するために、前記内部空間（４）の少なくとも一部分に前記発泡体材料（６）が充填されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記材料（６）が自己硬化性ポリマー材料を含むことを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記材料（６）は、少なくとも２種類の、混合可能で、初期状態において液体状態のモノマー材料から生成され、それらモノマー材料が混合されることで均一混合体が生成されると共にガスが発生するようにした材料であることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
前記発泡体材料（６）の体積が前記最終目的体積となったときに、該装置が呈する形状は、少なくとも１本の回転軸に関して対称性を有する回転対称形状であることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項記載の装置。
【請求項１７】
該装置（１００）の直径は５０ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項記載の装置。
【請求項１８】
発泡体材料から成る前記コア部材（５）の壁厚寸法は５ｃｍ〜１５ｃｍであることを特徴とする請求項１乃至１７の何れか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軌道上のスペースデブリ（宇宙ゴミ）の除去装置に関する。この装置はジャケットを備えており、規定の大きさまでのスペースデブリが該ジャケットに衝突したときに該ジャケットがそのスペースデブリを破砕して複数個の破片にすると共にそれら複数個の破片のうちの少なくともかなりの個数の破片を捕捉して集積するようにした装置である。
【背景技術】
【０００２】
宇宙空間がこれまで長期に亘って利用されており、またより多くの用途に利用されるようになりつつあることから、数多くのスペースデブリが発生しており、その発生したスペースデブリによって衛星や有人宇宙ミッションが危険に曝されている。衛星や宇宙航行機の損傷や破壊に関する最大の危険要因となっているのは、大きさの等級で１ｃｍ以下級に分類される小さなスペースデブリであり、個数に関して言えば、この等級に分類されるスペースデブリが全体のうちの圧倒的大部分を占めている。
【０００３】
衛星及び／または宇宙船を防護するために、それらの外面にいわゆる「ホイップルシールド」を装備するということが公知となっており、これは、小さなスペースデブリの衝突に対する防護のためのものである。その概要を述べるならば、「ホイップルシールド」は互いの間に間隔を空けて配設された２層の金属材料層により構成されている。第１層である外層は「バンパー」とも呼ばれており、これは、衝突したスペースデブリを破砕して複数個の破片にするための層である。衝突したスペースデブリは第１層を貫通するが、その際にそのスペースデブリは破砕されて複数個の破片となり、それら破片は円錐形に飛散する。第２層である内層が第１層から距離を置いて配設されており、しかも、複数個の破片が円錐形に飛散するため、それら破片は、第２層に衝突したときには分布密度が低下している。そのため第２層は、それら破片を完全に捕捉することができる。
【０００４】
「ホイップルシールド」の有効性は、何よりも先ず、第１層と第２層との間の離隔距離の二乗に左右される。しかしながら、その離隔距離を大きく取るほど、ペイロードを搭載できるスペースがその分、削られてしまう。そのため、この離隔距離を、「ホイップルシールド」を有効に機能させるために必要とされる大きさに設定できないことがしばしばある。また更なる短所として、「ホイップルシールド」は比較的重量が大きいということがあり、そのことが制約要因となって、例えば有人宇宙ステーションなどのように、安全性が何よりも重要視される宇宙空間内構造体においても、その適用が制約されていた。
【０００５】
