特開 2025-5295 スペースデブリ除去システム、スペースデブリ除去方法、スペースデブリ除去装置、射出物、及び射出物格納装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005295

(43)【公開日】2025-01-16

(54)【発明の名称】スペースデブリ除去システム、スペースデブリ除去方法、スペースデブリ除去装置、射出物、及び射出物格納装置

(51)【国際特許分類】

   B64G 1/64 20060101AFI20250108BHJP

【ＦＩ】

B64G1/64 500

B64G1/64 600

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105448

(22)【出願日】2023-06-27

(71)【出願人】

【識別番号】523111957

【氏名又は名称】株式会社オン

(74)【代理人】

【識別番号】110001782

【氏名又は名称】弁理士法人ライトハウス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】津田 訓範

(72)【発明者】

【氏名】古藤 芳久

(57)【要約】

【課題】
新規なスペースデブリ除去システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置と、射出物とを備えるスペースデブリ除去システムであって、スペースデブリ除去装置が、射出物を射出する射出部を備え、射出部が、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出する、スペースデブリ除去システム。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置と、射出物とを備えるスペースデブリ除去システムであって、
スペースデブリ除去装置が、
射出物を射出する射出部
を備え、
射出部が、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出する、
スペースデブリ除去システム。

【請求項2】

射出物が、内部に圧縮した気体を封入した本体部を備え、
射出部が、本体部から該圧縮した気体を噴射させることにより射出物を射出する、
請求項１に記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項3】

射出物が、圧縮した気体を噴射するための噴射口を塞ぐ閉塞手段を備え、
射出部が、該噴射口を開く開放手段を備える、
請求項２に記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項4】

射出物が、本体部の内部の圧縮した気体を外部に噴出させることが可能なノズル部を備える、
請求項１～３のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項5】

開放手段が、ノズル部を本体部の内部に押圧し、閉塞手段を本体部の内部に移動させることで、噴射口を開く、
請求項４に記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項6】

射出部が、射出物を射出部の内部に固定する固定手段を備え、
射出部が、固定手段による射出物の固定が解除されたときに、射出物を射出する、
請求項１～３のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項7】

射出物を格納する格納部と、
格納部から射出部へ射出物を移動させる射出物移動手段と
を備える、
請求項１～３のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項8】

スペースデブリ除去装置を移動させる装置移動手段
を備え、
射出部が、スペースデブリ除去装置が所定の位置に移動した後に、射出物を射出する、
請求項１～３のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項9】

射出物が、面状に展開することが可能な面状部を備える、
請求項１～３のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項10】

宇宙空間を撮像した画像を取得する画像取得手段と、
レーザー光を利用することで、スペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離を特定する距離特定手段と、
画像取得手段により取得された宇宙空間の画像、及び、距離特定手段により特定されたスペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離により、スペースデブリの位置に関する情報を特定する位置特定手段と
を備える、
請求項１～３のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム。

【請求項11】

射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去方法であって、
射出物を射出する射出ステップ
を有し、
射出ステップが、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出する、
スペースデブリ除去方法。

【請求項12】

射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置であって、
射出物を射出する射出部
を備え、
射出部が、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出する、
スペースデブリ除去装置。

【請求項13】

射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置に用いられる射出物であって、
内部に圧縮した気体を封入した本体部
を備える、
射出物。

【請求項14】

射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置と、射出物とを備えるスペースデブリ除去システムに用いられる射出物格納装置であって、
射出物を格納する格納部と、
格納部からスペースデブリ除去装置へ射出物を移動させる射出物移動手段と
を備える、
射出物格納装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スペースデブリ除去システム、スペースデブリ除去方法、スペースデブリ除去装置、射出物、及び射出物格納装置に関する。

【背景技術】

【0002】

宇宙開発の発展に伴い、スペースデブリ（宇宙ゴミ）の量は年々増加している。

【0003】

スペースデブリが、活動中の人工衛星、有人宇宙船、国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）などに衝突した場合、設備が破壊されたり、乗員の生命に危険が及ぶ可能性がある。

【0004】

そのため、スペースデブリを除去する必要性が高まっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の少なくとも１つの目的は、新規なスペースデブリ除去システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の目的は、
［１］射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置と、射出物とを備えるスペースデブリ除去システムであって、スペースデブリ除去装置が、射出物を射出する射出部を備え、射出部が、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出する、スペースデブリ除去システム；
［２］射出物が、内部に圧縮した気体を封入した本体部を備え、射出部が、本体部から該圧縮した気体を噴射させることにより射出物を射出する、前記［１］に記載のスペースデブリ除去システム；
［３］射出物が、圧縮した気体を噴射するための噴射口を塞ぐ閉塞手段を備え、射出部が、該噴射口を開く開放手段を備える、前記［２］に記載のスペースデブリ除去システム；
［４］射出物が、本体部の内部の圧縮した気体を外部に噴出させることが可能なノズル部を備える、前記［１］～［３］のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム；
［５］開放手段が、ノズル部を本体部の内部に押圧し、閉塞手段を本体部の内部に移動させることで、噴射口を開く、前記［４］に記載のスペースデブリ除去システム；
［６］射出部が、射出物を射出部の内部に固定する固定手段を備え、射出部が、固定手段による射出物の固定が解除されたときに、射出物を射出する、前記［１］～［５］のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム；
［７］射出物を格納する格納部と、格納部から射出部へ射出物を移動させる射出物移動手段とを備える、前記［１］～［６］のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム；
［８］スペースデブリ除去装置を移動させる装置移動手段を備え、射出部が、スペースデブリ除去装置が所定の位置に移動した後に、射出物を射出する、前記［１］～［７］のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム；
［９］射出物が、面状に展開することが可能な面状部を備える、前記［１］～［８］のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム；
［１０］宇宙空間を撮像した画像を取得する画像取得手段と、レーザー光を利用することで、スペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離を特定する距離特定手段と、画像取得手段により取得された宇宙空間の画像、及び、距離特定手段により特定されたスペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離により、スペースデブリの位置に関する情報を特定する位置特定手段とを備える、前記［１］～［９］のいずれかに記載のスペースデブリ除去システム；
［１１］射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去方法であって、射出物を射出する射出ステップを有し、射出ステップが、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出する、スペースデブリ除去方法；
［１２］射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置であって、射出物を射出する射出部を備え、射出部が、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出する、スペースデブリ除去装置；
［１３］射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置に用いられる射出物であって、内部に圧縮した気体を封入した本体部を備える、射出物；
［１４］射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置と、射出物とを備えるスペースデブリ除去システムに用いられる射出物格納装置であって、射出物を格納する格納部と、格納部からスペースデブリ除去装置へ射出物を移動させる射出物移動手段とを備える、射出物格納装置；
により、達成される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、新規なスペースデブリ除去システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去システムの構成を説明するための概略図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る、射出物の構成を説明するための概略図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置の射出機構を説明するための概略図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る、射出物の噴射機構を説明するための概略図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置の射出準備機構を説明するための概略図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る、射出物の例を示す概略図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る、射出物の展開機構を説明するための概略図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置の射出準備機構を説明するための概略図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置及び格納部の構成例を示す概略図である。

【図10】本発明の実施の形態に係る、位置特定処理のフローチャートである。

【図11】本発明の実施の形態に係る、射出処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態について説明をするが、本発明の趣旨に反しない限り、本発明は、以下の実施の形態に限定されない。以下で説明するフローチャートを構成する各処理の順序は、処理内容に矛盾や不整合が生じない範囲で順不同であり、また、処理内容に矛盾や不整合が生じない範囲で、フローチャートを構成する各処理の一部を省略することや、フローチャートを構成する各処理に新たな処理を追加することも可能である。また、フローチャートを構成する各処理を実行する主体となる装置は、本発明の趣旨に反しない限り、他の装置へ変更することが可能である。その際、処理内容に矛盾や不整合が生じないように、処理内容を変更することが可能である。

【0010】

本発明のスペースデブリ除去システムは、射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置と、射出物とを備える。「スペースデブリの除去」には、スペースデブリの移動、スペースデブリの軌道変更、スペースデブリの回収などが含まれる。

【0011】

スペースデブリ除去装置は、人工衛星に搭載して宇宙空間へ打ち上げることが可能である。スペースデブリ除去装置は、例えば、人工衛星の外装に備えることができる。スペースデブリ除去装置は、人工衛星に搭載した状態で、宇宙空間に存在するスペースデブリに対して射出物を射出し、スペースデブリを除去することが可能である。人工衛星は、スペースデブリを除去するために打ち上げられるものでもよく、他の目的のために打ち上げられるものでもよい。スペースデブリ除去装置を搭載する人工衛星が備える制御システムを構成する装置には、本発明のスペースデブリ除去システムを利用するためのアプリケーションがインストールされてもよい。以下、「スペースデブリ除去装置を搭載する人工衛星が備える制御システム」を、単に、「制御システム」ともいう。

【0012】

図１は、本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去システムの構成を説明するための概略図である。図１に示すスペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１、及び射出物１２（１２ａ）を備えている。また、図１に示すスペースデブリ除去装置１１は、制御装置１１１、押出機構１１２、ロック機構１１３（１１３ａ及び１１３ｂ）、及び筐体１１４を備えている。制御装置１１１と押出機構１１２、及び、制御装置１１１とロック機構１１３は、それぞれ、通信により接続されていてもよく、導線などにより電気的に接続されていてもよい。また、図示しないが、制御装置１１１、押出機構１１２、及び／又はロック機構１１３は、人工衛星が備える電源システムから電力の供給を受けることが可能であってもよい。

【0013】

なお、本明細書においては、射出物１２として、面状に展開することが可能な面状部を備えない射出物１２ａと、面状に展開することが可能な面状部を備える射出物１２ｂとを例として挙げるが、射出物１２ａ及び射出物１２ｂが射出される機構としては、共通のものを採用することができる。また、スペースデブリ除去システム１は、射出物１２ａ及び射出物１２ｂとは異なる構造及び／又は機能を有する射出物１２を備えることも可能である。以下、射出物１２ａ及び射出物１２ｂに共通する構造及び／又は機能について説明する際には、射出物１２ａ及び／又は射出物１２ｂを、射出物１２と記載する。

