(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙ステーションの壁に装着される圧電体振動子と、該圧電体振動子から出力された微粒子衝突による信号が入力されると、該信号の波形を解析する波形解析機能、該波形解析機能からの出力を記憶する第２のメモリ機能、予め既知の微粒子の衝突時に前記圧電体振動子から出力される複数の既知の信号を前記波形解析機能で解析して記憶する第１のメモリ機能、該第１のメモリ機能に記憶された多数の既知の微粒子衝突の出力信号を順次前記比較機能に読み出す順次読み出し機能とからなる判別装置と、該判別機能の前記比較機能で微粒子の衝突波形を一致した時に該波形のデータを表示する表示装置とからなり、前記未知の微粒子の衝突波形と前記既知の微粒子の衝突波形より前記未知の微粒子の大きさを検出することを特徴とする微粒子の衝突検出装置。
【請求項２】
前記判別装置にカウンタ機能を設け、未知の微粒子の衝突回数をカウントすることを特徴とする請求項１記載の微粒子の衝突検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、宇宙空間での微粒子（スペースデブリ）の衝突を音響的に検出する微粒子の衝突検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人口衛星やスペースシャトルのように、宇宙空間を運行する宇宙船には相当量の宇宙ダストが衝突するが、この宇宙ダストは運行する宇宙船の壁を破損するので、多数の宇宙ダストが宇宙船に衝突すると、この宇宙船を破壊する恐れがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、この宇宙ダストを簡単に検出する装置は知られていないので、宇宙船内の大気の漏れを検出して、壁が破損されたかどうかを検出するだけであり、宇宙ダストを検出する簡単な装置が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、宇宙ステーションの壁に装着される圧電体振動子と、該圧電体振動子から出力された微粒子衝突による信号が入力されると、該信号の波形を解析する波形解析機能、該波形解析機能からの出力を記憶する第２のメモリ機能、予め既知の微粒子の衝突時に前記圧電体振動子から出力される複数の既知の信号を前記波形解析機能で解析して記憶する第１のメモリ機能、該第１のメモリ機能に記憶された多数の既知の微粒子衝突の出力信号を順次前記比較機能に読み出す順次読み出し機能とからなる判別装置と、該判別機能の前記比較機能で微粒子の衝突波形を一致した時に該波形のデータを表示する表示装置とからなり、前記未知の微粒子の衝突波形と前記既知の微粒子の衝突波形より前記未知の微粒子の大きさを検出するものであり、又、前記判別装置にカウンタ機能を設け、未知の微粒子の衝突回数をカウントするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では、宇宙船や宇宙ステーションの壁に圧電体振動子を装着し、この圧電体振動子に微粒子（スペースデブリ）が衝突するすることによって発生する電気信号を波形整形してカウンタでカウントすることにより、宇宙船の壁に単位時間当たりのカウント数が得られ、それによって、宇宙船の壁が破壊されるかどうかが判定され、又、圧電体振動子からの微粒子の衝突信号を波形解析機能で解析し、この解析した波形を予め第１のメモリ機能に記憶されている波形信号と順次比較して、比較結果を表示装置で表示することにより、どの程度の大きさの微粒子が衝突したかどうかを検出することができ、宇宙船の破損の程度を検出することができる。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の実施例の微粒子の衝突検出装置のブロック図で、宇宙船の壁１に圧電体振動子２を装着し、この圧電体振動子２の出力は波形整形装置３に入力され、波形整形装置３の出力はカウンタ４に入力される。
【０００７】
このように構成した本実施例の微粒子の衝突検出装置では、宇宙船の壁１に微粒子が衝突すると、圧電体振動子２から図２に示すような振動波形Ａが得られ、この振動波形Ａのピーク値Ｂの半波を波形整形装置３でパルス信号に変換し、このパルス信号をカウンタ４でカウントすることにより、宇宙船の壁１に宇宙ダストの微粒子が何回衝突したかを簡単に検知することができる。
【０００８】
