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捕获太空垃圾装置云南 云维集团 大为制焦：黄兆荣摘要：本文介绍捕获太空垃圾装置的原理、结构关键词：太空垃圾 高压电 静电 电引力 电斥力一、概述：作者数百次的实验表明，高压静电能吸引任何液体和固体物质，电产生的吸 引力叫电引力，电产生的排斥力叫电斥力当物体处于常态时，高压静电对任何物质都产生 引力，当固体带电时外加电压（V）与带电固体的质量（m）有电引力、电斥力两种现象 m1/V（电引力）

根据太空垃圾尺寸的大小，国际上把太空垃圾分为 3 类：尺寸大于 10 厘 米的为大碎片，现在大概有 2 万多块，可被监测到；尺寸介于 1～10 厘米之间的为小碎片, 现在大概有 11 万块；尺寸介于 1 毫米～1 厘米之间的为微小碎片,现在大概有 37 万块而 尺寸不大于 1 毫米的碎片现在大概有几千万块太空垃圾主要分布在低地球轨道（距地面２０００公里以下）和地球静止轨道（距地 面３６８００公里） 低地球轨道上的太空垃圾受高层大气阻力作用，其轨道不断衰减，最 终再入大气层陨毁而较高轨道上的空间碎片会长时间地留在太空中，日夜不停地围绕地球 运行据有关资料统计，迄今人类已向太空发射了５０００多颗各类航天器，其中有几千颗 已成为太空垃圾在轨道上遨游目前，地面上能观测到并记录在案的在太空中的碎片约有 ４０００多万个，形成约３０００吨太空垃圾，其中地面可以观测到的最大碎片与一辆公共 汽车相当，最小的与一个垒球相当，而且这些数字每年都在增加二、捕获太空垃圾装置，由太空垃圾测量部分、捕获部分和收集三大部分组成 1、太空垃圾测量部分，是测量太空垃圾的飞行速度、距捕获装置的距离的装置，这项可利 用导弹制导技术进行测量。

2、捕获部分，将飞行的太空垃圾捕获到装置上，是利用非常成熟的高压静电技术制成 3、收集部分：将捕获到的太空垃圾收集到仓库 三、捕获部分：包括太阳电池板、蓄电池、调压器、变频器、升压变压器、整流器、滤波器 和活动的捕获极板，如下图 1 所示：低压直流电变频升压变压器整流极板极板1、太阳能电池板：是供给本套装置正常工作的能源，是直流电源，它输出的电能供给蓄电 池2、蓄电池：太阳能电池板发出的电进行存储，稳压的作用，由于其电压低，故其静电不能 吸引固体或液体物质 3、调压器：是调整蓄电池输出电压的高低，满足高压静电所产生的电引力之需要 4、变频器：将直流电变成高频电，供高频升压器使用 5、高频升压器：将低压高频电变成高频高压电 6、整流器：将高频高压电整流成脉冲高压电 7、滤波器：采用 π 形滤波器，将脉冲高压电滤成直流高压电，降低纹波成分 8、活动捕捉极板：极板上带有高压静电产生电引力吸引太空垃圾，极板是双层的，极板仓 库外层是百叶窗形的，带高压静电，里层装有永久磁铁，当外层捕获到太空垃圾后，百叶窗 反转 180°，太空垃圾在永久磁铁的磁力作用下吸引在磁铁上，百叶窗反转 180°，继续捕 获太空垃圾，当极板仓库收满到 50%--60%时，活动极板返回本体，清空极板仓库内的太空 垃圾。

9、本体垃圾仓库里装有永久磁铁，用来吸引固定从极板仓库收集回来的太空垃圾， 使太空垃圾不要乱飞 四．工作过程测量装置测量太空垃圾在一定范围时，捕获装置调整活动捕获极板的位置，逐渐靠近太 空垃圾，使太空垃圾的运动轨迹在活动极板的电引力范围，当太空垃圾到达电引力范围内时， 太空垃圾改变原来的运动轨迹，向带高压静电的极板靠近，最终在电引力的作用下被极板捕 获，捕获到太空垃圾到 50%--60%，后，极板退回，接近装置一段距离时，停电，带有磁场 的装置将太空吸入仓内，在仓内收集极板又伸出去继续捕获太空垃圾 、 五、距离调整太空垃圾与活动捕获极板之间总是有一定的距离，如何让太空垃圾达到极板的吸引范围 之内，首先需要测量在捕获装置周围的太空垃圾的飞行速度，大小是否在吸引范围之内，如 果在则调整本体位置，太远则不需要调整，近则调整 距离调整分为粗调整和细调整1、粗调整则调整装置本体与太空垃圾之间的位置，使之在吸引范围之内，采用电调， 即电子枪的原理，由于本体向外喷射粒子，本体与喷射的粒子同性产生排斥力，利用排斥力 调整本体与太空垃圾之间的位置，该调整也只是小范围调整，因为太空垃圾太多，所以没有 必要一块块去找，在某一区域守株待兔，当该区域太空垃圾捕完后，又紧挨着调整到相邻的 一个区域。

2、细调即捕获太空垃圾装置本体不动，只调整活动捕获极板的位置，是用自身的机械 装置调整 六、结论：利用高压静电的电引力将物质吸引到电极板上的装置结构简单，技术成熟操作方便的科 学装置 参考文献 1、 电除尘装置说明书 2、 电捕装置说明书。