一种太空碎片回收航天器

技术领域

本发明属于航空航天技术领域，具体为一种太空碎片回收航天器。

背景技术

随着航天技术的广泛应用，人类发射航天器的数量越来越多，1986 年后，随着空间碎片数量剧增，空间碰撞事件频发。据2010 年1月至2013年12月这4年内的记录，共发生了10 次在轨卫星解体事件。2012 年全世界在轨卫星与空间碎片概率大于10-4的碰撞超过1039 次；距离小于100 m 的危险交会948 次，平均每天3 次左右。可以说，目前空间碰撞事件频发，空间碎片已成为人类航天活动的公害，给人类航天活动的安全造成严重威胁。空间碎片与航天器碰撞时，卫星飞行任务短暂中断或部分任务功能丧失，严重的会使航天器发生爆炸或击碎整个结构。且由于在轨空间垃圾的影响，部分卫星轨道无法使用，失去了原有的商业价值。因此，清理太空垃圾势在必行。

目前对于空间垃圾的回收，当前各国一致倾向于“捕获＋离轨”式清除方案。该技术是由碎片清除器首先依靠跟踪定位系统逐渐逼近失去姿控能力的目标碎片（非合作目标），进行捕获，然后依靠轨道转移（离轨）系统将目标拖入大气层烧毁，碎片捕集器主要采用捕获离轨清除技术，也就是在对空间碎片进行捕获后，进行轨道转移（离轨）系统将目标拖入大气层烧毁。所以这意味着每清理一个可被其捕获的空间碎片都要发射一个或一次性发射多个航天器。其成本很高，如2009年国际上每1千克有效载荷的发射价格约为2万美元。然而据美国空间监视网估计，目前在轨的空间碎片中尺寸大于10cm 的约有20000~22000 个；尺寸大于1cm 的约有500000 个。所以目前的回收成本奇高无比。

发明内容

本发明的目的是提供一种太空垃圾回收装置，能够实现对太空垃圾的收集处理，并有效解决背景技术中的问题。

实现上述目的的技术方案是：一种太空碎片回收航天器，其特征在于：包括罩壳，罩壳上安装有探测识别模块、热控系统、姿态控制系统和太阳能供电系统，探测识别模块用于太空碎片的探测，姿态控制系统用于航天器的姿态调节控制，热控系统用于航天器的散热，太阳能供电系统用于为航天器供电；

罩壳内安装有集料粉碎仓，集料粉碎仓包括从前向后依次设置的碎片捕捉仓、进料仓、粉碎仓、粉碎碎片储仓，碎片捕捉仓、进料仓、粉碎仓、粉碎碎片储仓的前后两端均为开口，碎片捕捉仓的前端开口作为碎片进口，粉碎仓内安装有垃圾粉碎机构，碎片捕捉仓和进料仓之间通过第一电控阀门连接为一体，进料仓和粉碎仓之间通过第二电控阀门连接为一体，粉碎仓和粉碎碎片储仓之间通过第三电控阀门连接为一体，粉碎碎片储仓的后端开口作为碎片出口、并连接有电控出料阀门；

碎片捕捉仓与进料仓之间连接有用于流通非牛顿性磁流体的第一磁流体管道，进料仓与粉碎粉碎碎片储仓之间连接有用于流通磁性流体的第二磁流体管道；

第一磁流体管道与进料仓连接的一端、第二磁流体管道与粉碎粉碎碎片储仓连接的一端分别设置有用于将碎片隔离在外的过滤装置，第一磁流体管道和第二磁流体管道的外壁上连接有间隔布置的多圈第一电磁体，碎片捕捉仓、进料仓、粉碎仓、粉碎碎片储仓的外壁上分别连接有间隔布置的多圈第二电磁体；

集料粉碎仓的两侧分别安装有对称布置在集料粉碎仓两侧的储液仓，储液仓包括上储液腔和下储液腔，上储液腔与第一磁流体管道连接，上储液腔用于储存、并向第一磁流体管道输入非牛顿性磁流体，下储液腔与第二磁流体管道连接，下储液腔用于储存、并向第二磁流体管道输入磁性流体，储液仓的尾端连接有向外伸出罩壳的动力系统。