図３は本発明の他の実施例の微粒子の衝突検出装置のブロック図で、宇宙船の壁１に装着された圧電体振動子２の出力は判定装置５の波形解析機能５ａに入力され、波形解析機能５ａの出力は第１のメモリ機能５ｂに入力され、第１のメモリ機能５ｂには読み出し機能５ｃが接続され、読み出し機能５ｃには、比較機能５ｄが接続され、又、波形解析機能５ａには、第２のメモリ機能５ｅが接続され、第２のメモリ機能５ｅには比較機能５ｄの他方の端子が接続され、比較機能５ｄの出力は表示装置６に接続されている。
【０００９】
このように構成した本実施例の動作を図４のフローチャートにより説明すると、第１のメモリ機能５ｂに既知の微粒子の衝突による波形信号を記憶するために、まず、装置がスタートすることにより、判定装置５は既知の微粒子が衝突するまで待機し（ステップ１）、微粒子が圧電体振動子２に衝突して、圧電体振動子２から図２の波形Ａの信号が判定装置５に入力されると、判定装置５は波形解析機能５ａによって適宜入力波形を解析し、第１の記憶機能５ｂに入力して記憶させ（ステップ２）、又、次の既知の微粒子の衝突があるかどうかを判断し、次の微粒子の衝突があれば（ステップ３）、ステップ１に戻って次の微粒子の入力波形を解析して記憶し、これを繰り返すことにより、質量及び速度が知られた既知の微粒子の波形を順次繰り返し記憶する。
【００１０】
次に、宇宙船が宇宙に飛び立って、宇宙空間に滞在した時、ここで、判定装置５は未知の微粒子が宇宙船の壁１に装着された圧電体振動子２に衝突するまで待機し（ステップ４）、微粒子が圧電体振動子２に衝突すると、圧電体振動子２から微粒子の衝突による波形信号が入力され、この波形信号は波形解析機能５ａで解析されて、第２のメモリ機能５ｅに記憶され（ステップ５）、そして、第２のメモリ機能５ｅから比較機能５ｄに読み出されて入力されると（ステップ６）、判定装置５は第１のメモリ機能５ｂから読み出し機能５ｃで既知の微粒子の衝突時の信号波形を順次読み出して比較機能５ｄに順次入力するので、比較機能５ｄは入力された既知の波形信号と入力されている未知の波形信号を比較し（ステップ７）、そして、一致した波形信号があるかどうかを判断し（ステップ８）、一致しなければ、一致するまで既知の波形信号を読み出して一致した波形信号があった時、一致した波形信号の微粒子のデータを表示装置６に出力して表示し（ステップ９）、次の波形信号があるかどうかを判断し（ステップ１０）、次の波形信号があれば、ステップ５に戻り、再び同じ動作を繰り返す。
【００１１】
本発明は、このように、既知の微粒子が圧電体振動子２に衝突する時の波形信号を予め判定装置５の波形解析機能５ａで解析して第１のメモリ５ｂに順次記憶しておき、未知の微粒子が入力される毎に未知の微粒子の質量及び速度等を既知の微粒子の衝突と比較して出力することにより、宇宙船の壁１がどの程度破損したかを検知することができ、さらに、図１の実施例のカウンタ機能を判定装置５に設けることにより、単位時間当たりの宇宙船のダメージを把握することができる。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の微粒子の衝突検出装置では、質量及び速度の異なった多数の既知の微粒子が圧電体振動子に衝突する時の波形信号を波形解析して記憶しておき、この記憶された波形信号と未知の微粒子が圧電体振動子に入力された時の波形信号と既知の波形信号とを順次比較することにより、未知の微粒子のデータを既知の微粒子のデータから取得して表示することにより、表示装置で表示されたデータから宇宙船の壁が宇宙ダストでどの程度ダメージを受けたかどうかを検知することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の微粒子の衝突検出装置のブロック図である。
【図２】  微粒子が衝突した時の圧電体振動子の出力波形図である。
【図３】  本発明の他の実施例の微粒子の衝突検出装置のブロック図である。
【図４】  図３の装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１                壁
２                圧電体振動子
３                波形整形装置
４                カウンタ
５                判定装置
５ａ              波形解析機能
５ｂ              第１のメモリ機能
５ｃ              読み出し機能
５ｄ              比較機能
５ｅ              第２のメモリ機能
６                表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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