スペースデブリは衛星や宇宙船を損傷させ、場合によっては破壊することすらあり、そのような事態になれば、大きな経済的損失につながりかねず、そのため、スペースデブリの脅威を低減するための有効な解決手段を提供することが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、軌道上のスペースデブリを容易に且つ低コストで除去することのできる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は請求項１に記載した特徴を備えた装置により達成される。従属請求項は特に有利な構成例の特徴を記載したものである。
【０００８】
本発明は、軌道上のスペースデブリ（宇宙ゴミ）の除去装置を提供するものである。この装置はジャケットを備えており、規定の大きさまでのスペースデブリが該ジャケットに衝突したときに、該ジャケットがそのスペースデブリを破砕して複数個の破片にすると共にそれら複数個の破片のうちの少なくともかなりの個数の破片を捕捉して集積するようにした装置である。本発明によれば、前記ジャケットは該装置の内部空間を囲繞する変形可能な布体から成る少なくとも１層の布体層を含んでおり、形状保持のために前記少なくとも１層の布体層の内側に発泡体材料が配設されており、該発泡体材料はその体積が当初体積からそれより大きな最終目標体積へと変化可能であり、該発泡体材料の体積が前記最終目標体積となったときに該装置が規定の形状を呈し且つ規定の機能を備えるようにしてある。
【０００９】
本発明に係る装置は、衛星及び／または宇宙航行機を危険に曝しているスペースデブリを除去するための自立型の装置である。この装置に規定の大きさまでのスペースデブリが衝突したならば、そのスペースデブリは装置の中へ進入しようとするが、ただし衝突により破砕されて複数個の破片になる。従って、スペースデブリが衝突したならば、その破片がジャケットの内部において捕捉される。本発明に係る装置によれば、予防的処置としてのスペースデブリの除去作業を実行することができ、なぜならば、この装置は、防護しようとする衛星や防護しようとする宇宙船に取付けることを必ずしも必要としないからである。この場合、スペースデブリは、本発明に係る装置に捕捉されることで、他の宇宙空間内構造物に衝突することがなくなる。
【００１０】
本発明に係る装置は、極めて軽量の布体複合構造を用いてスペースデブリの破砕とその破片の捕捉とを行うようにしており、しかも軽量の発泡体材料によって形状を保持するようにしているため、軽量でありながら大きな断面積を有する装置とすることができる。また更に、本発明に係る装置は、供用現場に（即ち軌道上に）投入されたときにはじめて、規定の形状を呈し且つ規定の機能を備えるようになるものであるため、その打上時点での体積が小さい。その結果として、スペースデブリの除去作業を低コストで行なうことを可能にしている。ジャケットを布体層で形成し、そして、最初にスペースデブリがジャケットの布体層に衝突する箇所と、それに続いて破片がジャケットの布体層に衝突する箇所との間の離隔距離を発泡体材料によって保持するようにしているため、この装置の形状及び寸法に関する制約は略々皆無となっている。そのため、既存の運搬手段（打上ロケット）の余剰打上重量を好適に利用することが可能となっている（いわゆる「ピギーバック」ミッションである）。
【００１１】
本発明に係る装置は、それ自体でスペースデブリの除去作業を実行することのできる自立型の装置として用いることを主眼としたものであるが、ただし、何らかの宇宙空間内構造物を防護しつつ、それと同時に清掃作用を提供する装置とすることも可能であり、その場合には、防護しようとする宇宙空間内構造物に、本発明に係る装置を構造的に連結して用いればよい。
【００１２】
１つの具体的な構成例によれば、変形可能な布体から成る前記少なくとも１層の布体層は、発泡体材料から成るコア部材を囲繞している。この発泡体材料から成るコア部材は、形状を保持することがその主たる機能であるが、ただしそれだけでなく、ある程度の制動作用及び防護作用を提供する機能も有する。また、この発泡体材料から成るコア部材は、中実部材として形成してもよく、中空部材として形成してもよい。
【００１３】
また特に、前記発泡体材料は、その体積が前記当初体積とされているときには、前記最終目標体積のおよそ何分の１かに、また特におよそ１０分の１に、圧縮されているようにしてある。軽量化を実現する上で、また、前記当初体積からそれより大きな前記最終目標体積へと変化する際の体積変化率を大きなものとする上で、前記発泡体材料は開気孔質の発泡体材料とすることが好ましい。