【0014】

図１に示すスペースデブリ除去装置１１において、押出機構１１２、ロック機構１１３、及び筐体１１４を、射出物１２を射出する射出部としてもよい。射出部は、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物１２を射出するものである。圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物１２を射出する態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、射出物１２の内部に圧縮した気体が封入されており、該圧縮した気体が射出物１２の外部に噴射される際の圧力を利用して、射出物１２を射出してもよい。あるいは、例えば、射出部の内部に圧縮した気体が封入されており、該圧縮した気体が射出物１２に対して噴射される際の圧力を利用して、射出物１２を射出してもよい。

【0015】

以下、射出物１２の内部に圧縮した気体が封入されており、該圧縮した気体が射出物１２の外部に噴射される際の圧力を利用して、射出物１２を射出する態様について説明する。

【0016】

射出物１２は、射出部の内部に配置することができる。以下、射出物１２を射出部の内部に配置することを、射出物１２を射出部又はスペースデブリ除去装置１１に装填するという。また、射出部の内部において射出物１２が配置された位置を、射出物１２の装填位置という。

【0017】

図１において、射出物１２は、筐体１１４の内部であって、２つのロック機構１１３ａ及び１１３ｂの間に装填されている。また、図１において、射出物１２は、筐体１１４の内部において、押出機構１１２が備えられている側とは反対側に装填されている。

【0018】

射出物１２は、押出機構１１２が備えられている側とは反対の方向に向かって射出されるものとする。図示しないが、筐体１１４において、射出物１２が射出される箇所は、開口していることが好ましい。スペースデブリ除去装置１１において射出物１２が射出される開口部を、射出口ともいう。以下、スペースデブリ除去装置１１において、射出口が備えられている側を前方、射出口が備えられている側と反対側を後方とする。射出物１２の装填位置は、射出部の内部の前方側であっても、中間であっても、後方側であってもよい。また、以下、射出物１２において、射出物１２が射出される方向側を前方（先）又は上方、射出物１２が射出される方向側と反対側を後方又は下方とする。

【0019】

図２は、本発明の実施の形態に係る、射出物の構成を説明するための概略図である。

【0020】

図２（Ａ）は、射出物１２（１２ａ）の側面視の概略図である。図２に示す射出物１２は、本体部１２１、及びノズル部１２２を備えている。射出物１２は、本体部１２１をスペースデブリ除去装置１１の前方に向け、ノズル部１２２をスペースデブリ除去装置１１の後方に向けた状態で、射出部に装填されてもよい。つまり、射出物１２において、本体部１２１側を前方（先）又は上方、ノズル部１２２側を後方又は下方としてもよい。

【0021】

本体部１２１の内部には、圧縮した気体が封入されている。気体の種類は、特に限定されず、適宜設計可能である。気体の種類は、例えば、空気でも、アルゴンでも、窒素でも、ヘリウムでもよい。また、気体を圧縮する際の圧力は、特に限定されない。気体を圧縮する際の圧力は、射出物１２を射出する際に必要となる噴射圧の大きさ、本体部１２１の強度などに応じて、適宜設計可能である。以下、「本体部１２１の内部に封入された、圧縮した気体」を、単に、「本体部１２１の内部に封入された気体」ともいう。

【0022】

本体部１２１の内部に圧縮した気体を封入する方法は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、本体部１２１の表面に圧縮した気体を注入するための孔が設けられており、本体部１２１の内部に圧縮した気体を注入した後、該孔を封止することで、本体部１２１の内部に圧縮した気体を封入してもよい。

【0023】

本体部１２１の形状は、特に限定されず、適宜設計可能である。本体部１２１の形状は、例えば、略球形状であっても、略卵形状であっても、略円錐形状であっても、略角錐形状であっても、略直方体形状であっても、略円柱形状であっても、略角柱形状であっても、砲弾のような形状であってもよい。本体部１２１の内部に封入した気体の圧力に耐えやすいという観点からは、本体部１２１の形状は、略球形状であることが好ましい。なお、略球形状には、球形状、楕円体などの、全体として丸みを帯びた立体形状が含まれ得る。

【0024】

また、本体部１２１の大きさ、本体部１２１の内部の空洞の大きさ、及び、本体部１２１の壁の厚さは、特に限定されない。本体部１２１の大きさ、本体部１２１の内部の空洞の大きさ、及び、本体部１２１の壁の厚さは、射出物１２を射出する際に必要となる気体の体積、スペースデブリ除去装置１１を搭載する人工衛星の大きさ、本体部１２１の内部に封入された気体の圧力、本体部１２１の素材などに応じて、適宜設計可能である。

【0025】

ノズル部１２２は、本体部１２１の内部に封入された気体を、射出物１２の外部に噴射することが可能なものである。図２（Ａ）において、ノズル部１２２の先端は、本体部１２１の後方に備えられた突起部１２１１の内部に挿入されている。

【0026】

図２（Ｂ）は、射出物１２（１２ａ）の内部構造を説明するための概略図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す概略図において、射出物１２（１２ａ）の本体部１２１の内部構造を目視可能としたものである。

【0027】

図２において、本体部１２１の後方に備えられた突起部１２１１は、略円筒形状であり、両端部が開口している。ここでは、突起部１２１１の内部を、本体部１２１の本体開口部１２１２とする。本体開口部１２１２は、本体部１２１の内部に封入された気体を噴射するための噴射口として機能してもよい。

【0028】

図２（Ｂ）において、本体部１２１の内部には、本体開口部１２１２を塞ぐ閉塞手段１２１３、及び、本体部１２１の内部から気体が漏れることを防止する本体シール部１２１４が備えられている。

【0029】

閉塞手段１２１３は、本体開口部１２１２を塞ぐことができるものであればよく、特に限定されない。閉塞手段１２１３は、例えば、立体形状を有する部材であっても、平面形状を有する部材であってもよい。立体形状は、例えば、例えば、略球形状であっても、略卵形状であっても、略円錐形状であっても、略角錐形状であっても、略直方体形状であっても、略円柱形状であっても、略角柱形状であっても、砲弾のような形状であってもよい。また、平面形状は、例えば、円形状であっても、楕円形状であっても、多角形状であっても、他の任意の形状であってもよい。また、閉塞手段１２１３は、栓として機能するものであっても、扉として機能するものであってもよい。

【0030】

図２（Ｂ）において、閉塞手段１２１３は、略球形状を有する部材である。また、図２（Ｂ）において、閉塞手段１２１３は、本体開口部１２１２を塞ぐ栓として機能している。また、本体部１２１の内部に封入されているのは圧縮した気体であるため、閉塞手段１２１３に対して、本体開口部１２１２を塞ぐ位置に留まる方向に圧力がかかる。そのため、後述するように、閉塞手段１２１３がノズル部１２２により移動させられるまでは、閉塞手段１２１３は、本体開口部１２１２を塞ぐ栓として機能する。

【0031】

また、本体シール部１２１４は、本体部１２１の内部から気体が漏れることを防止することができるものであればよく、特に限定されない。本体シール部１２１４は、例えば、パッキンであっても、ガスケットであってもよい。

【0032】

図２（Ｂ）において、本体シール部１２１４は、突起部１２１１の内壁上、及び、本体部１２１の、本体開口部１２１２の近傍の内壁上に備えられている。なお、本体シール部１２１４は、突起部１２１１の内壁上、及び、本体部１２１の、本体開口部１２１２の近傍の内壁上を連続して覆うように配置されているため、図２（Ｂ）においては、符号の記載を１か所としている。

【0033】

図２（Ｂ）において、閉塞手段１２１３は、本体部１２１の、本体開口部１２１２の近傍の内壁上に備えられたシール部１２１４に接するように配置されている。閉塞手段１２１３がシール部１２１４に接するように配置されることで、本体部１２１の内部から気体が漏れることを防止することができる。

【0034】

また、図２（Ｂ）において、ノズル部１２２は、ノズル部１２２の先端の近傍が、突起部１２１１の内壁上に備えられた本体シール部１２１４に接するように配置されている。ここで、図２（Ｃ）及び（Ｄ）を参照して、ノズル部１２２の構造を説明する。

【0035】

図２（Ｃ）は、ノズル部１２２の斜視の概略図である。また、図２（Ｄ）は、ノズル部１２２の上面視の概略図である。図２（Ｃ）及び（Ｄ）に示すノズル部１２２は、中空の構造を備えている。また、ノズル部１２２は、パイプ部１２２１、及び先端部１２２２を備えている。パイプ部１２２１における、先端部１２２２とは反対側の端部は、開口している。また、先端部１２２２の先端側には、４つの開口部が備えられている。以下、パイプ部１２２１における、先端部１２２２とは反対側の開口した端部を、ノズル開口部１２２３ａともいう。また、先端部１２２２の先端側に備えられた開口部を、ノズル開口部１２２３ｂ（１２２３ｂ_１～１２２３ｂ_４）ともいう。

【0036】

パイプ部１２２１は、本体部１２１の内部に封入された気体が射出物１２の外部に噴射される際に、該気体の流路となるものである。パイプ部１２２１の形状は、特に限定されず、適宜設計可能である。パイプ部１２２１の形状は、例えば、筒状の形状を有していてもよい。筒状の形状とは、円筒の形状でもよく、角筒の形状でもよい。パイプ部１２２１の前後方向に垂直な方向における断面の面積は、均一でもよく、不均一でもよい。

【0037】

先端部１２２２は、ノズル部１２２の端部である。先端部１２２２は、本体部１２１の突起部１２１１の内部に配置される。先端部１２２２は、後述のように、ノズル部１２２が本体部１２１の内部に向かって押し出された際に、閉塞手段１２１３に接触する。先端部１２２２の形状は、特に限定されず、適宜設計可能である。先端部１２２２の形状は、例えば、半球形状、欠球形状などの丸みを帯びた形状であっても、円錐の側面形状などの尖った形状であっても、深皿形状、浅皿形状などの平たい形状であってもよい。あるいは、先端部１２２２は、ノズル開口部１２２３ａと同様に、特別な形状を有しない部位であってもよい。後述のように、閉塞手段１２１３を本体開口部１２１２から離れるように移動させることが容易であるという観点からは、先端部１２２２の形状は、丸みを帯びた形状であることが好ましい。

