(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星の如き宇宙飛翔体の表面に、該表面上を或る範囲で見るような角度で複数個の光検出器を配置して各々固定設置し、且つ宇宙飛翔体の表面に宇宙漂流物体が衝突したときに発せられる光を上記複数個所の光検出器で個別に検出できるようにし、更に、上記光検出器が接続してあって、上記光が各光検出器へ到達する時刻の違い及び光が光検出器で検出されるときの光の強度の値の違いを基に衝突時刻、衝突位置を計測するようにしてある演算器を備えた構成を有することを特徴とする宇宙漂流物体の計測装置。
【請求項２】
上面を開放させたボックス型のホルダー内に低密度物質を収納してなる捕獲器を、宇宙飛翔体に取り付け、該捕獲器のホルダーの１個所又は複数個所に光検出器を取り付けると共に、該光検出器を取り付けた部分のホルダーを透明な構造とし、且つ上記光検出器が接続してあって、上記捕獲器に宇宙漂流物体が衝突して捕獲されたときに発せられる光が光検出器で検出されるとその値から捕獲時刻を計測することができ、又、上記発せられる光が複数個所の光検出器で検出されるとその検出値から衝突位置を計測することができるようにしてある演算器を備えた構成を有することを特徴とする宇宙漂流物体の計測装置。
【請求項３】
上面を開放させたボックス型のホルダー内に低密度物質を収納してなる捕獲器を、宇宙飛翔体に取り付け、該捕獲器のホルダーの底面のみに二次元フォトマルチプライヤーよりなる光検出器を取り付け、且つ上記光検出器を演算器に接続して、上記捕獲器に宇宙漂流物体が衝突して捕獲されたときに発せられる光を上記光検出器で検出することにより宇宙漂流物体が衝突した位置、検出した光の強度から衝突エネルギーを計測することができるようにした構成を有することを特徴とする宇宙漂流物体の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスペースデブリ、コスミックダストの如き宇宙漂流物体が宇宙飛翔体に衝突したときの衝突位置、衝突時刻を計測したり、宇宙漂流物体を捕獲して衝突位置、衝突時刻を計測するようにする宇宙漂流物体の計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
宇宙空間には数多くの物体（ゴミ）が漂い続けている。その中には、役目を終えた人工衛星やロケットの残がい、これらが爆発したときの破片や塗料片等の人工的な飛行物体であるスペースデブリ、あるいは、星間や惑星間を飛び交っている直径１μ〜数百μ前後の微粒子であるコスミックダスト（宇宙塵）がある。
【０００３】
これらの宇宙漂流物体のうち、スペースデブリは、宇宙開発が進むにつれて増加するものであり、その中には地上から観測できる大きさのものから、観測できない小さいものまであり、これらと宇宙で稼動中の人工衛星や宇宙ステーション等の宇宙飛翔体との衝突のおそれがある。
【０００４】
したがって、上記宇宙空間を漂い続けている物体が宇宙飛翔体に衝突する状況を観測したり、宇宙漂流物体を捕獲して分析したり回収する必要がある。
【０００５】
現在まで、かかる宇宙漂流物体の衝突状況の観測と捕獲は別々の装置で行われており、前者の宇宙漂流物体の衝突状況は、宇宙漂流物体が或る物体に衝突するときに発せられるプラズマ化された光を利用して宇宙漂流物体の衝突個数等を計測するようにしたダストカウンターなる計測装置で計測するようにし、後者の宇宙漂流物体の捕獲は、人工衛星等に取り付けるようにした捕獲器で捕獲するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のダストカウンターなる計測装置の場合は、宇宙漂流物体が衝突したときの発光現象や、プラズマ化現象、振動などをカウントして衝突個数等を知るようにしたものであるが、漂流物体のサンプルの捕獲はできない。又、捕獲器で捕獲した宇宙漂流物体は捕獲器を地上に持ち帰ることにより捕獲された宇宙漂流物体の成分の分析は行うことはできるが、衝突して捕獲された時刻を計測できないので、宇宙漂流物体がどの時点にどの軌道で捕獲されたものであるか、どの方向から飛来したものか等を知ることができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、宇宙漂流物体が衝突したときの時刻や衝突位置、更には衝突エネルギーをも計測できると共に、宇宙漂流物体を捕獲器で捕獲した時刻と衝突位置を計測できるようにしようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、人工衛星の如き宇宙飛翔体の表面に、該表面上を或る範囲で見るような角度で複数個の光検出器を配置して各々固定設置し、且つ宇宙飛翔体の表面に宇宙漂流物体が衝突したときに発せられる光を上記複数個所の光検出器で個別に検出できるようにし、更に、上記光検出器が接続してあって、上記光が各光検出器へ到達する時刻の違い及び光が光検出器で検出されるときの光の強度の値の違いを基に衝突時刻、衝突位置を計測するようにしてある演算器を備えた構成とする。