【００１４】
別法として、前記発泡体材料を、該装置が宇宙空間において供用状態にあるときに複数の原材料から生成し得る材料としてもよい。それには、例えば、前記内部空間の中に複数種類の物質を収容しておき、それら物質が適宜に混合されるようにしておけばよい。またその場合の原材料は、例えばモノマー材料などとすることができる。
【００１５】
前記ジャケットを構成している２つの層のうち、第１層である外層は、内部音速が高速の布体（例えばアルミナセラミックス繊維であるネクステル（登録商標）の布体など）から成るものとすることが、スペースデブリの破砕を行なう上で好ましく、また、第２層である内層３は、強靱な布体（例えばアラミド繊維であるケブラー（登録商標）の布体など）から成るものとすることが、破砕により発生した破片を捕捉する上で好ましい。これら２種類の布体は、本明細書の冒頭で言及した特性を有するものである。即ち、第１層である外層に用いられるネクステル（登録商標）の布体は、規定の大きさまでのスペースデブリが衝突した際にそのスペースデブリを破砕して複数個の破片にするものである。また、本発明に係る装置の第２層である内層を形成するケブラー（登録商標）の布体は、前記ジャケットを貫通した後に前記発泡体材料の中を進行する破片をこの装置の内部に捕捉して集積するものである。もし、衝突したスペースデブリが規定の大きさを超える大きなものであったならば、そのスペースデブリはこの装置を貫通することもあり得る。しかるに、本発明に係る装置は、前記ジャケットの内部に前記発泡体材料が配設されているために、独自の安定性を備えており、それによって、スペースデブリが貫通した後にも、所期の防護機能を維持し得るものとなっている。
【００１６】
また別の構成例によれば、前記発泡体材料は、拘束手段により圧縮されることでその体積が前記当初体積とされている。前記拘束手段としては、例えば紐やネットなどを用いることができる。前記拘束手段は、ほどけるようにまたは破断できるように形成しておき、それによって、前記発泡体材料の体積を、また場合によっては更にその他の発泡体材料の体積を、前記当初体積から前記最終目標体積へ変化させることができるようにしておくとよい。前記拘束手段は、１つの構成例によれば、該装置の前記内部空間の中に配設されており、該装置が宇宙空間に投入された後に破断されるようにしたものである。また、別の構成例によれば、前記拘束手段は、該装置が供用状態にあるときに宇宙空間の方を向いている側面である前記ジャケットの外側面に配設されている。この構成例では、前記拘束手段は紐またはロープとすることができる。そして、該装置が宇宙空間に投入された後に、その拘束手段が該装置の外部で破断され、それによって該装置が規定の形状を呈するようになり、もって規定の機能を備えるようになる。該装置が規定の形状を呈するようになる動作は、例えば、前記ジャケットの中に配設されている前記発泡体材料が前記拘束部材の拘束の消滅に伴って膨張することによって引き起こされるようにすることもでき、或いはまた、前記発泡体材料がみずから膨張することによって引き起こされるようにすることもできる。
【００１７】
また別の構成例によれば、前記ジャケットの構造的安定性を維持するために、前記内部空間の少なくとも一部分に材料を充填するようにしている。前記内部空間の中に充填された当該材料が、該装置の構造的安定性を維持する機能を発揮するのは、例えば、スペースデブリが前記ジャケットを貫通して穴を空けたときなどである。当該材料は、例えば、前記内部空間の中に配設される前記発泡体材料そのものであってもよい。また、該装置に穴が空いたときに、当該材料によって前記ジャケットの自己修復が行なわれるようにしておくとよい。当該材料は、例えば自己硬化性ポリマー材料などから成るものとするとよい。その自己硬化性ポリマー材料を、強度を有する薄膜状の硬化体を形成する特性を有する材料としておくことで、損傷後も形状安定性を維持することができる。別法として、当該材料を、少なくとも２種類の、混合可能で、好ましくは初期状態において液体状のモノマー材料から生成され、それらモノマー材料が混合されることで均一混合体が生成されると共にガスが発生するようにした材料とすることも可能である。この場合、該装置の安定性を維持し形状を保持する作用は、内側から外側へ、即ち、少なくとも１層の層体で囲繞されている内部空間から外側へ向かう作用となる。従って、当該材料は、スペースデブリによって（例えば規定の大きさを超える大きなスペースデブリによって）該装置が損傷したときにも、該装置の形状を適正に保持できるようにするものである。