进一步地，罩壳上还安装有主控模块，探测识别模块、热控系统、姿态控制系统、第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、电控出料阀门、粉碎机构、动力系统、第一电磁体、第二电磁体均通过主控模块控制。

进一步地，垃圾粉碎机构包括安装在粉碎仓的底座，底座上设置有漏料孔，底座的中心安装有粉碎电机，粉碎电机的输出端朝前、并连接有碎片粉碎刀。

进一步地，罩壳上设置有插槽，插槽内通过第一滑轨滑动插装有安装座，所述探测识别模块安装在安装座上，所述安装座的下方设置有推动安装座上的探测识别模块向外伸出方形槽的第一驱动器。

进一步地，第一电控阀门、第二电控阀门、第三电控阀门、电控出料阀门的结构相同，包括阀体，阀体的中部设置有与集料粉碎仓相连通的料孔，阀体的两侧设置有对称布置的阀板，两侧的阀板通过第二滑轨滑动安装在阀体上，阀体两侧分别连接有驱动两侧阀板关闭和打开阀体上料孔的第二驱动器。

进一步地，在15-25度的温度条件下，非牛顿磁流体的绝对黏度为3000-4500CP。

进一步地，第一磁流体管道、第二磁流体管道、碎片进料口、进料仓、粉碎仓分别对应连接有第一加热装置，第一加热装置通过主控模块控制。

进一步地，第一磁流体管道、第二磁流体管道均设置有两根、并对称布置在集料粉碎仓的两侧；

所述储液仓通过横向隔板分隔为相互独立的上储液腔和下储液腔，上储液腔内通过第一竖向隔板分隔为相互独立的第一基载液储仓和非牛顿性磁流体储仓，下储液腔内通过第二竖向隔板分隔为相互独立的第二基载液储仓和磁流体储仓，第一竖向隔板的中心位置设置有连通第一基载液储仓和非牛顿性磁流体储仓的通孔，第二竖向隔板的中心位置设置有连通第二基载液储仓和磁流体储仓的通孔，非牛顿性磁流体储仓内设置有第一输送泵，第一输送泵的进口端与第一竖向隔板上的通孔密封连接，第一输送泵的出口端连接有第一出液电控阀，所述磁流体储仓内设置有第二输送泵，第二输送泵的进口端与第二竖向隔板上的通孔密封连接，第二输送泵的出口端连接有第二出液电控阀；

非牛顿性磁流体储仓与对应侧的第一磁流体管道之间通过第一连接管连接，非牛顿性磁流体储仓内设置有一端与第一连接管连接的第一双向输送泵，磁流体储仓与对应侧的第二磁流体管道之间通过第二连接管连接，磁流体储仓内设置有一端与第二连接管连接的第二双向输送泵，第一连接管和第二连接管上分别连接有第五电磁体，第一双向输送泵的两端口分别连接有第三电磁体，第二双向输送泵的两端口分别连接有第四电磁体；

所述非牛顿性磁流体储仓、磁流体储仓上分别连接有密度计，密度计、第一出液电控阀、第二出液电控阀、第一输液泵、第二输液泵、第一双向输送泵、第二双向输送泵、第三电磁体、第四电磁体分别与主控模块连接，非牛顿性磁流体储仓、磁流体储仓的侧壁上设置有通过主控模块控制的第二加热装置。

进一步地，第一基载液储仓内设置有第一导流装置，第一导流装置包括多根金属丝，金属丝呈弧形，金属丝的一端连接在第一竖向隔板上的通孔周壁上、另一端向第一基载液储仓外侧四周壁延伸；第二基载液储仓内设置有第二导流装置，第二导流装置与第一导流装置相同，第二导流装置的金属丝一端连接在第二竖向隔板上的通孔内、另一端向第二基载液储仓外侧四周壁延伸。

进一步地，所述航天器还包括与主控模块通信连接的无线通信模块，无线通信模块安装在罩壳上；

粉碎粉碎碎片储仓内的顶部安装有呈前后布置的环形空气仓和环形气囊，环形空气仓内填充有压缩空气，环形空气仓通过第五电控阀连接气囊，气囊采用石墨烯纤维面料制成，气囊上连接有压力传感器和排气电控阀，排气电控阀、压力传感器、第五电控阀分别与主控模块连接。