【0038】

パイプ部１２２１が備えるノズル開口部１２２３ａの数は、特に限定されず、適宜設計可能である。パイプ部１２２１が備えるノズル開口部１２２３ａの数は、例えば、１個であっても、２個であっても、３個であっても、４個であってもよい。また、先端部１２２２が備えるノズル開口部１２２３ｂの数は、特に限定されず、適宜設計可能である。先端部１２２２が備えるノズル開口部１２２３ｂの数は、例えば、１個であっても、２個であっても、３個であっても、４個であってもよい。

【0039】

詳細は後述するが、ノズル部１２２が本体部１２１の内部の閉塞手段１２１３を移動させ、本体開口部１２１２を開くことで、本体部１２１の内部に封入されていた気体が、本体開口部１２１２に配されたノズル部１２２から、本体部１２１の外部に噴射される。ノズル部１２２は、突起部１２１１の内壁上に備えられた本体シール部１２１４に接するように配置されるため、本体部１２１の内部に封入されていた気体は、突起部１２１１の内壁とノズル部１２２との間からは噴射されず、ノズル部１２２の内部を通過して、ノズル開口部１２２３ａから噴射される。

【0040】

次に、射出物１２が射出部から射出される機構について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置の射出機構を説明するための概略図である。図３においては、射出物１２が射出部から射出される態様が、時系列に沿って、５つの図に示されている。以下、図３において一番上に示された図を第１図、上から二番目に示された図を第２図、上から三番目に示された図を第３図、上から四番目に示された図を第４図、一番下に示された図を第５図とする。なお、図３において、制御装置１１１の記載は省略されている。

【0041】

図３に示すスペースデブリ除去装置１１において、射出物１２（１２ａ）は、筐体１１４の内部であって、押出機構１１２が備えられている側とは反対側に装填されている。図３に示す押出機構１１２は、アクチュエータ部１１２１、押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４を備えている。筐体１１４の内部において、押出機構１１２は、アクチュエータ部１１２１、押出部１１２２、押圧部１１２３、押圧シール部１１２４の順に前方に位置するように配置されている。また、アクチュエータ部１１２１は、筐体１１４の後方の端部に配置されている。図３において、アクチュエータ部１１２１と押出部１１２２、押出部１１２２と押圧部１１２３、押圧部１１２３と押圧シール部１１２４は、それぞれ、物理的に接続されている。

【0042】

押出機構１１２は、射出物１２のノズル部１２２を、射出物１２の本体部１２１の内部に向かって押圧しながら押し出すものである。

【0043】

アクチュエータ部１１２１は、入力されたエネルギーなどを、物理的運動に変換するものである。アクチュエータ部１１２１は、例えば、リニアモータなどであってよい。アクチュエータ部１１２１により、押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４が、射出物１２に向かって押し出されてもよい。

【0044】

押出部１１２２は、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４を、射出物１２に向かって押し出すものである。押出部１１２２の形状は、特に限定されず、適宜設計可能である。押出部１１２２の形状は、例えば、棒状であってもよい。棒状とは、略円柱形状であっても、略角柱形状であってもよい。押出部１１２２の前後方向に垂直な方向における断面の面積は、均一でもよく、不均一でもよい。また、押出部１１２２の前後方向の長さは、特に限定されず、適宜設計可能である。

【0045】

押圧部１１２３は、射出物１２のノズル部１２２を押圧するものである。押圧部１１２３において、ノズル部１２２と接触する面を、押圧面ともいう。押圧部１１２３及び押圧面の形状、大きさ、表面積などは、特に限定されず、適宜設計可能である。押圧面は、ノズル部１２２のノズル開口部１２２３ａの少なくとも一部を覆うことが可能であってもよい。また、押圧面は、平面であっても、曲面であってもよい。

【0046】

押圧シール部１１２４は、押圧部１１２３とノズル部１２２の間から気体が漏れることを防止するものである。図３において、押圧シール部１１２４は、押圧部１１２３の押圧面上に備えられている。ノズル開口部１２２３ａが押圧シール部１１２４に接した状態で、ノズル部１２２が押圧されることで、後述するように、ロック機構１１３による射出物１２の固定が解除されるまで、射出物１２から気体が噴射されることを防止することができる。

【0047】

図３において、射出物１２は、本体部１２１をスペースデブリ除去装置１１の前方に向け、ノズル部１２２をスペースデブリ除去装置１１の後方に向けた状態で、射出部に装填されている。図３の第１図において、押圧シール部１１２４は、射出物１２のノズル部１２２に接触していない。

【0048】

また、図３において、２つのロック機構１１３ａ及び１１３ｂは、射出物１２を両側から挟むように、筐体１１４の内部に配置されている。図３の第１図において、２つのロック機構１１３ａ及び１１３ｂは、射出物１２の本体部１２１に接触していない。つまり、図３の第１図において、ロック機構１１３ａ及び１１３ｂは、射出物１２を射出部の内部に固定していない。

【0049】

ロック機構１１３は、射出物１２を射出部の内部に固定するものである。ロック機構１１３の形状は、特に限定されず、適宜設計可能である。ロック機構１１３の形状は、例えば、アームのような形状であっても、鎖のような形状であっても、紐のような形状であってもよい。また、ロック機構１１３が射出物１２を固定する態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、ロック機構１１３は、物理的に射出物１２を固定してもよく、電磁的に射出物１２を固定してもよい。また、スペースデブリ除去装置１１が備えるロック機構１１３の数は、特に限定されず、適宜設計可能である。スペースデブリ除去装置１１が備えるロック機構１１３の数は、例えば、１個であっても、２個であっても、４個であってもよい。

【0050】

図３においては、アームのような形状を有する２つのロック機構１１３ａ及び１１３ｂが、物理的に射出物１２を固定することとする。

【0051】

図３の第１図に示す状態から、押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４が射出物１２に向かって押し出され、押圧シール部１１２４が射出物１２のノズル部１２２に接触したとき、図３の第２図のように、ロック機構１１３ａ及び１１３ｂは、射出物１２を射出部の内部に固定してもよい。ロック機構１１３ａ及び１１３ｂは、アームの先端を射出物１２の本体部１２１に接触させることで、射出物１２を射出部の内部に固定している。

【0052】

図３の第２図のように、射出物１２が射出部の内部に固定された状態で、さらに、押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４が射出物１２に向かって押し出されると、図３の第３図に示すように、ノズル部１２２のほぼ全体が、本体部１２１の内部に挿入される。

【0053】

ノズル部１２２のほぼ全体が、本体部１２１の内部に挿入されたとき、押出機構１１２による押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４の押し出しが停止されてもよい。また、ノズル部１２２のほぼ全体が、本体部１２１の内部に挿入されたとき、図３の第４図に示すように、射出部は、ロック機構１１３ａ及び１１３ｂによる射出物１２の固定を解除してもよい。射出物１２の固定が解除されたとき、図３の第５図に示すように、射出物１２は、射出部から射出される。

【0054】

次に、射出物１２が射出部から射出される際の、射出物１２の内部から気体が噴射される機構について説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る、射出物の噴射機構を説明するための概略図である。図４においては、射出物１２の内部から気体が噴射される態様が、時系列に沿って、４つの図に示されている。以下、図４において一番上に示された図を第１図、上から二番目に示された図を第２図、上から三番目に示された図を第３図、一番下に示された図を第４図とする。なお、図４においては、本体シール部１２１４を図示していないが、本体部１２１は、図２（Ｂ）に示すような本体シール部１２１４を備えているものとする。

【0055】

図４の第１図のように、押圧シール部１１２４が射出物１２のノズル部１２２に接触していない場合、射出物１２の本体部１２１の内部に備えられた閉塞手段１２１３は、本体開口部１２１２を塞いでいる。閉塞手段１２１３が本体開口部１２１２を塞いでいるときには、本体部１２１の内部に封入された気体は、閉塞手段１２１３及び本体シール部１２１４により、本体部１２１の外部への噴射を妨げられている。

【0056】

図４の第１図に示す状態から、押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４が射出物１２に向かって押し出されていくと、図４の第２図に示すように、ノズル部１２２の先端部１２２２が、閉塞手段１２１３に近づいていく。

【0057】

図４の第２図に示す状態から、さらに、押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４が射出物１２に向かって押し出されていくと、図４の第３図に示すように、ノズル部１２２の先端部１２２２が、閉塞手段１２１３を移動させる。閉塞手段１２１３は、本体開口部１２１２及びノズル開口部１２２３ｂから離れるように、本体部１２１の内部で移動してもよい。閉塞手段１２１３が移動すると、本体部１２１の内部に封入された気体が、ノズル開口部１２２３ｂから、ノズル部１２２の内部に侵入するように、矢印２０に示す方向へ移動する。押圧シール部１１２４に対して本体部１２１の内部に封入された気体の圧力がかかるが、本体部１２１がロック機構１１３ａ及び１１３ｂにより固定されているため、本体部１２１の内部に封入された気体は、まだ噴射されない。

【0058】

図４の第３図に示す状態から、さらに、押出部１１２２、押圧部１１２３、及び押圧シール部１１２４が射出物１２に向かって押し出されていくと、図４の第４図に示すように、ノズル部１２２のほぼ全体が本体部１２１の内部に挿入される。ノズル部１２２のほぼ全体が本体部１２１の内部に挿入されたときには、閉塞手段１２１３は、ノズル開口部１２２３ｂを開放するような位置に移動していてもよい。ノズル開口部１２２３ｂが開放されると、本体部１２１の内部に封入された気体が、より多く、ノズル開口部１２２３ｂから、ノズル部１２２の内部に侵入するように、矢印２０に示す方向へ移動する。押圧シール部１１２４に対して、より大きな圧力がかかるが、本体部１２１がロック機構１１３ａ及び１１３ｂにより固定されているため、本体部１２１の内部に封入された気体は、まだ噴射されない。

【0059】

図４の第４図に示す状態で、ロック機構１１３ａ及び１１３ｂによる射出物１２の固定が解除されると、本体部１２１の内部に封入された気体は、ノズル部１２２のノズル開口部１２２３ｂ及びパイプ部１２２１を通って、ノズル開口部１２２３ａから噴射される。射出部は、本体部１２１の内部に封入された気体を噴射させることにより、射出物１２を射出することができる。

