宇宙悬浮物体的检测装置 技术领域 本发明涉及一种为了检测在地球环绕轨道上等宇宙空间中存在的宇宙悬浮物体 的存在而使用的宇宙悬浮物体的检测装置。
背景技术 在宇宙空间中， 在地球环绕轨道上存在大量作为完成使命的人造卫星、 火箭的残 骸、 或者它们爆炸时的碎片等人工飞行物体的太空垃圾。另外， 还存在由天然岩石、 矿物 / 金属等构成的宇宙尘埃 ( 微小的陨石 )。
上述太空垃圾、 宇宙尘埃那样的宇宙悬浮物体， 由于速度快， 所以当与运行中的人 造卫星、 载人宇宙飞船、 空间站等航天器相撞时， 有可能对该运行中的航天器造成重大影 响。 因此， 在采取用于防止宇宙悬浮物体和运行中的航天器的碰撞的对策的基础上， 需要准 确掌握宇宙环境中的宇宙悬浮物体的存在状况。
因此， 在上述那样的宇宙悬浮体中， 针对比较大的太空垃圾， 进行从地面上使用光 学望远镜、 雷达的观测。但是， 在这种观测方法中， 由于只能检测到直径具有数厘米以上的 尺寸的太空垃圾， 因而， 对于其以下尺寸的宇宙悬浮物体， 必须通过卫星等检测实际碰撞的 宇宙悬浮物体， 对其其分布等进行调查。
作为用于基于这种与宇宙悬浮物体的碰撞而进行宇宙悬浮物体的检测的方法， 以 往， 已经考虑了通过压电薄膜、 压电元件、 传声器等的检测器计测在宇宙悬浮物体碰撞时产 生的声音、 振动的方式 ( 例如， 参照专利文献 1)， 用所需要的检测器测定在宇宙悬浮物体碰 撞而等离子体化时的光、 电荷的方式， 在作为检测器的压电薄膜预先附加电荷， 测定在宇宙 悬浮物体碰撞并贯通时产生的电压变动的方式等。
另外， 也正在研究预先在小的罐体内装填气体， 通过测定宇宙悬浮物体与上述罐 体碰撞而泄露气体从而产生的该罐体内部的压力变动， 来检测与宇宙悬浮物体的碰撞的方 法。
专利文献 1 ： 日本特开平 5-286500 号公报
发明内容 发明要解决的课题
但是， 在为了检测上述那样的宇宙悬浮物体的碰撞而研究的现有的方法中， 现实 情况是均难以广阔地设定检测区域。 即， 为了实施计测宇宙悬浮物体碰撞时产生的声音、 振 动的方法， 需要具有因宇宙悬浮物体的碰撞而产生振动、 声音那样的某种程度的硬度的设 备， 另外， 由于必须在每一个因宇宙悬浮物体碰撞而产生的声音、 振动传播的范围中设置检 测器， 因而需要许多的检测器。
另外， 能够测定宇宙悬浮物体碰撞而等离子体化时的光、 电荷的只限于直径 30cm 左右的范围。并且， 用于检测等离子体的装置结构既复杂又庞大。
在对压电薄膜预先附加电荷， 测定在宇宙悬浮物体碰撞并贯通时产生的电压变动
的方法中， 为了附加电荷而在压电薄膜的大小本身产生限制。
在预先对小的罐体装填气体的方法中， 为了扩大检测区域， 必须设置许多上述罐 体， 存在装置复杂化、 并且重量增大的问题。
而且， 在上述现有的各方法中， 均需要用于检测宇宙悬浮物体的碰撞的专用结构 体， 另外， 为了获知在哪种程度的粒径的宇宙悬浮物体以以哪种速度碰撞时， 发出多大的电 信号强度， 需要预先在地面设施中进行模拟宇宙悬浮物体各种各样的碰撞模式的实验、 计 算并进行校正， 因此为了该校正作业而需要许多人工及时间。
本发明正是鉴于上述的情况而完成的， 其目的在于提供一种能够将装置结构做成 简单的结构并轻量化， 且容易广阔地设定检测区域， 且不特别需要校正就能够检测宇宙悬 浮物体的碰撞的宇宙悬浮物体的检测装置。
解决问题的方案
为实现上述目的， 在本发明中， 作为第一解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的 检测装置， 具备 ： 检测片体， 在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间 距保持有多条导体制的检测线而形成 ； 以及检测电路， 连接于各检测线， 当由于宇宙悬浮物 体的碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测 片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体。
另外， 作为第二解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的检测装置， 将在能够暴露 于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间距保持有多条导体制的检测线而形成 的检测片体， 以检测线延伸的方向相互正交的方式重叠配置， 还具备与各检测线连接的检 测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所 述检测电路检测与所述各检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体。
另外， 作为第三解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的检测装置， 具备 ； 检测片 体， 在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜的两面以所需要的排列间距分别保持有多 条在相互正交的方向上延伸的导体制的检测线而形成 ； 以及检测电路， 连接于各检测线， 当 由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路 检测与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体。
另外， 作为第四解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的检测装置， 将在能够暴露 于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间距保持有多条导体制的检测线而形成 的检测片体， 隔着所需要的间隔配置两层， 还具备检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而 在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体发生了 碰撞的宇宙悬浮物体。
另外， 作为第五解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的检测装置， 将使两片检测 片体以检测线的延伸方向相互正交的方式重叠配置而形成的层叠物， 隔着所需要的间隔配 置两层， 该两片检测片体在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间距 保持有多条导体制的检测线而形成， 还具备检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所 述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰撞 的宇宙悬浮物体。