【０００９】
宇宙漂流物体が宇宙飛翔体表面に衝突すると、発光現象が生じ、その光を数点の光検出器で検出することにより、各光検出器に光が到達する時刻や光の強度の違いから衝突位置を計測でき、光の強度から衝突エネルギーも計測できる。
【００１０】
又、上面を開放させたボックス型のホルダー内に低密度物質を収納してなる捕獲器を、宇宙飛翔体に取り付け、該捕獲器のホルダーの１個所又は複数個所に光検出器を取り付けると共に、該光検出器を取り付けた部分のホルダーを透明な構造とし、且つ上記光検出器が接続してあって、上記捕獲器に宇宙漂流物体が衝突して捕獲されたときに発せられる光が光検出器で検出されるとその値から捕獲時刻を計測することができ、又、上記発せられる光が複数個所の光検出器で検出されるとその検出値から衝突位置を計測することができるようにしてある演算器を備えた構成としたり、捕獲器に光検出器を取り付けることに代えて、二次元フォトマルチプライヤーよりなる光検出器をホルダーの底面のみに設けた構成とすることにより、宇宙漂流物体が捕獲器に衝突して捕獲された時刻、衝突位置が計測できると共に、捕獲器を地上に持ち帰って調べることができるので、捕獲時刻と人工衛星の軌道とから宇宙漂流物体の飛来方向を知ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の一形態を示すもので、宇宙漂流物体１が宇宙飛翔体２の表面に衝突したときの衝突位置、衝突時刻を計測するようにしたものである。
【００１３】
すなわち、宇宙飛翔体２の表面に、或る範囲内を見通せるように複数個（図１では３個）のフォトマルチプライヤーやフォトダイオードの如き光検出器３を所要間隔で配置して、各々支持脚４を介し固定設置し、宇宙漂流物体１が宇宙飛翔体２の表面に衝突したときに発せられる光５を上記複数個所の光検出器３で個別に検出できるようにし、且つ各検出値を入力して、光５が各光検出器３へ到達する時刻や光５が各光検出器３で検出されるときの光の強度の計測値の違いから宇宙漂流物体１が衝突した時刻、衝突位置を求めるようにする演算器６を装備する。
【００１４】
宇宙飛翔体２の表面に宇宙漂流物体１が衝突すると、発光現象が生じる。このときの光５が複数個所の光検出器３で個別に検出されて演算器６へ入力される。
【００１５】
演算器６では各光検出器３へ光５が到達する時刻の差や、各光検出器３が受ける光の強度の計測値の違いの差から、宇宙飛翔体２の表面に宇宙漂流物体１がいつ衝突したか、どこに衝突したかという衝突時刻、衝突位置を求めることができる。又、上記光の強度の計測値から宇宙飛翔体２表面への宇宙漂流物体１の衝突エネルギーをも計測することができる。
【００１６】
次に、図２（イ）（ロ）は本発明の他の実施の形態として、宇宙飛翔体２に取り付けて用いる宇宙漂流物体捕獲用の捕獲器Ｉを構成するホルダー７に光検出器３を設置し、宇宙漂流物体１が捕獲器Ｉで捕獲されたときに発せられる光５を光検出器３で検出して時刻を計測できるようにしたものである。
【００１７】
詳述すると、上面を開放して底板８と側板９とからなるボックス型のホルダー７の内部に、所要厚さとした発泡シリコン等の如き低密度物質１１とアルミフォイル又は銅フォイル、金フォイルの如きフォイル１２を積層してなるブロック体１０を収納し、開放したホルダー７の上面側に衝突して来た宇宙漂流物体１の衝突を低密度物質１１で吸収しフォイル１２を突き破って進入した宇宙漂流物体１をいずれかのフォイル１２で捕獲するようにした捕獲器Ｉを構成し、該捕獲器Ｉのホルダー７の任意の１個所、たとえば、側板９の任意の高さ位置に、ホルダー７の内部を見渡せるようにフォトマルチプライヤーやフォトダイオードの如き光検出器３を設置して演算器６に接続すると共に、該光検出器３を設置した側板９の一部又は全部を透明にするか又は孔をあけた構成にして、光検出器３によりホルダー７の内部が直接見られるようにする。
【００１８】