本发明的有益效果：

1）本发明利用电磁体形成的传送带对非牛顿性磁流体的引导和约束，实现对捕获碎片的输送，克服了现有技术中太空碎片在太空环境下不易控制的问题。

2）本发明通过粉碎模块对捕获的垃圾进行了粉碎，从而减小了捕获垃圾的体积，增加了捕获垃圾的储量。

3）本发明在碎片粉碎体储仓储满后，通过气囊将碎片粉碎体储仓内的碎片粉碎体发射至大气层销毁，从而实现航天器的重复使用。

4）本发明通过加热装置对非牛顿性磁流体和磁性流体进行加热，保证非牛顿性磁流体和磁性流体在工作时具有良好的流动性。

附图说明

图1为第一实施例的结构示意图；

图2为第一实施例的剖视图；

图3为第一实施例中储液仓的结构示意图；

图4为设置在第一基载液储仓内的第一导流装置的结构示意图；

图5为非牛顿性磁流体储仓与第一磁流体管道、磁流体储仓与第二磁流体管道的连接结构示意图；

图6为第一实施例中第一磁流体管道的局部示意图；

图7为第一实施例中安装在安装座上的探测识别模块的结构示意图；

图8为第一实施例的工作原理图。

具体实施方式

第一实施例

如图1-7所示，本发明公开了一种太空碎片回收航天器1，航天器1包括罩壳2，罩壳2上还安装有主控模块44、探测识别模块51、姿态控制系统45、接收器46、无线通信模块56、热控系统66以及太阳能供电系统48，热控系统66用于航天器1的散热，探测识别模块51用于太空垃圾的探测，太阳能供电系统48用于向航天器1提供电能，姿态控制系统45用于航天器的姿态调节，接收器46采用GPS接收器或DORIS接收器，当采用DORIS接收器时，DORIS接收器与DORIS地面信标台配合对航天器进行定轨，当采用GPS接收器时，GPS接收器与IGS跟踪站配合实现航天器定轨。

探测识别模块51、姿态控制系统45、热控系统66、接收器46、无线通信模块56分别与主控模块44连接，主控模块44可以但不限于采用宇航级CPU，无线通信模块56、姿态控制系统45、接收器46、热控系统66、无线通信模块56、以及太阳能供电系统48均为人造卫星的常规配置，具体结构及安装位置不再赘述。

罩壳1的侧壁上设置有插槽49，插槽49内通过直线导轨70滑动插装有安装座50，直线导轨70采用碳纤维或工程塑料材质，所述探测识别模块51安装在安装座50上，安装座50的下方设置有推动安装座50上的探测识别模块51向外伸出插槽49的第一电动推杆41，第一电动推杆41通过主控模块44控制，第一电动推杆41的伸缩杆采用碳纤维或金属杆，当采用金属杆，金属杆的表面设置有抗冷焊防护膜，第一电动推杆41的尾端连接在罩壳1内，伸缩端连接在安装座50的底部，探测识别模块51包括CCD红外相机52，红外观测仪53，雷达54，激光测距模块55。

罩壳2内安装有集料粉碎仓3，集料粉碎仓3的前后两端均向外伸出罩壳2，集料粉碎仓3包括从前向后依次设置的碎片捕捉仓4、进料仓5、粉碎仓6、粉碎碎片储仓7，碎片捕捉仓4、进料仓5、粉碎仓6、粉碎碎片储仓7的前后两端均为开口，碎片捕捉仓4的前端开口作为碎片进口，粉碎仓6内安装有垃圾粉碎机构8，碎片捕捉仓和4进料仓5之间连接有通过主控模块44控制的第一电控阀门9，进料仓4和粉碎仓6之间连接有通过主控模块44控制的第二电控阀门10，粉碎仓6和粉碎碎片储仓7之间连接有通过主控模块44控制的第三电控阀门11，粉碎碎片储仓7的后端开口作为碎片出口，碎片出口连接有通过主控模块44控制的电控出料阀门12，第一电控阀门9、第二电控阀门10、第三电控阀门11将碎片捕捉仓4、进料仓5、粉碎仓6、粉碎碎片储仓7连接为整体。