【００１８】
前記ジャケットの中の前記発泡体材料の体積が前記最終目標体積となったときに該装置が呈する形状は、少なくとも１本の回転軸に関して対称性を有する回転対称形状とするのが好ましいということが判明している。特に、該装置が呈する形状が球形であるようにするとよく、なぜならば、球形という立体形状はその体積に対して表面積が大きいため、スペースデブリを「片付ける」上での効率が高いからである。同様に、この装置の形状は円筒形としてもよく、円筒形の場合の体積に対する表面積の比は、球形の場合とほぼ同じになる。
【００１９】
更に、該装置の直径は５０ｃｍ以上とすることが好ましい。また、好適形状である球形または円筒形の装置では、その直径を約１ｍとすることが好ましい。直径をこの寸法とすることによって、１つには、最初にスペースデブリがジャケットに衝突する箇所と、それに続いて破片がジャケットに衝突する箇所との間の離隔距離を十分に大きく取ることができ、それによって、その装置に大きな捕捉性能を持たせることができる。また、もう１つには、直径をこの寸法とすることによって、その装置を、圧縮状態にあるときには宇宙への運搬が容易な大きさであって、最終目標状態にあるときにはスペースデブリを捕捉する上で十分な大きさであるものとすることができる。またこれに関して、発泡体材料から成る前記コア部材の壁厚寸法は５〜１５ｃｍであり、好ましくは約１０ｃｍとすれば十分であることが判明している。
【００２０】
以下に図面に基づいて本発明について更に詳細に説明して行く。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る軌道上のスペースデブリの除去装置の第１実施形態を示した図である。
【図２】本発明に係る軌道上のスペースデブリの除去装置の第２実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１及び図２に示したのは、本発明に係る軌道上のスペースデブリ（宇宙ゴミ）の除去装置１００の２つの実施形態である。特に、本発明に係る装置１００を用いることにより、サブセンチメートル領域の（１ｃｍ以下の）大きさのスペースデブリを捕捉して集積することができる。
【００２３】
これら２つの実施形態の装置１００はいずれもジャケット１を備えており、そのジャケット１は、第１層である外層２と、第２層である内層３とを含んでいる。外層２は、例えばネクステル（登録商標）などの布体で形成される布体層であり、一方、内層３は、例えばケブラー（登録商標）などの布体で形成される布体層である。このようにジャケット１は、２層構造のものとすることができる。いずれも布体から成る第１層２及び第２層３は、それら布体の材料特性によって、第１層である外層２にスペースデブリ１０が衝突したときに、そのスペースデブリ１０を破砕して複数個の破片１０ａ、…、１０ｅにするものとなっている。また、第２層である内層３は、スペースデブリ１０のそれら破片１０ａ、…、１０ｅをできる限り完全にジャケット１の内部に捕捉して集積するものとなっている。
【００２４】
第１層２及び第２層３によってこの装置１００のジャケット１が形成されており、ジャケット１はこの装置１００の内部空間４を囲繞している。ジャケット１の内部に発泡体材料６が配設されており、この発泡体材料６は、開気孔質の発泡体材料とすることが好ましい。内部空間４は、その少なくとも一部分に、発泡体材料６が充填されているようにすることが好ましく、この発泡体材料６の機能については後に詳述する。図１及び図２に示した装置１００は、発泡体材料６の体積が最終目標体積になったときの装置１００の状態を示したものであり、この状態にあるときに装置１００は規定の球形を呈している。ジャケット１の防護機能は、スペースデブリが最初にジャケット１に衝突する箇所と、それに続いて破片がジャケット１に衝突する箇所との間の離隔距離を大きくするほど向上するため、その点に関しては、原理的にこの装置１００の直径は大きければ大きいほどよいことになる。サブセンチメートル領域（１ｃｍ以下）の大きさのスペースデブリを対象として、そのスペースデブリの破片を捕捉及び集積するためには、この装置の直径を少なくとも約５０ｃｍとすることが好ましい。