この捕獲器Ｉは、図２（ロ）に示すように宇宙飛翔体２にマニピュレータ１３を介して宇宙飛翔体２より張り出して取り付けるようにしたり、宇宙飛翔体の側面等に取り付けて搭載するようにする。
【００１９】
この実施の形態によれば、宇宙漂流物体１が捕獲器Ｉに衝突しフォイル１２を突き破って進入して捕獲されると、そのとき発せられる光５を１個所の光検出器３で検出することにより捕獲時刻を知ることができる。
【００２０】
本発明の更に他の実施の形態として、図２（イ）に二点鎖線で示す如く側板９の他の個所や底板８に沿う複数個所にも光検出器３を設置して、演算器６に接続させた構成とすると、宇宙漂流物体１が捕獲器Ｉに捕獲されたときに発せられる光５を数個所の光検出器３で検出することにより捕獲時刻はもとより、そのときの各光検出器３への光の到達時刻や光の強度の計測値の違いから衝突位置と衝突エネルギーを計測することができる。
【００２１】
図３は本発明の更に別の実施の形態を示すもので、図２に示す捕獲器Ｉと同様の捕獲器Ｉのホルダー７底面に沿い二次元フォトマルチプライヤーからなる光検出器１４を設置したものである。
【００２２】
この実施の形態によれば、底部の光検出器１４のみで宇宙漂流物体１が衝突したときの位置が計測できると共に、衝突したときの光の強さでエネルギーを計測することができる。
【００２３】
上記した捕獲器Ｉに光検出器３，１４を取り付けて衝突した宇宙漂流物体１を捕獲し計測するようにしたものでは、捕獲器Ｉを地上に持ち帰って調べることができるので、宇宙空間では何時衝突したかがわからないような場合でも、地上で調べるときに衝突時刻がわかることから、宇宙飛翔体がどの軌道で捕獲したか、宇宙漂流物体１がどの方向から飛来したのか等の観測をすることができる。
【００２４】
なお、捕獲器Ｉのホルダー７を構成する側板９は底板８とは別体として底板８にボルトで固定できるようにしたり、側板９を４面別々に分割して各々が底板８に対し個別に取り付けられるようにすると共に相対峙する側板同士間の間隔が変えられるように取付位置を可変としてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の宇宙漂流物体の計測装置によれば、人工衛星の如き宇宙飛翔体の表面に、該表面上を或る範囲で見るような角度で複数個の光検出器を配置して各々固定設置し、且つ宇宙飛翔体の表面に宇宙漂流物体が衝突したときに発せられる光を上記複数個所の光検出器で個別に検出できるようにし、更に、上記光検出器が接続してあって、上記光が各光検出器へ到達する時刻の違い及び光が光検出器で検出されるときの光の強度の値の違いを基に衝突時刻、衝突位置を計測するようにしてある演算器を備えた構成としてあるので、各光検出器への光の到達時刻や光の強度の違いから衝突位置を計測することができると共に、各光検出器で検出する光の強度の違いから衝突エネルギーを計測することができ、又、宇宙飛翔体に搭載する捕獲器に光検出器を１個組み付けることにより、捕獲器に宇宙漂流物体が衝突して捕獲された時刻を知ることができると共に、光検出器を数個所に組み付けて用いることにより数点での検出値から衝突位置、衝突エネルギーをも知ることができ、更に、捕獲器の底面に１つの二次元フォトマルチプライヤーからなる光検出器を設置することにより、宇宙漂流物体が衝突した位置を知ることができ、光の強度から衝突エネルギーも計測することができ、このような捕獲器に光検出器を組み付けたものは、捕獲器を地上に持ち帰ることができて、地上にて衝突時刻を知ることにより、該捕獲器を搭載した人工衛星がどのような軌道のときに宇宙漂流物体を捕獲したか、どの方向から宇宙漂流物体が飛んで来たか、等を観測できる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態について示す概要図である。
【図２】本発明の他の実施の形態について示すもので、（イ）は捕獲器の概略断面図、（ロ）は宇宙飛翔体に捕獲器を取り付けた例を示す概略図である。
【図３】本発明の更に別の実施の形態について示す概要図である。
【符号の説明】
Ｉ  捕獲器
１  宇宙漂流物体
２  宇宙飛翔体
３  光検出器
５  光
６  演算器
７  ホルダー
８  底板
９  側板
１０  ブロック体
１１  低密度物質
１２  フォイル
１４  光検出器
【図１】
0003870350.tif 000002
【図２】
0003870350.tif 000003
【図３】
0003870350.tif 000004