【0060】

射出物１２ａは、スペースデブリ除去装置１１から射出され、スペースデブリに衝突することで、スペースデブリの移動、及び／又は、スペースデブリの軌道変更を行うことができる。

【0061】

また、スペースデブリ除去装置１１と射出物１２ａとを、紐などにより物理的に接続しておくことで、スペースデブリに衝突した後の射出物１２ａを回収することも可能である。

【0062】

上述の押出機構１１２、及びロック機構１１３は、制御装置１１１により制御されてもよい。制御装置１１１は、スペースデブリ除去装置１１による射出物１２の射出を制御するものである。

【0063】

制御装置１１１は、スペースデブリ除去装置１１を搭載している人工衛星が備える制御システムと接続されていてもよい。制御装置１１１及び人工衛星が備える制御システムは、通信により接続されていてもよく、導線などにより電気的に接続されていてもよい。制御装置１１１は、人工衛星が備える制御システムからの制御にしたがって、スペースデブリ除去装置１１による射出物１２の射出を制御してもよい。

【0064】

例えば、制御装置１１１は、押出機構１１２による押し出しの開始及び／又は停止を制御してもよい。また、例えば、制御装置１１１は、ロック機構１１３による射出物１２の固定の開始及び／又は解除を制御してもよい。

【0065】

上記においては、押圧シール部１１２４が射出物１２のノズル部１２２に接触したときに、ロック機構１１３による射出物１２の固定を開始する例を記載したが、ロック機構１１３による射出物１２の固定を開始するタイミングは特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、射出部に射出物１２が装填されたときに、ロック機構１１３による射出物１２の固定を開始してもよく、押出機構１１２による押し出しが開始したときに、ロック機構１１３による射出物１２の固定を開始してもよい。

【0066】

また、上記においては、ノズル部１２２のほぼ全体が本体部１２１の内部に挿入されたときに、ロック機構１１３による射出物１２の固定を解除する例を記載したが、ロック機構１１３による射出物１２の固定を解除するタイミングは特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、押圧部１１２３が所定の位置に到達したときに、ロック機構１１３による射出物１２の固定を解除してもよい。

【0067】

また、スペースデブリ除去装置１１による射出物１２の射出が完了した場合、射出が完了したことを示す信号及び／又は情報が、制御装置１１１から制御システムへ送信されてもよい。例えば、制御装置１１１は、ロック機構１１３による射出物１２の固定を解除したときに、射出が完了したことを示す信号及び／又は情報を、制御システムへ送信してもよい。

【0068】

上記においては、押出機構１１２、ロック機構１１３、及び筐体１１４を備える射出部を例として挙げたが、射出部は、押出機構１１２、ロック機構１１３、及び／又は筐体１１４を備えていなくともよい。また、射出部は、押出機構１１２、ロック機構１１３、及び筐体１１４以外の機構及び／又は構造を備えていてもよい。射出部が備える機構及び／又は構造は、射出物１２の構造、スペースデブリ除去装置１１の射出機構などに応じて、適宜、設計可能である。

【0069】

例えば、射出物１２が備える閉塞手段１２１３が、扉として機能するものであり、制御装置１１１が閉塞手段１２１３を開くよう制御することが可能である場合には、射出部は、筐体１１４を備えていればよい。

【0070】

また、上述のように射出物１２を射出した後、スペースデブリ除去装置１１は、他の射出物１２を射出することが可能であってもよい。例えば、スペースデブリ除去システム１は、複数の射出物１２を格納する格納部を備え、スペースデブリ除去装置１１に、順次、射出物１２を装填し、射出することが可能であってもよい。

【0071】

以下、スペースデブリ除去装置１１に射出物１２が装填され、射出の準備が完了するまでの、射出準備機構について説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置の射出準備機構を説明するための概略図である。図５は、スペースデブリ除去システム１を搭載した人工衛星の上面視の概略図である。つまり、図５においては、人工衛星の外装の上面に、格納部と、スペースデブリ除去装置１１が備えられていることとする。

【0072】

図５においては、スペースデブリ除去装置１１に射出物１２が装填され、射出の準備が完了するまでの態様が、時系列に沿って、４つの図に示されている。以下、図５において一番上に示された図を第１図、上から二番目に示された図を第２図、上から三番目に示された図を第３図、一番下に示された図を第４図とする。図５において、スペースデブリ除去装置１１が備える、制御装置１１１及びロック機構１１３の記載は省略されている。

【0073】

図５に示すスペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１、及び射出物１２（１２ａ）を格納する格納部１３ａ（１３ａ_１～１３ａ_５）を備えている。図５において、スペースデブリ除去装置１１は、格納部１３ａの側面に備えられている。スペースデブリ除去装置１１、及び格納部１３ａは、人工衛星の外周部１４に収まるように、人工衛星に搭載されている。なお、図５においては、射出物１２ａについて、１つの射出物１２ａを除き、符号の記載を省略している。

【0074】

なお、本明細書においては、射出物１２ａを格納する格納部を格納部１３ａとし、後述する、射出物１２ｂを格納する格納部を格納部１３ｂとする。

【0075】

スペースデブリ除去システム１が備える格納部１３の個数は、特に限定されず、適宜設計可能である。スペースデブリ除去システム１が備える格納部１３の個数は、例えば、１個でも、５個でも、１５個でも、３０個でもよい。

【0076】

また、格納部１３及びスペースデブリ除去装置１１の配置の態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。スペースデブリ除去装置１１は、例えば、格納部１３の側面に位置するように配置されてもよく、格納部１３の上面に位置するように配置されてもよい。

【0077】

図５において、それぞれの格納部１３ａは、格納部１３ａの内部に、９つの射出物１２ａを格納することが可能となっている。格納部１３ａの内部に格納する射出物１２ａの数は、特に限定されず、適宜設計可能である。格納部１３ａの内部に格納する射出物１２ａの数は、例えば、５個であっても、１０個であっても、１５個であってもよい。

【0078】

また、格納部１３ａの内部において、射出物１２ａは、本体部１２１同士が隣接するように配置されている。格納部１３ａの内部における、射出物１２ａの配置の態様は、特に限定されない。格納部１３ａの内部における、射出物１２ａの配置の態様は、格納部１３ａの形状、格納部１３ａの大きさ、格納部１３ａの内部に格納する射出物１２ａの数、後述の、射出物１２ａを格納部１３ａから射出部へ移動させる態様などに応じて、適宜設計可能である。

【0079】

スペースデブリ除去システム１は、格納部１３ａに格納された射出物１２ａを、スペースデブリ除去装置１１の射出部へ、移動させることが可能であってもよい。射出物１２ａを格納部１３ａから射出部へ移動させる態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、射出物１２ａをコンベアにより射出部へ移動させてもよく、射出物１２ａを射出部へ押し出すことで移動させてもよく、射出物１２ａを電磁的に射出部へ移動させてもよい。スペースデブリ除去システム１は、射出物１２ａを移動させる態様に応じて、モータ、電磁石などを備えていてもよい。

【0080】

図５の第１図に示すように、格納部１３ａに格納された射出物１２ａは、該格納部１３ａの側面に備えられたスペースデブリ除去装置１１の射出部へ移動させられることで、スペースデブリ除去装置１１に装填されてもよい。図５においては、スペースデブリ除去装置１１の前後方向と、格納部１３ａに格納された射出物１２ａの前後方向とが揃っているため、射出物１２ａを前後方向に垂直な方向へ移動させることで、射出物１２ａをスペースデブリ除去装置１１に装填することが可能である。

【0081】

射出物１２ａがスペースデブリ除去装置１１に装填された後、スペースデブリ除去システム１は、図５の第２図～第４図に示すように、スペースデブリ除去装置１１を、人工衛星の外周部１４に向かって移動させてもよい。図５の第２図～第４図において、スペースデブリ除去装置１１は、格納部１３ａの側面に沿って、前方に移動している。

【0082】

スペースデブリ除去システム１は、図５の第４図に示すように、スペースデブリ除去装置１１の前端部が人工衛星の外周部１４に到達したとき、スペースデブリ除去装置１１の移動を停止させてもよい。そして、スペースデブリ除去装置１１の前端部が人工衛星の外周部１４上に位置する状態で、射出物１２ａが射出されてもよい。射出物１２ａが射出される態様については、前述の、図３及び図４の記載を、必要な範囲で採用できる。

【0083】

スペースデブリ除去装置１１を移動させる態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、スペースデブリ除去システム１は、モータなどにより、スペースデブリ除去装置１１を移動させてもよい。

【0084】

また、スペースデブリ除去装置１１を移動させる位置、つまり、スペースデブリ除去装置１１が射出物１２ａを射出する位置（射出位置）は、特に限定されず、適宜設計可能である。射出位置は、例えば、人工衛星の外周部１４の外側であってもよく、人工衛星の外周部１４上であってもよく、人工衛星の外周部１４の内側であってもよい。スペースデブリ除去装置１１は、所定の位置に移動した後に、射出物１２ａを射出することができる。また、スペースデブリ除去装置１１は、射出物１２ａを装填した位置から移動せずに、射出物１２ａを射出してもよい。射出された射出物１２ａが、人工衛星、格納部１３ａなどに衝突する可能性を低くすることができるという観点からは、射出位置は、人工衛星の外周部１４の外側、又は、人工衛星の外周部１４上であることが好ましい。なお、射出位置には、スペースデブリ除去装置１１の前端部（射出口）が位置されてもよい。

【0085】

なお、スペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１を射出位置に移動させる際以外にも、スペースデブリ除去装置１１を移動させてよい。例えば、スペースデブリ除去システム１は、射出物１２ａを装填するために、スペースデブリ除去装置１１を、所定の格納部１３ａの側面などに位置するように移動させてもよい。

【0086】

スペースデブリ除去システム１が複数の格納部１３を備える場合には、制御装置１１１又は制御システムは、いずれの格納部１３からスペースデブリ除去装置１１へ射出物１２を装填するかを特定してもよい。そして、制御装置１１１又は制御システムは、特定した格納部１３から射出物１２を装填できるように、スペースデブリ除去装置１１を移動するよう制御してもよい。