【００２５】
ジャケット１の材料として以上に説明した材料を使用しているため、本発明に係る装置１００は容易に圧縮することができ、そのため宇宙への運搬を容易に且つ低コストで行なえるものとなっている。発泡体材料は、また特に開気孔質の発泡体材料は、その最終目標体積の１０分の１にまで圧縮することが可能である。発泡体材料は略々いかなる形状にも形成することができ、また本発明においては、その発泡体材料が、ネクステル（登録商標）などから成る布体層２と、ケブラー（登録商標）などから成る布体層３とで覆われている。発泡体材料の主たる機能は、スペースデブリが衝突した後もこの装置の形状を保持することにある。また更に、発泡体材料は、軽量であることと、その材料特性とによって、第１層で破砕されたスペースデブリの破片を捕捉して集積することにも資するものとなっている。
【００２６】
スペースデブリがどの方向から装置１００に衝突して来るかは予測不可能であるため、この装置１００の形状は、少なくとも１本の対称軸に関して対称性を有する回転対称形状とするとよく、特に、球形または円筒形の形状とするとよい。
【００２７】
形状と寸法に関する考察から明らかなように、この装置の直径を小さくするほど、その質量に対する表面積の比は大きくなる。質量に対する表面積の比は、この装置１００の効率を表わす指標となるものである。また一方で、直径を小さくすると、最初にスペースデブリがジャケット１に衝突する箇所と、それに続いて破片がジャケット１に衝突する箇所との間の離隔距離が小さくなるため、防護機能が低下することになる。本発明に係る装置１００は受動型装置であり、即ち、自力で移動するための推進装置を備えていないため、軌道上の宇宙航行機及び／または衛星にとっては、この装置１００と衝突すること自体が潜在的脅威となる。そして、この装置１００の直径を小さくするほど、衛星及び／または宇宙航行機の側からこの装置１００を検出することが困難になるため、球形または円筒形の形状とした装置１００では、その直径を５０ｃｍ〜１ｍにすることが推奨される。直径をこの範囲内の大きさとすることで、以上に述べた検出容易性と潜在的脅威とのバランスが取れた装置となる。
【００２８】
この装置１００の形状を円筒形とする場合には、その長さを４ｍまでとし、その直径を１ｍとすることが好ましい。体積に対する断面積の比（Ａ／Ｖ）の値と、質量に対する断面積の比（Ａ／ｍ）の値とは、円筒形の装置でも、球形の装置でも、殆ど同じ値になる。ただし、球形の装置では、離心率の大きな楕円軌道上のスペースデブリを捕捉しようとする場合に、そのようなスペースデブリから見た装置の断面積が大きいという利点がある。そのため、円筒形の装置と比べて、より優れた「清掃作用」を提供することができる。球形の装置には更に、軌道上へ運搬する際に、多数の球体をまとめて圧縮することにより、セカンダリーペイロードとして運搬することが容易であるという利点がある。これに対して円筒形の装置は、径方向に圧縮されるだけで長さが変化せず、圧縮しても長いままである。そのため円筒形の装置は、他のペイロードと混載して運搬することが、球形の装置よりも困難である。
【００２９】
この装置を宇宙へ運搬するに際して、発泡体材料６を圧縮してその体積を当初体積にしておくための手段として、物理的な拘束手段をこの装置に備えておくとよい。例えば、装置１００の内部に、即ち内部空間４の中に、径方向に延在する紐またはロープを装備しておき、装置１００が宇宙空間に投入された後に、その紐またはロープがほどけて発泡体材料６の体積が最終目標体積になるようにしておくのもよい。別法として、ジャケット１の外側に紐またはロープを巻き付けておき、装置１００が宇宙空間に投入された後に、その紐またはロープが破断されるようにしておくのもよい。また同様に、複数個の装置１００を圧縮した状態でネットまたはフィルムから成る袋体に封入しておき、装置１００が宇宙空間に投入される際に、そのネットまたはフィルムから成る袋体が開封されまたは破断されるようにしておくのもよい。
【００３０】