粉碎粉碎碎片储仓7内的顶部安装有呈前后布置的环形空气仓57和环形气囊58，环形空气仓57内填充有压缩空气，环形空气仓57通过第五电控阀59连接气囊58，气囊58采用Kevlar 纤维复合材料、Nextel 纤维复合材料或Beta 纤维复合材料，气囊58上连接有压力传感器60和排气电控阀68，排气电控阀68、压力传感器60、第五电控阀59分别与主控模块44连接。

垃圾粉碎机构8包括安装在粉碎仓内的底座13，底座13上设置有粉碎碎片漏料孔，底座13的中心安装有通过主控模块44控制的粉碎电机14，粉碎电机14的输出端朝向进料仓4一侧、并连接有驱动轴15，驱动轴15的两侧连接有碎片粉碎刀16，碎片粉碎刀16的端部贴近粉碎仓6的侧壁。

作为本实施例的进一步说明，第一电控阀门9、第二电控阀门10、第三电控阀门11、电控出料阀门12的结构相同、并均位于罩壳2内，包括阀体17，阀体17的中部设置有与集料粉碎仓3相连通的料孔18，阀体17的两侧设置有对称布置的阀板19，两侧的阀板19通过滑轨滑动安装在阀体17上，阀体17两侧分别连接有驱动两侧阀板关闭和打开阀体17上料孔18的第二电动推杆20，第二电动推杆20通过主控模块44控制，第一电动推杆41的伸缩杆采用碳纤维或金属杆，当采用金属杆时，金属杆的表面设置有抗冷焊防护膜。

进一步地，第一电控阀门9、第二电控阀门10、第三电控阀门11、电控出料阀门12不限于采用上述结构的阀门，也可以采用翻板阀，还可以采用气囊开关阀，气囊开关阀为环形气囊，通过向环形气囊内充放气实现开关。

集料粉碎仓3的两侧设置有对称布置、并与罩壳2固定连接的储液仓23，储液仓23的尾端连接有向外伸出罩壳2、并由主控模块44进行控制的动力系统24，动力系统24也是卫星的常规配置、具体结构不在赘述，储液仓23通过横向隔板25分隔为上储液腔26和下储液腔27，上储液腔26内通过第一竖向隔板28分隔为第一基载液储仓29和非牛顿性磁流体储仓30，第一竖向隔板28的中心位置设置有第一通孔31，第一基载液储仓29内设置有第一导流装置32，第一导流装置32包括多根金属丝39，金属丝39呈弧形，金属丝39的一端连接在第一通孔31周壁上、另一端向第一基载液储仓29外侧四周壁延伸，相邻两根金属丝39之间形成的夹角为5-10°，非牛顿性磁流体储仓30内设置有第一输送泵41，第一输送泵41的进口端与第一竖向隔板28上的第一通孔31密封连接，第一输送泵41的出口端连接有第一出液电控阀77。

第一基载液储仓29内设置有磁流体基载液，非牛顿性磁流体储仓30内设置有非牛顿性磁流体，在15-25度的温度条件下，非牛顿磁流体的绝对黏度为3000-4500CP。

下储液腔27内通过第二竖向隔板33分隔为第二基载液储仓34和磁流体储仓35，第二竖向隔板33的中心位置设置有第二通孔40，第二基载液储仓34内设置有第二导流装置（图中未示出），第二导流装置与第一导流装置32相同，第二导流装置的金属丝一端连接在第二通孔40内，另一端向第二基载液储仓34外侧四周壁延伸，磁流体储仓35内设置有第二输送泵42，第二输送泵42的进口端与第二竖向隔板33上的第二通孔40密封连接，第二输送泵42的出口端连接有第二出液电控阀78。

第二基载液储仓34内设置有磁流体基载液，磁流体储仓35内设置有磁流体。

本发明的第一基载液储仓29内设置有第一导流装置32、第二基载液储仓34设置有第二导流装置，因为第一基载液储仓29和第二基载液储仓34内的基载液具有张力，因此漂浮在第一导流装置32、第二导流装置的相邻金属丝39之间的基载液滴之间会相互凝聚，并流动至第一通孔31、第二通孔40，从而便于第一输送泵41和第二输送泵42用于将基载液输送至非牛顿性磁流体储仓30和磁流体储仓35中。