【0087】

上述の、格納部１３ａに格納された射出物１２ａの移動、及びスペースデブリ除去装置１１の移動は、制御装置１１１又は制御システムにより制御されてもよい。例えば、制御装置１１１又は制御システムは、格納部１３ａに格納された射出物１２ａの移動の開始及び／又は停止を制御してもよい。また、例えば、制御装置１１１又は制御システムは、スペースデブリ除去装置１１の移動の開始及び／又は停止を制御してもよい。

【0088】

上記においては、射出物１２が、面状に展開することが可能な面状部を備えない射出物１２ａである例を挙げたが、射出物１２は、面状に展開することが可能な面状部を備える射出物１２ｂであってもよい。図６は、本発明の実施の形態に係る、射出物の例を示す概略図である。図６（Ａ）は、射出物１２ｂの側面視においての概略図であり、図６（Ｂ）は、射出物１２ｂを先端側から視認した際の概略図である。

【0089】

図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す射出物１２ｂは、本体部１２１、ノズル部１２２、面状部１２３、骨部１２４（１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、及び１２４ｄ）、接続部１２５、展開機構部１２６（１２６ａ_１、１２６ａ_２、１２６ｂ_１、１２６ｂ_２、１２６ｃ_１、１２６ｃ_２、１２６ｄ_１、及び１２６ｄ_２）、及び展開防止部１２７を備えている。なお、図６（Ａ）では、射出物１２ｂの側面視において手前側に存在する、骨部１２４ｄ、及び展開機構部１２６ｄ（１２６ｄ_１、及び１２６ｄ_２）の記載を省略している。また、図６（Ｂ）では、展開防止部１２７の記載を省略している。

【0090】

本体部１２１及びノズル部１２２については、図２における射出物１２（１２ａ）の本体部１２１及びノズル部１２２の記載を、必要な範囲で採用できる。

【0091】

接続部１２５は、本体部１２１と骨部１２４とを接続するものである。図６において、本体部１２１と、４つの骨部１２４ａ～１２４ｄとは、接続部１２５を介して、物理的に接続されている。

【0092】

接続部１２５の形状は、特に限定されず、適宜設計可能である。接続部１２５の形状は、例えば、円柱形状であっても、角柱形状であっても、直方体形状であっても、球形状であっても、卵形状であっても、円錐形状であっても、角錐形状であってもよい。図６において、接続部１２５は、略円柱形状を有している。また、接続部１２５の大きさは、特に限定されない。接続部１２５の大きさは、例えば、本体部１２１の大きさ、面状部１２３の大きさ、骨部１２４の長さなどに応じて、適宜設計可能である。

【0093】

骨部１２４は、面状部１２３が面状に展開するときに芯となり、面状部１２３を支えるものである。骨部１２４と面状部１２３とは、物理的に接続されていることが好ましい。

【0094】

骨部１２４の形状は、特に限定されず、適宜設計可能である。骨部１２４の形状は、例えば、棒状であってもよい。また、骨部１２４の長さは、特に限定されない。骨部１２４の長さは、例えば、面状部１２３の大きさなどに応じて、適宜設計可能である。

【0095】

骨部１２４の数は、特に限定されず、適宜設計可能である。骨部１２４の数は、例えば、３個であっても、４個であっても、８個であってもよい。図６においては、骨部１２４の数が４個である例を記載している。

【0096】

骨部１２４が配置される態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。骨部１２４は、射出物１２ｂを先端側から視認した際に対称となるように配置されてもよい。図６においては、４個の骨部１２４は、射出物１２ｂを先端側から視認した際に左右対称かつ点対称となるように、十字に配置されている。

【0097】

また、骨部１２４は、図６に示すように、折り畳まれていてもよい。図６においては、骨部１２４（１２４ａ～１２４ｄ）は、それぞれ、２か所で、内側に向けて折り畳まれている。また、骨部１２４が折り畳まれている箇所には、展開機構部１２６が備えられている。

【0098】

展開機構部１２６は、骨部１２４及び面状部１２３を展開するものである。展開機構部１２６が骨部１２４及び面状部１２３を展開する態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。展開機構部１２６は、例えば、スプリングなどであってよい。

【0099】

なお、図６において、骨部１２４ａが折り畳まれた状態において、射出物１２ｂの先端側に備えられた展開機構部を、展開機構部１２６ａ_１とし、射出物１２ｂの後方側に備えられた展開機構部を、展開機構部１２６ａ_２とする。また、同様に、図６において、骨部１２４ｂ～１２４ｄが折り畳まれた状態において、射出物１２ｂの先端側に備えられた展開機構部を、それぞれ、展開機構部１２６ｂ_１～１２６ｄ_１とし、射出物１２ｂの後方側に備えられた展開機構部を、それぞれ、展開機構部１２６ｂ_２～１２６ｄ_２とする。

【0100】

骨部１２４の折り畳み箇所の数は、特に限定されず、適宜設計可能である。骨部１２４の折り畳み箇所の数は、例えば、１か所であっても、２か所であっても、３か所であってもよい。

【0101】

また、骨部１２４に備えられる展開機構部１２６の個数は、特に限定されず、適宜設計可能である。骨部１２４に備えられる展開機構部１２６の個数は、例えば、１個であっても、２個であっても、３個であってもよい。また、展開機構部１２６は、骨部１２４が折り畳まれている箇所以外に備えられてもよい。例えば、展開機構部１２６は、骨部１２４と接続部１２５とが接続している箇所に備えられてもよい。

【0102】

図６においては、射出物１２ｂが展開防止部１２７を備えているため、骨部１２４及び面状部１２３は展開していない。展開防止部１２７は、骨部１２４及び面状部１２３が展開することを防止するものである。

【0103】

展開防止部１２７が骨部１２４及び面状部１２３の展開を防止する態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。展開防止部１２７は、例えば、物理的に骨部１２４及び面状部１２３の展開を防止してもよく、電磁的に骨部１２４及び面状部１２３の展開を防止してもよい。展開防止部１２７が物理的に骨部１２４及び面状部１２３の展開を防止する場合、展開防止部１２７は、例えば、ゴムバンドであっても、紐であってもよい。展開防止部１２７が電磁的に骨部１２４及び面状部１２３の展開を防止する場合、展開防止部１２７は、例えば、電磁石であってもよい。

【0104】

図６において、展開防止部１２７は、骨部１２４及び面状部１２３を束ねることで、物理的に、骨部１２４及び面状部１２３が展開することを防止している。

【0105】

展開防止部１２７による骨部１２４及び面状部１２３の展開の防止が解除された場合、展開機構部１２６によって、骨部１２４及び面状部１２３が展開される。スペースデブリ除去システム１は、展開防止部１２７による展開の防止を解除する展開解除手段を備えていてもよい。展開解除手段は、物理的に展開の防止を解除してもよく、電磁的に展開の防止を解除してもよい。展開解除手段が物理的に展開の防止を解除する場合、展開解除手段は、展開防止部１２７を切断することで外してもよく、展開防止部１２７を切断せずに取り外してもよい。

【0106】

図７は、本発明の実施の形態に係る、射出物の展開機構を説明するための概略図である。図７においては、射出物１２ｂが展開する態様が、時系列に沿って、４つの図に示されている。以下、図７において一番上に示された図を第１図、上から二番目に示された図を第２図、上から三番目に示された図を第３図、一番下に示された図を第４図とする。なお、図７において、展開機構部１２６の記載は省略されている。また、図７の第１図において、射出物１２ｂの側面視において手前側に存在する、骨部１２４ｄの記載は省略されている。さらに、図７の第２図～第４図において、射出物１２ｂの側面視において奥側に存在する、骨部１２４ｃの記載は省略されている。

【0107】

図７の第１図に示すように、展開防止部１２７による展開の防止が解除された場合、図７の第２図～第４図に示すように、骨部１２４の、折り畳まれた箇所が、展開機構部１２６によって展開していく。また、面状部１２３は、骨部１２４と物理的に接続されているため、骨部１２４が展開する際に、併せて、展開することとなる。

【0108】

なお、「骨部１２４及び面状部１２３が展開する」とは、骨部１２４及び面状部１２３が、射出物１２ｂが射出される方向（以下、射出物１２ｂの射出方向ともいう）に対して垂直な方向に広がることを指すものとする。また、「骨部１２４及び面状部１２３が、射出物１２ｂの射出方向に対して垂直な方向に広がる」とは、骨部１２４及び面状部１２３の位置の変化をベクトルで表したときに、該ベクトルが、射出物１２ｂの射出方向に対して垂直な方向のベクトル成分を有することを指すものとする。

【0109】

後述するように、射出物１２ｂは、面状に展開した状態で、スペースデブリに向けて射出される。面状に展開した面状部１２３は、スペースデブリに到達すると、スペースデブリを包み込む、又は、スペースデブリに絡みつくことが可能である。そして、包み込んだ、又は、絡みついたスペースデブリの、移動、及び／又は、軌道変更を行うことができる。射出物１２ｂは、スペースデブリが複数存在する場合には、複数のスペースデブリを、まとめて、移動、及び／又は、軌道変更することが可能である。

【0110】

また、スペースデブリ除去装置１１と射出物１２ｂとを、紐などにより物理的に接続しておくことで、包み込んだ、又は、絡みついたスペースデブリを回収することも可能である。

【0111】

面状部１２３を構成する素材は、特に限定されず、適宜設計可能である。面状部１２３を構成する素材は、例えば、ネットでも、布でも、樹脂製のシートでも、革でも、紙でもよい。

【0112】

面状部１２３と骨部１２４とを接続する態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、骨部１２４の少なくとも一部に、面状部１２３の少なくとも一部を物理的に接続してもよい。図７においては、骨部１２４の先端に、面状部１２３の端部が、物理的に接続されている。

【0113】

射出物１２ｂは、射出物１２ａと同様の射出機構により、スペースデブリ除去装置１１の射出部から射出される。射出物１２ｂは、射出物１２ａと同様、格納部の内部に格納され、スペースデブリ除去装置１１に、順次、装填され、射出されてもよい。