原理的に、装置１００が防護作用を提供するために必要なものはジャケット１だけである。そこで、装置１００の最終目標形状がいかなる形状であれ、装置が実際に軌道上に投入されるまでは、その装置の構造が完成されている必要はなく、即ち、その装置の形状が最終目標形状になっている必要はない。また、スペースデブリの衝突によってジャケットに穴が開き、及び／または、ジャケットが損傷した後にも、その装置１００の形状を適正に保持できるように、装置１００の内部空間４にその全領域を埋め尽くすようにして発泡体材料を充填しておくのもよく（図１）、また、装置１００の中に自己修復性の材料を備えておくのもよい。例えば、装置１００の内部空間４に自己硬化性材料を充填しておくのもよく、その自己硬化性材料は例えば発泡体材料などとするのもよい。
【００３１】
図１の実施形態では発泡体材料６が内部空間４の全領域を埋め尽くしているのに対して、図２の実施形態では発泡体材料が内部空間４の一部分を占めているだけであり、それによって発泡体材料から成るコア部材５が形成されている。球形の装置１００の中心には、発泡体材料６が存在しない領域７が存在している。
【００３２】
発泡体材料６は、少なくとも２種類の、混合可能で、好ましくは初期状態において液体状のモノマー材料から生成される材料とするのもよい。それらモノマー材料が混合されることで均一混合体が生成される。また、その均一混合体からガスが発生し、それによってその均一混合体が発泡体材料になる。発泡体材料をこのような材料とすることで、少量の体積量の液体状の原材料から、その１００倍もの体積量の発泡体材料を生成することも可能である。モノマー材料に関しては、宇宙空間の温度下でも以上に説明した反応を起こし得ることが知られている。
【００３３】
本発明に係る装置１００は、スペースデブリを除去するために、極めて軽量の布体複合構造を用いており、それによって、スペースデブリを破砕して複数個の破片にすると共にそれら破片を捕捉するようにしたものである。また、スペースデブリが最初にジャケットに衝突する箇所と、それに続いて破片がジャケットに衝突する箇所との間の離隔距離を、プラスチック材料などから成る発泡体材料によって維持するようにしている。そのため、従来の装置と比べて、最初にスペースデブリが衝突する層と、それに続いて破片が衝突する層との間の離隔距離を増大させて、捕捉能力を向上させるということが、はるかに容易に行なえるようになっており、それが容易であるのは、宇宙へ運搬する際に装置を圧縮することができるからである。
【００３４】
また、発泡体材料は、それ自体が捕捉能力を向上させるものでもあり、更には、スペースデブリの貫通に対する抵抗作用も提供している。設計時に除去対象として定めたスペースデブリの大きさを超える大きなスペースデブリは、装置１００を貫通するものの、貫通する際に破砕され、その破砕によって発生した破片の速度は元のスペースデブリの速度より低下している。このことは、危険に陥るおそれが低下することを意味している。
【００３５】
本発明に係る装置１００は、予防的装置として使用することができ、また、自立的装置として、即ち、衛星や宇宙航行機に装備するのではなく、それらとは別個に使用することのできる装置である。
【００３６】
本発明に係る装置は、以上に説明した材料を用いているため、容易に且つ低コストで宇宙へ運搬することができる。また特に、本発明に係る装置は軽量であり、打上時点での体積が小さく、低コストであり、しかも大きな捕捉能力を備えたものである。
【００３７】
また、別法として本発明は、その１つの実施の形態として、防護を必要とする衛星またはその他の宇宙航行機（例えば有人宇宙航行機など）に装備して使用するものとすることもできる。そうすることで、質量及び容積の点で効率的な方式で衛星やその他の宇宙航行機を防護することができる。またそれと同時に、ある程度の清掃作用も副次的効果として得られる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ジャケット
２  布体層（第１層）
３  布体層（第２層）
４  内部空間
５  コア部材
６  発泡体材料
１０  スペースデブリ
１０ａ〜１０ｅ  破片
１００  除去装置
【図１】
2011168270.tif 000003
【図２】
2011168270.tif 000004