碎片捕捉仓4与进料仓5之间连接有对称布置在集料粉碎仓3两侧的第一磁流体管道21，进料仓5与粉碎碎片储仓7之间连接有两根对称布置在集料粉碎仓3两侧的第二磁流体管道22，第二磁流体管道22的前端与进料仓5的前端连接，使进入进料仓5的磁流体能向后将进料仓5内的碎片带入粉碎仓6内；第一磁流体管道21与进料仓5连接的一端、第二磁流体管道22与粉碎碎片储仓7连接的一端分别设置有用于将碎片隔离在外的过滤装置61，过滤装置61采用碳纤维网，第一磁流体管道21和第二磁流体管道22的外壁上连接有间隔布置的多圈第一电磁体62，碎片捕捉仓4、进料仓5、粉碎仓6、粉碎碎片储仓7的外壁上分别连接有间隔布置的多圈第二电磁体63，第一电磁体62、第二电磁体63均通过主控模块44控制。

非牛顿性磁流体储仓30与对应侧的第一磁流体管道21之间通过第一连接管69连接，非牛顿性磁流体储仓30内设置有一端与第一连接管69连接的第一双向输送泵71，磁流体储仓35与对应侧的第二磁流体管道22之间通过第二连接管72连接，磁流体储仓35内设置有一端与第二连接管72连接的第二双向输送泵73，第一连接管69和第二连接管72上分别连接有第五电磁体76，第一双向输送泵71的两端口均分别连接有第三电磁体74，第二双向输送泵73的两端口均分别连接有第三电磁体75。

所述非牛顿性磁流体储仓30、磁流体储仓35上分别连接有密度计38，密度计38、第一出液电控阀77、第二出液电控阀78、第一输液泵41、第二输液泵42、第一双向输送泵71、第二双向输送泵73、第三电磁体74、第四电磁体75、第五电磁体76分别与主控模块44连接。

第一磁流体管道21、第二磁流体管道22、碎片捕捉仓4、进料仓5、粉碎仓6、非牛顿性磁流体储仓30、磁流体储仓35的内壁上均对应设置有通过主控模块44控制的加热装置64，加热装置64采用石墨烯电热膜。

密度计38用于对非牛顿性磁流体储仓30内的非牛顿性磁流体、磁流体储仓35内的磁性流体的密度进行检测，当检测到例如非牛顿性磁流体储仓30内的非牛顿性磁流体密度低于设定值时，启动第一输液泵41，打开第一出液电控阀77，将凝聚至第一通孔31处的基载液输送至非牛顿性磁流体储仓30内，当密度计38检测到非牛顿性磁流体储仓30内的非牛顿性磁流体密度达到设定值时，关闭第一输液泵41和第一出液电控阀77。

当检测到例如磁流体储仓35内的磁流体密度低于设定值时，启动第二输液泵42，打开第二出液电控阀78，将凝聚至第二通孔40处的基载液输送至至磁流体储仓34内，当密度计38检测到磁流体储仓35内的磁流体密度达到设定值时，关闭第二输液泵42、关闭第二出液电控阀78。

本发明的工作过程：

1）如图8（a）所示，运载火箭将航天器1发射进入预定轨道65，并绕地球66自转。

2）主控模块44控制接收器46与DORIS地面信标台或IGS跟踪站配合实现航天器1的定轨、并记录相关轨道参数，以便后期进行轨道转移以及轨道维持。

3）第二电动推杆41推动探测识别模块51向外伸出，如图8（b）所示，先通过雷达44对太空碎片进行扫描，扫描发现碎片67后，通过CCD红外相机52获取碎片的体积和形状，通过红外观测仪53获取碎片的位置数据、通过激光测距模块54获取碎片的距离信息，再由主控模块44根据获取的位置数据及距离信息对碎片67的位置矢量进行分析，从而得到碎片67相对应的轨道数据，若该碎片67的体积在预定值内，则执行步骤4），若该碎片67的体积超过预设值，则放弃捕获。

4）如图8（c）、（d）所示，主控模块44根据碎片67的轨道参数和航天器1轨道参数的计算出航天器1与碎片67交汇的变轨启动点，并在变轨启动点启动动力系统24，推动航天器1向目标碎片37靠近，同时引导航天器1调整姿态，使航天器1的头部朝向前进方向。