【0114】

以下、スペースデブリ除去装置１１に射出物１２ｂが装填され、射出の準備が完了するまでの、射出準備機構について説明する。図８は、本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置の射出準備機構を説明するための概略図である。図８は、スペースデブリ除去システム１を搭載した人工衛星の上面視の概略図である。つまり、図８においては、人工衛星の外装の上面に、格納部と、スペースデブリ除去装置１１が備えられていることとする。

【0115】

図８においては、スペースデブリ除去装置１１に射出物１２ｂが装填され、射出の準備が完了するまでの態様が、時系列に沿って、４つの図に示されている。以下、図８において一番上に示された図を第１図、上から二番目に示された図を第２図、上から三番目に示された図を第３図、一番下に示された図を第４図とする。図８において、スペースデブリ除去装置１１が備える、制御装置１１１及びロック機構１１３の記載は省略されている。

【0116】

図８に示すスペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１、及び射出物１２（１２ｂ）を格納する格納部１３ｂを備えている。図８において、スペースデブリ除去装置１１は、格納部１３ｂの側面に備えられている。スペースデブリ除去装置１１、及び格納部１３ｂは、人工衛星の外周部１４に収まるように、人工衛星に搭載されている。なお、図８においては、射出物１２ｂについて、１つの射出物１２ｂを除き、符号の記載を省略している。また、図８においては、射出物１２ｂが備える展開機構部１２６、及び展開防止部１２７の記載を省略している。

【0117】

スペースデブリ除去システム１が備える格納部１３ｂの個数は、特に限定されず、適宜設計可能である。スペースデブリ除去システム１が備える格納部１３ｂの個数は、例えば１個でも、５個でも、１５個でも、３０個でもよい。

【0118】

また、格納部１３ｂ及びスペースデブリ除去装置１１の配置の態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。スペースデブリ除去装置１１は、例えば、格納部１３ｂの側面に位置するように配置されてもよく、格納部１３ｂの上面に位置するように配置されてもよい。

【0119】

図８において、格納部１３ｂの内部には、９つの射出物１２ｂを格納することが可能となっている。格納部１３ｂの内部に格納する射出物１２ｂの数は、特に限定されず、適宜設計可能である。格納部１３ｂの内部に格納する射出物１２ｂの数は、例えば、５個であっても、１０個であっても、１５個であってもよい。

【0120】

また、格納部１３ｂの内部において、射出物１２ｂは、本体部１２１同士が隣接するように配置されている。格納部１３ｂの内部における、射出物１２ｂの配置の態様は、特に限定されない。格納部１３ｂの内部における、射出物１２ｂの配置の態様は、格納部１３ｂの形状、格納部１３ｂの大きさ、格納部１３ｂの内部に格納する射出物１２ｂの数、射出物１２ｂを格納部１３ｂから射出部へ移動させる態様などに応じて、適宜設計可能である。

【0121】

スペースデブリ除去システム１は、格納部１３ｂに格納された射出物１２ｂを、スペースデブリ除去装置１１の射出部へ、移動させることが可能であってもよい。射出物１２ｂを格納部１３ｂから射出部へ移動させる態様は、前述の、図５における、射出物１２ａを格納部１３ａから射出部へ移動させる態様についての記載を、必要な範囲で採用できる。

【0122】

図８の第１図に示すように、格納部１３ｂに格納された射出物１２ｂは、該格納部１３ｂの側面に備えられたスペースデブリ除去装置１１の射出部へ移動させられることで、スペースデブリ除去装置１１に装填されてもよい。図８においては、スペースデブリ除去装置１１の前後方向と、格納部１３ｂに格納された射出物１２ｂの前後方向とが揃っているため、射出物１２ｂを前後方向に垂直な方向へ移動させることで、射出物１２ｂをスペースデブリ除去装置１１に装填することが可能である。

【0123】

射出物１２ｂがスペースデブリ除去装置１１に装填された後、スペースデブリ除去システム１は、図８の第２図～第４図に示すように、スペースデブリ除去装置１１を、人工衛星の外周部１４に向かって移動させてもよい。図８の第２図～第４図において、スペースデブリ除去装置１１は、格納部１３ｂの側面に沿って、前方に移動している。

【0124】

スペースデブリ除去システム１は、図８の第４図に示すように、スペースデブリ除去装置１１の前端部が人工衛星の外周部１４に到達したとき、スペースデブリ除去装置１１の移動を停止させてもよい。そして、スペースデブリ除去装置１１の前端部が人工衛星の外周部１４上に位置する状態で、展開防止部１２７による骨部１２４及び面状部１２３の展開の防止が解除され、骨部１２４及び面状部１２３が展開してもよい。そして、骨部１２４及び面状部１２３が展開した状態で、射出物１２ｂが射出されてもよい。射出物１２ｂが射出される態様については、前述の、図３及び図４の記載を、必要な範囲で採用できる。

【0125】

スペースデブリ除去装置１１を移動させる態様は、特に限定されず、適宜設計可能である。スペースデブリ除去装置１１を移動させる態様は、前述の、図５についての記載を、必要な範囲で採用できる。

【0126】

また、スペースデブリ除去装置１１を移動させる位置、つまり、スペースデブリ除去装置１１が射出物１２ｂを射出する位置（射出位置）は、特に限定されず、適宜設計可能である。射出位置は、例えば、人工衛星の外周部１４の外側であってもよく、人工衛星の外周部１４上であってもよく、人工衛星の外周部１４の内側であってもよい。スペースデブリ除去装置１１は、所定の位置に移動した後に、骨部１２４及び面状部１２３を展開し、射出物１２ｂを射出することができる。また、スペースデブリ除去装置１１は、射出物１２ｂを装填した位置から移動せずに、骨部１２４及び面状部１２３を展開し、射出物１２ｂを射出してもよい。

【0127】

射出物１２ｂの骨部１２４及び面状部１２３が展開する際に、骨部１２４及び面状部１２３が人工衛星、格納部１３ｂなどに接触する可能性を低くすることができるという観点からは、射出位置は、人工衛星の外周部１４の外側、又は、人工衛星の外周部１４上であることが好ましい。なお、射出位置には、スペースデブリ除去装置１１の前端部（射出口）が位置されてもよい。

【0128】

あるいは、骨部１２４及び面状部１２３は、射出物１２ｂを射出する際に展開されてもよく、骨部１２４及び面状部１２３は、射出物１２ｂを射出した後に展開されてもよい。

【0129】

なお、スペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１を射出位置に移動させる際以外にも、スペースデブリ除去装置１１を移動させてよい。例えば、スペースデブリ除去システム１は、射出物１２ｂを装填するために、スペースデブリ除去装置１１を、所定の格納部１３ｂの側面などに位置するように移動させてもよい。

【0130】

上述の、格納部１３ｂに格納された射出物１２ｂの移動、及びスペースデブリ除去装置１１の移動は、制御装置１１１又は制御システムにより制御されてもよい。例えば、制御装置１１１又は制御システムは、格納部１３ｂに格納された射出物１２ｂの移動の開始及び／又は停止を制御してもよい。また、例えば、制御装置１１１又は制御システムは、スペースデブリ除去装置１１の移動の開始及び／又は停止を制御してもよい。

【0131】

また、展開防止部１２７による骨部１２４及び面状部１２３の展開の防止の解除は、制御装置１１１又は制御システムにより制御されてもよい。あるいは、展開防止部１２７による骨部１２４及び面状部１２３の展開の防止は、スペースデブリ除去装置１１が射出位置に移動する間に、物理的に展開防止部１２７が切断されることにより解除されてもよい。この場合、格納部１３ｂの側面などに、展開解除手段が備えられていてもよい。

【0132】

上記においては、格納部１３ａ又は格納部１３ｂが、平面上に、１つの段を構成するように配置される例を挙げたが、格納部１３ａ及び／又は格納部１３ｂは、立体的に、２つ以上の段を構成するように配置されてもよい。図９は、本発明の実施の形態に係る、スペースデブリ除去装置及び格納部の構成例を示す概略図である。図９に示すスペースデブリ除去装置及び格納部は、人工衛星の外装の上面に備えられるものとする。

【0133】

図９（Ａ）は、１５個の格納部１３ａ（１３ａ_１、１３ａ_２、・・・、及び１３ａ_１５）と１個のスペースデブリ除去装置１１の構成例を示す概略図である。なお、図９（Ａ）において、正面から視認しにくい８個の格納部１３ａ（１３ａ_７～１３ａ_１０、及び１３ａ_１２～１３ａ_１５）については、符号の記載を省略している。図９（Ａ）において、格納部１３ａは、５個で１つの段を構成するように配置されている。具体的には、格納部１３ａ_１～１３ａ_５が一番上の段を構成し、格納部１３ａ_６～１３ａ_１０が真ん中の段を構成し、格納部１３ａ_１１～１３ａ_１５が一番下の段を構成している。

【0134】

図９（Ａ）において、スペースデブリ除去装置１１は、格納部１３ａの側面に配置されている。スペースデブリ除去装置１１は、上下及び前後に移動することで、１５個の格納部１３ａの各側面に位置することが可能である。スペースデブリ除去装置１１は、それぞれの格納部１３ａの側面に位置している間に、それぞれの格納部１３ａの内部に備えられた射出物１２ａを装填することが可能であってよい。また、スペースデブリ除去装置１１は、射出物１２ａを装填した状態で、射出位置まで移動し、射出物１２ａを射出してもよい。射出位置は、一番下の段のいずれかの位置であっても、真ん中の段のいずれかの位置であっても、一番上の段のいずれかの位置であってもよい。

【0135】

図９（Ｂ）は、３個の格納部１３ｂ（１３ｂ_１、１３ｂ_２、及び１３ｂ_３）と１個のスペースデブリ除去装置１１の構成例を示す概略図である。図９（Ｂ）において、格納部１３ｂは、１個で１つの段を構成するように配置されている。具体的には、格納部１３ｂ_１が一番上の段を構成し、格納部１３ｂ_２が真ん中の段を構成し、格納部１３ｂ_３が一番下の段を構成している。

【0136】

図９（Ｂ）において、スペースデブリ除去装置１１は、格納部１３ｂの側面に配置されている。スペースデブリ除去装置１１は、上下に移動することで、３個の格納部１３ｂの各側面に位置することが可能である。スペースデブリ除去装置１１は、それぞれの格納部１３ｂの側面に位置している間に、それぞれの格納部１３ｂの内部に備えられた射出物１２ｂを装填することが可能であってよい。また、スペースデブリ除去装置１１は、射出物１２ｂを装填した状態で、射出位置まで移動し、射出物１２ｂを射出してもよい。射出位置は、一番下の段のいずれかの位置であっても、真ん中の段のいずれかの位置であっても、一番上の段のいずれかの位置であってもよい。

【0137】

図９（Ｃ）は、５個の格納部１３ａ（１３ａ_１６、１３ａ_１７、・・・、及び１３ａ_２０）と２個の格納部１３ｂ（１３ｂ_４、及び１３ｂ_５）と１個のスペースデブリ除去装置１１の構成例を示す概略図である。図９（Ｃ）において、格納部１３ａは、５個で１つの段を構成するように配置されている。また、図９（Ｃ）において、格納部１３ｂは、１個で１つの段を構成するように配置されている。具体的には、格納部１３ａ_１６～１３ａ_２０が一番上の段を構成し、格納部１３ｂ_４が真ん中の段を構成し、格納部１３ｂ_５が一番下の段を構成している。

【0138】

図９（Ｃ）において、スペースデブリ除去装置１１は、格納部１３ａ又は格納部１３ｂの側面に配置されている。スペースデブリ除去装置１１は、上下及び前後に移動することで、５個の格納部１３ａ及び２個の格納部１３ｂの各側面に位置することが可能である。スペースデブリ除去装置１１は、それぞれの格納部１３ａ又は格納部１３ｂの側面に位置している間に、それぞれの格納部１３ａ又は格納部１３ｂの内部に備えられた射出物１２ａ又は射出物１２ｂを装填することが可能であってよい。また、スペースデブリ除去装置１１は、射出物１２ａ又は射出物１２ｂを装填した状態で、射出位置まで移動し、射出物１２ａ又は射出物１２ｂを射出してもよい。射出位置は、一番下の段のいずれかの位置であっても、真ん中の段のいずれかの位置であっても、一番上の段のいずれかの位置であってもよい。

【0139】

スペースデブリ除去システム１が複数の格納部１３を備える場合には、制御装置１１１又は制御システムは、いずれの格納部１３からスペースデブリ除去装置１１へ射出物１２を装填するかを特定してもよい。そして、制御装置１１１又は制御システムは、特定した格納部１３から射出物１２を装填できるように、スペースデブリ除去装置１１を移動するよう制御してもよい。

【0140】

なお、上記の格納部１３は、独立した装置と捉えることもできる。つまり、上記の格納部１３は、射出物を格納する格納部と、格納部からスペースデブリ除去装置へ射出物を移動させる射出物移動手段とを備えた、射出物格納装置であってもよい。また、射出物格納装置には、上記のように、スペースデブリ除去装置１１を取り付けることが可能であってもよい。その場合、射出物格納装置の格納部に格納された射出物１２の移動、及びスペースデブリ除去装置１１の移動は、制御装置１１１又は制御システムにより制御されてもよく、射出物格納装置に備えられた制御部により制御されてもよい。

【0141】

また、スペースデブリ除去システム１は、複数のスペースデブリ除去装置１１を備えていてもよい。例えば、人工衛星の外装のいずれか１つの面上に、格納部１３と、複数のスペースデブリ除去装置１１とが備えられてもよい。あるいは、例えば、人工衛星の外装のうち、複数の面上に、複数の格納部１３と、複数のスペースデブリ除去装置１１とが備えられてもよい。

【0142】

なお、スペースデブリ除去システム１を構成する装置等を構成する素材は、特に限定されず、適宜設計可能である。スペースデブリ除去システム１を構成する装置等を構成する素材は、宇宙空間内での使用、高温下での使用、打ち上げる際の衝撃などに耐え得るものであることが好ましい。

【0143】

本発明のスペースデブリ除去システム１は、スペースデブリの位置、移動方向、移動速度など（以下、スペースデブリの位置に関する情報ともいう）を特定し、該スペースデブリに向かって射出物１２を射出することが可能であってもよい。以下、スペースデブリの位置に関する情報を特定する態様について説明する。

【0144】

図１０は、本発明の実施の形態に係る、位置特定処理のフローチャートである。

【0145】

スペースデブリ除去システム１は、宇宙空間を撮像した画像を取得する（ステップＳ１０１）。次に、スペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１とスペースデブリとの距離を特定する（ステップＳ１０２）。そして、スペースデブリ除去システム１は、ステップＳ１０１において取得された宇宙空間の画像、及び、ステップＳ１０２において特定されたスペースデブリ除去装置１１とスペースデブリとの距離により、スペースデブリの位置に関する情報を特定し（ステップＳ１０３）、位置特定処理を終了する。

【0146】

ステップＳ１０１～ステップＳ１０３の処理は、スペースデブリ除去システム１が備えるいずれの装置、機能部、又はシステムにより実行されてもよい。ステップＳ１０１～ステップＳ１０３の処理は、例えば、スペースデブリ除去装置１１が備える制御装置１１１により実行されてもよく、スペースデブリ除去装置１１を搭載する人工衛星が備える制御システムにより実行されてもよい。以下、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３の処理が、スペースデブリ除去装置１１を搭載する人工衛星が備える制御システムにより実行される例を中心に説明する。

【0147】

ステップＳ１０１において、宇宙空間を撮像した画像を取得する方法は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、スペースデブリ除去システム１がカメラなどの撮像装置を備え、該撮像装置が、宇宙空間を撮像してもよい。また、該撮像装置により撮像された画像が、制御システムへ送信されてもよい。該撮像装置は、スペースデブリ除去装置１１を搭載する人工衛星の外装に搭載してもよい。

【0148】

あるいは、スペースデブリ除去装置１１を搭載する人工衛星がカメラなどの撮像装置を備えている場合には、人工衛星が備える撮像装置により撮像された画像が、制御システムへ送信されてもよい。あるいは、他の人工衛星が備える撮像装置により撮像された画像が、スペースデブリ除去装置１１を搭載する人工衛星が備える制御システムへ送信されてもよい。他の人工衛星は、他のスペースデブリ除去装置１１を搭載するものでもよく、他のスペースデブリ除去装置１１を搭載しないものでもよい。

【0149】

「宇宙空間を撮像した画像」は、宇宙空間の内部を撮像した画像であればよく、特に限定されない。「宇宙空間を撮像した画像」は、動画像であってもよく、静止画像であってもよい。「宇宙空間を撮像した画像」には、宇宙空間内に存在するスペースデブリの一部又は全部が写っていることが好ましい。スペースデブリの存在、及び、スペースデブリが移動している方向を特定することが容易であるという観点からは、「宇宙空間を撮像した画像」は、宇宙空間、及び、該宇宙空間内に存在するスペースデブリの全部（全体像）が写っている動画像であることが好ましい。

【0150】

ステップＳ１０２において、スペースデブリ除去装置１１とスペースデブリとの距離を特定する方法は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、スペースデブリ除去システム１は、レーザー光を利用することで、スペースデブリ除去装置１１とスペースデブリとの距離を特定してもよい。その場合、スペースデブリ除去システム１は、レーザー距離計を備えていてもよい。レーザー距離計は、出力が大きく、消費電力が小さいものであることが好ましい。

【0151】

レーザー距離計は、ステップＳ１０１において撮像された画像に写っているスペースデブリに対してレーザー光を照射し、スペースデブリにより反射したレーザー光が受光部に到達するまでの時間を基に、レーザー距離計とスペースデブリとの距離を計測することができる。レーザー距離計は、計測した距離を制御システムへ送信してもよい。

【0152】

制御システムは、レーザー距離計から受信したレーザー距離計とスペースデブリとの距離、人工衛星においてレーザー距離計が備えられている位置、及び、人工衛星においてスペースデブリ除去装置１１が備えられている位置を基に、スペースデブリ除去装置１１とスペースデブリとの距離を特定することができる。人工衛星においてレーザー距離計が備えられている位置、及び、人工衛星においてスペースデブリ除去装置１１が備えられている位置に関する情報は、予め、制御システムに記憶されていてもよい。スペースデブリ除去システム１が複数のスペースデブリ除去装置１１を備える場合には、スペースデブリ除去システム１は、次に射出物１２を射出するスペースデブリ除去装置１１とスペースデブリとの距離を特定してもよい。

【0153】

ステップＳ１０３における、「スペースデブリの位置に関する情報」には、スペースデブリの位置、スペースデブリの移動方向、スペースデブリの移動速度などが含まれ得る。スペースデブリの位置は、スペースデブリ除去装置１１に対するスペースデブリの相対的な位置でもよく、所定の座標系等により表されるスペースデブリの絶対的な位置でもよい。また、スペースデブリの移動方向は、スペースデブリ除去装置１１に対するスペースデブリの相対的な移動方向でもよく、所定の座標系等により表されるスペースデブリの絶対的な移動方向でもよい。

【0154】

ステップＳ１０３において、スペースデブリの位置に関する情報を特定する方法は、特に限定されず、適宜設計可能である。

【0155】

制御システムは、例えば、ステップＳ１０１において取得された宇宙空間の画像を基に、スペースデブリが存在する方向を特定してもよい。そして、スペースデブリが存在する方向、及び、ステップＳ１０２において特定されたスペースデブリ除去装置１１とスペースデブリとの距離を基に、スペースデブリの位置を特定してもよい。

【0156】

また、制御システムは、例えば、スペースデブリの位置を所定の時間ごとに特定することで、スペースデブリの移動方向、及び／又は、スペースデブリの移動速度を特定してもよい。

【0157】

あるいは、制御システムは、例えば、ステップＳ１０１において取得された宇宙空間の画像を基に、スペースデブリの移動方向を特定してもよい。

【0158】

上記のような位置特定処理により特定されたスペースデブリの位置に関する情報を基に、制御システムは、射出物１２を射出する方向を特定してもよい。また、制御システムは、スペースデブリの位置に関する情報と併せて、スペースデブリ除去装置１１を搭載した人工衛星の移動の状況、スペースデブリ除去装置１１の射出物１２の射出速度（移動速度）などの情報を利用して、射出物１２を射出する方向を特定してもよい。