5）在靠近目标碎片后，逐步减小相对速度，通过姿态控制系统45对航天器1的姿态进行调节，使碎片捕捉仓4的碎片进口对准目标碎片67。

6）启动加热装置64使非牛顿性磁流体储仓30内处于低温状态下非牛顿性磁流体、磁流体储仓35内处于低温状态下的磁流体融化，启动第一双向输送泵71，此时第一双向输送泵71与第一连接管69连接的一端为输出端、另一端为输入端，控制第一双向输送泵71输入端的第三电磁体74得电、输出端的第三电磁体74失电，将非牛顿性磁流体储仓30内的非牛顿性磁流体聚集至第一双向输送泵71的输入端口内，通过第一双向输送泵71将非牛顿性磁流体输送至第一连接管69内，沿图5中箭头a的方向控制第一连接管69上的第五电磁体76、第一磁流体管道21上的第一电磁体62依次得电，并按得电顺序控制第五电磁体76、第一电磁体62依次失电，同时控制碎片捕捉仓4上的第二电磁体63得电（碎片捕捉仓4上的第二电磁体63磁力设置为大于第一磁流体管道21上第一电磁体62上的磁力），使泵入第一连接管69内非牛顿性磁流体沿第一磁流体管道21进入碎片捕捉仓4中，再沿图5中箭头a的方向重复控制第一连接管69上的第五电磁体76、第一磁流体管道21上的第一电磁体62依次得电，并按得电顺序控制第五电磁体76、第一电磁体62依次失电，使非牛顿性磁流体储仓30中的非牛顿性磁流体进入碎片捕捉仓4中，之后关闭第一双向输送泵71，控制第一双向输送泵71输入端的第三电磁体74、第一连接管69上的第五电磁体76、第一磁流体管道21上的第一电磁体62均失电。

7）启动动力系统24，驱动航天器1向前捕获目标垃圾、并利用碎片捕捉仓4内的非牛顿性磁流体的粘稠性粘住目标碎片。

8）如图8（e）所示，利用步骤1）中所获得的轨道参数，将该航天器1移动至原轨道65。

9）控制第一电控阀门9打开，控制碎片碎片捕捉仓4外壁上的第二电磁体63失电、进料仓5外壁上的第二电磁体63得电，使粘住目标碎片随非牛顿性磁流体进入进料仓5，再关闭第一电控阀门9、控制进料仓5外壁上的第二电磁体63失电；

启动第一双向输送泵71，此时第一双向输送泵71与第一连接管69连接的一端为输入端、另一端为输出端，控制第一双向输送泵71输入端的第三电磁体74得电、输出端的第三电磁体74失电，沿图5中箭头b的方向控制第一磁流体管道21上的第一电磁体62、第一连接管69上的第五电磁体76依次得电，并按得电顺序控制第一电磁体62、第五电磁体76依次失电，控制第一双向输送泵71输入端的第三电磁体74得电，将进料仓5中的非牛顿性磁流体导入第一双向输送泵71的输入端，再通过第一双向输送泵71将聚集在输入端的非牛顿性磁流体泵入非牛顿性磁流体储仓30，再按图5中箭头b的方向重复控制第一磁流体管道21上的第一电磁体62、第一连接管69上的第五电磁体76依次得电，并按得电顺序控制第一电磁体62、第五电磁体76依次失电，从而将进料仓5内的非牛顿性磁流体全部泵入非牛顿性磁流体储仓30，之后关闭第一双向输送泵71，控制第一双向输送泵71输入端的第三电磁体74、第一连接管69上的第五电磁体76、第一磁流体管道21上的第一电磁体62均失电。

再启动第二双向输送泵73，此时第二双向输送泵73与第二连接管72连接的一端为输出端、另一端为输入端，控制第二双向输送泵73输入端的第四电磁体75得电，使磁流体储仓35内的磁流体聚集至第二双向输送泵73的输入端口内，通过第二双向输送泵73将输入端的磁流体输送至第二连接管72内，沿图5中箭头c的方向控制第二连接管72上的第五电磁体76、第二磁流体管道22上的第一电磁体62依次得电、并按得电顺序控制第五电磁体76、第一电磁体62依次失电，再沿图4中箭头c的方向重复控制第五电磁体76、第一电磁体62依次得电、并按得电顺序控制依次失电，从而将磁流体储仓35内的磁流体导入进料仓5，之后关闭第二双向输送泵7、控制第二连接管72上的第五电磁体76、第二磁流体管道22上的第一电磁体62均失电。