【0159】

スペースデブリ除去システム１が複数のスペースデブリ除去装置１１を備える場合には、制御システムは、いずれのスペースデブリ除去装置１１から射出物１２を射出するかを特定してもよい。スペースデブリ除去システム１は、特定されたスペースデブリ除去装置１１の射出口が、特定された方向を向くように、人工衛星、及び／又は、スペースデブリ除去装置１１の向きを変更させることができる。人工衛星、及び／又は、スペースデブリ除去装置１１の向きの変更は、制御システムにより制御され、実行されてもよい。特定されたスペースデブリ除去装置１１の射出口が、特定された方向を向いた状態で、以下のような射出処理が実行されてもよい。

【0160】

図１１は、本発明の実施の形態に係る、射出処理のフローチャートである。

【0161】

スペースデブリ除去システム１は、射出物１２を、装填位置へ移動させる（ステップＳ２０１）。次に、スペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１を、射出位置へ移動させる（ステップＳ２０２）。スペースデブリ除去システム１は、押出機構１１２によるノズル部１２２の押圧を開始する（ステップＳ２０３）。スペースデブリ除去システム１は、ロック機構１１３による射出物１２の固定を開始する（ステップＳ２０４）。スペースデブリ除去システム１は、押出機構１１２によるノズル部１２２の押圧を停止する（ステップＳ２０５）。スペースデブリ除去システム１は、ロック機構１１３による射出物１２の固定を解除し（ステップＳ２０６）、射出処理を終了する。

【0162】

ステップＳ２０１における、射出物１２の移動は、スペースデブリ除去装置１１が備える制御装置１１１又は人工衛星が備える制御システムにより制御されてもよい。例えば、制御装置１１１又は制御システムは、格納部１３に格納された射出物１２の移動の開始及び／又は停止を制御してもよい。スペースデブリ除去装置１１に射出物１２が装填された状態で、ステップＳ２０２が実行されてもよい。

【0163】

ステップＳ２０２における、スペースデブリ除去装置１１の移動は、スペースデブリ除去装置１１が備える制御装置１１１又は人工衛星が備える制御システムにより制御されてもよい。例えば、制御装置１１１又は制御システムは、スペースデブリ除去装置１１の移動の開始及び／又は停止を制御してもよい。スペースデブリ除去装置１１が射出位置に到達した状態で、ステップＳ２０３が実行されてもよい。

【0164】

ステップＳ２０３における、ノズル部１２２の押圧の開始は、スペースデブリ除去装置１１が備える制御装置１１１により制御されてもよい。制御装置１１１は、制御システムから、射出物１２を射出するためのコマンド、又は、射出物１２を射出するためのトリガーとなる信号を受信したことに応じて、ノズル部１２２の押圧を開始するよう制御してもよい。

【0165】

ステップＳ２０４における、ロック機構１１３による射出物１２の固定の開始は、スペースデブリ除去装置１１が備える制御装置１１１により制御されてもよい。

【0166】

ステップＳ２０５における、ノズル部１２２の押圧の停止は、スペースデブリ除去装置１１が備える制御装置１１１により制御されてもよい。

【0167】

ステップＳ２０６における、射出物１２の固定の解除は、スペースデブリ除去装置１１が備える制御装置１１１により制御されてもよい。制御装置１１１は、制御システムから、射出物１２を射出するためのコマンド、又は、射出物１２を射出するためのトリガーとなる信号を受信したことに応じて、射出物１２の固定を解除するよう制御してもよい。射出物１２の固定が解除されると、射出物１２は、スペースデブリ除去装置１１の射出口から射出される。

【0168】

ステップＳ２０１～ステップＳ２０６の各処理の具体的な態様は、前述の記載を、必要な範囲で参照できる。

【0169】

なお、スペースデブリ除去装置１１の射出部に射出物１２が装填された状態である場合には、ステップＳ２０１は行われなくともよい。また、スペースデブリ除去システム１が格納部１３を備えない場合には、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２は行われなくともよい。

【0170】

また、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２は、スペースデブリ除去装置１１の射出口が、特定された方向を向いた状態となる前に実行されていてもよい。そして、スペースデブリ除去装置１１の射出口が、特定された方向を向いた状態となった場合に、ステップＳ２０３におけるノズル部１２２の押圧の開始が行われてもよい。

【0171】

あるいは、ステップＳ２０１～ステップＳ２０５は、スペースデブリ除去装置１１の射出口が、特定された方向を向いた状態となる前に実行されていてもよい。そして、スペースデブリ除去装置１１の射出口が、特定された方向を向いた状態となった場合に、ステップＳ２０６における射出物１２の固定の解除が行われ、射出物１２が射出されてもよい。

【0172】

スペースデブリ除去システム１が複数の射出物１２を備える場合、スペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１から射出物１２を射出した後、他の射出物１２をスペースデブリ除去装置１１に装填するように制御を開始してもよい。例えば、スペースデブリ除去システム１は、スペースデブリ除去装置１１から射出物１２を射出した後、いずれかの格納部１３から射出物１２を装填することが可能な位置に、スペースデブリ除去装置１１を移動させるよう制御してもよい。スペースデブリ除去装置１１がいずれかの格納部１３から射出物１２を装填することが可能な位置に配置された後に、射出物１２を射出する態様については、上記の射出処理の記載を必要な範囲で採用できる。

【0173】

スペースデブリ除去システム１が複数のスペースデブリ除去装置１１を備える場合、スペースデブリ除去システム１は、所定のスペースデブリ除去装置１１から射出物１２を射出した後、同じスペースデブリ除去装置１１から射出物１２を射出するように制御してもよく、他のスペースデブリ除去装置１１から射出物１２を射出するように制御してもよい。あるいは、スペースデブリ除去システム１が複数のスペースデブリ除去装置１１を備える場合、スペースデブリ除去システム１は、複数のスペースデブリ除去装置１１から同時に射出物１２を射出するように制御してもよい。

【0174】

このように、スペースデブリ除去システムが、射出物を射出することによりスペースデブリを除去するスペースデブリ除去装置と、射出物とを備え、スペースデブリ除去装置が、射出物を射出する射出部を備え、射出部が、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出することで、新規なスペースデブリ除去システムを提供することができる。

【0175】

本発明のスペースデブリ除去システムは、人工衛星に搭載され、ロケットによって宇宙空間に運搬される。そのため、スペースデブリ除去システムは、安価で、軽量であることが好ましい。本発明のスペースデブリ除去装置は、圧縮した気体が噴射する際の噴射圧を利用して射出物を射出するため、構造が単純で、必要となる部品の点数も少ない。よって、安価で、軽量なスペースデブリ除去システムを提供することが可能である。

【0176】

また、このように、射出物が、内部に圧縮した気体を封入した本体部を備え、射出部が、本体部から該圧縮した気体を噴射させることにより射出物を射出することで、射出物から圧縮した気体を噴射させることにより、射出物を射出することができる。

【0177】

さらに、このように、射出物が、圧縮した気体を噴射するための噴射口を塞ぐ閉塞手段を備え、射出部が、該噴射口を開く開放手段を備えることで、射出物の内部に圧縮した気体を封入すること、及び、射出物の内部から圧縮した気体を噴射させることができる。

【0178】

また、このように、射出物が、本体部の内部の圧縮した気体を外部に噴出させることが可能なノズル部を備えることで、圧縮した気体を所定の方向へ噴出することができる。

【0179】

さらに、このように、開放手段が、ノズル部を本体部の内部に押圧し、閉塞手段を本体部の内部に移動させることで、噴射口を開くことにより、ノズル部を押圧することで噴射口を開くことができる。

【0180】

また、このように、射出部が、射出物を射出部の内部に固定する固定手段を備え、射出部が、固定手段による射出物の固定が解除されたときに、射出物を射出することで、任意のタイミングで射出物を射出することができる。

【0181】

さらに、このように、スペースデブリ除去システムが、射出物を格納する格納部と、格納部から射出部へ射出物を移動させる射出物移動手段とを備えることで、射出物を格納すること、及び、射出物を射出部へ装填することができる。

【0182】

また、このように、スペースデブリ除去システムが、スペースデブリ除去装置を移動させる装置移動手段を備え、射出部が、スペースデブリ除去装置が所定の位置に移動した後に、射出物を射出することで、所定の位置で射出物を射出することができる。

【0183】

さらに、このように、宇宙空間を撮像した画像を取得する画像取得手段と、レーザー光を利用することで、スペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離を特定する距離特定手段と、画像取得手段により取得された宇宙空間の画像、及び、距離特定手段により特定されたスペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離により、スペースデブリの位置に関する情報を特定する位置特定手段とを備えることで、スペースデブリの位置を特定することができる。

【0184】

なお、宇宙空間の画像、及び、スペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離によりスペースデブリの位置に関する情報を特定するシステムは、射出物を射出せずにスペースデブリを除去するシステムにおいても、利用することができる。つまり、宇宙空間を撮像した画像を取得する画像取得手段と、スペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離を特定する距離特定手段と、画像取得手段により取得された宇宙空間の画像、及び、距離特定手段により特定されたスペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離により、スペースデブリの位置に関する情報を特定する位置特定手段とを備える、スペースデブリ位置特定システムは、単独で利用することが可能である。また、スペースデブリ除去装置とスペースデブリとの距離は、レーザー光を利用して特定してもよい。

【符号の説明】

【0185】

１ スペースデブリ除去システム
１１ スペースデブリ除去装置
１２ 射出物
１３ 格納部
１４ 人工衛星の外周部
２０ 矢印
１１１ 制御装置
１１２ 押出機構
１１３ ロック機構
１１４ 筐体
１２１ 本体部
１２２ ノズル部
１２３ 面状部
１２４ 骨部
１２５ 接続部
１２６ 展開機構部
１２７ 展開防止部
１１２１ アクチュエータ部
１１２２ 押出部
１１２３ 押圧部
１１２４ 押圧シール部
１２１１ 突起部
１２１２ 本体開口部
１２１３ 閉塞手段
１２１４ 本体シール部
１２２１ パイプ部
１２２２ 先端部
１２２３ ノズル開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】