再控制粉碎仓6上的第二电磁体63得电、打开第二电控阀门10，使碎片随磁流体进入粉碎仓6，同时关闭第二电控阀门10，最后启动粉碎电机14，通过碎片粉碎刀8对碎片进行粉碎。

10）粉碎完成后，打开第三电控阀门11，并控制粉碎仓6外壁上的第二电磁体63失电，控制粉碎粉碎碎片储仓7外壁上第二电磁体63得电，粉碎后的碎片随磁流体进入粉碎粉碎碎片储仓7。

11）控制第三电控阀门9关闭，控制粉碎粉碎碎片储仓7侧壁上的第一电磁体62失电，再启动第二双向输送泵73，此时第二双向输送泵73与第二连接管72连接的一端为输入端、另一端为输出端，控制第二双向输送泵73输入端的第四电磁体75得电，沿图4中箭头d的方向控制第二磁流体管道22上的第一电磁体62、第二连接管72上的第五电磁体76依次得电、并按得电顺序控制第一电磁体62、第五电磁体76依次失电，再沿图5中箭头d的方向重复控制第一电磁体62、第五电磁体76依次得电、并按得电顺序控制依次失电，从而将粉碎粉碎碎片储仓7中的磁流体由经滤装置61导入至第二双向输送泵73的输入端口内，再通过第二双向输送泵73将输入端的磁流体输送至磁流体储仓35内，之后关闭第二双向输送泵7、控制第二连接管72上的第五电磁体76、第二磁流体管道22上的第一电磁体62均失电。

12）当粉碎粉碎碎片储仓7装满时，如图8（f）所示，姿态控制系统45对航天器1的姿态进行调节，使航天器1的头部逆向轨道，再启动动力系统24，对航天器1进行改轨，使航天器1的近地点X高度进入大气层时，关闭动力系统24，再通过姿态控制系统45对航天器1的姿态进行调节，使航天器1的头部顺向轨道，打开电控出料阀门12，再打开第五电控阀59向气囊58内充入定量的空气，使气囊58向下膨胀，推动垃圾排出粉碎粉碎碎片储仓7。

粉碎粉碎碎片储仓7判断装满的原理是：每向粉碎粉碎碎片储仓7中输入一次粉碎碎片，均打开第五电控阀59向气囊58内充入定量的空气，并通过压力传感器60获取气囊58的测试压力信号值，测试完成后，打开排气电控阀68，排出空气，当测试压力信号值达到粉碎粉碎碎片储仓7满载气囊压力信号值时，即判断粉碎粉碎碎片储仓7处于满载状态，满载气囊压力信号值是在粉碎粉碎碎片储仓7满载时，向气囊58中充入与测试时充入的空气量相同的空气，再通过压力传感器60所获取的压力值，满载气囊压力信号值储存在主控模块44内。

13）粉碎后的碎片进入大气被销毁，同时航天器1顺着轨道运行，可以节省部分燃料。

14）如图8（g）所示，利用步骤1）所获得的轨道参数，将该航天器1移至预定轨道。

第二实施例

非牛顿磁流体中含有导体金属粉末，第一磁流体管道21、非牛顿性磁流体储仓30内设置的非牛顿磁流体中均含有磁性导体金属粉末、第二磁流体管道22、磁流体储仓35内设置的磁流体中均含有磁性导体金属粉末。

所述电加热装置采用设置在第一磁流体管道21、第二磁流体管道22、碎片捕捉仓4、进料仓5、粉碎仓6、非牛顿性磁流体储仓30、磁流体储仓35侧壁内的电磁线圈，电磁线圈通过主控模块44进行控制，利用电磁线圈通电产生磁场，非牛顿磁流体和磁流体中的导体金属粉末在交变的磁场中产生涡流效应，从而达到加热非牛顿磁流体和磁流体的目的，该加热方式均有加热均匀、快速的特点。