另外， 作为第六解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的检测装置， 将在能够暴露 于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜的两面以所需要的排列间距分别保持有多条在相互正交的方向上延伸的导体制的检测线而形成的检测片体， 隔着所需要的间隔配置两层， 还具备 检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以 所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体。
另外， 作为第七解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的检测装置， 将使两片检测 片体以检测线的延伸方向相互正交的方式重叠配置而形成的层叠物、 和在能够暴露于宇宙 环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间距保持有多条导体制的检测线而形成的检测 片体， 隔着所需要的间隔配置两层， 该两片检测片体在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制 的薄膜以所需要的排列间距保持有多条导体制的检测线而形成， 还具备检测电路， 当由于 宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测 与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体。
另外， 作为第八解决方案采用的是一种宇宙悬浮物体的检测装置， 将在能够暴露 于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜的两面以所需要的排列间距分别保持有多条在相互正交 的方向上延伸的导体制的检测线而形成的检测片体、 和在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体 制的薄膜以所需要的排列间距保持有多条导体制的检测线而形成的检测片体， 隔着所需要 的间隔配置两层， 还具备检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的检测 线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体。 另外， 在上述第一～第八解决方案中， 也可以将检测线的排列间距设定为与成为 所希望检测的宇宙悬浮物体的测定下限的有效直径对应的尺寸。
进而， 在此之外， 也可以将检测线的宽度设定为与所希望检测的宇宙悬浮物体的 有效直径的测定下限对应的尺寸。
发明的效果
根据本发明， 发挥出以下那样的优良的效果。
(1) 由于构成为， 具备 ： 检测片体， 在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以 所需要的排列间距保持有多条导体制的检测线而形成 ； 以及检测电路， 连接于各检测线， 当 由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路 检测与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体， 所以通过基于所述检测片体的面积， 计 算每单位面积受到几个宇宙悬浮物体的碰撞， 从而能够测定宇宙悬浮物体的分布。
(2) 由于所述检测片体只要在薄膜设置检测线即可， 所以能够非常轻量， 且能够容 易地扩大面积。由此， 能够很容易扩大宇宙悬浮物体的计测区域。另外， 由于所述检测片体 既轻量又能够自由地变形， 因此例如可以贴附设置于航天器外表面的隔热层， 或者利用装 备于航天器的天线使其展开， 或者使用所需要的天线杆使其展开等而自由地配置。
(3) 另外， 由于宇宙悬浮物体的检测原理基于宇宙悬浮物体的碰撞而导致的检测 线的断裂这一单纯的现象， 所以因为检测电路能够根据各检测线的导通的有无而检测与检 测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体， 所以能够不需要校正。
(4) 通过构成为， 将在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列 间距保持有多条导体制的检测线而形成的检测片体， 以检测线延伸的方向相互正交的方式 重叠配置， 还具备与各检测线连接的检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测 片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述各检测片体发生了碰撞的宇 宙悬浮物体， 或者构成为， 具备 ： 具备 ； 检测片体， 在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的
薄膜的两面以所需要的排列间距分别保持有多条在相互正交的方向上延伸的导体制的检 测线而形成 ； 以及检测电路， 连接于各检测线， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片 体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬 浮物体， 从而能够特别指定断裂的检测线的位置， 所以能够检测与检测片体发生了碰撞的 宇宙悬浮物体的大小、 求取碰撞的宇宙悬浮物体飞来的方向 ( 入射方向 )。
(5) 通过构成为， 将在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列 间距保持有多条导体制的检测线而形成的检测片体， 隔着所需要的间隔配置两层， 还具备 检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以 所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体， 或者构成为， 将使两片检 测片体以检测线的延伸方向相互正交的方式重叠配置而形成的层叠物， 隔着所需要的间隔 配置两层， 该两片检测片体在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间 距保持有多条导体制的检测线而形成， 还具备检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在 所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰 撞的宇宙悬浮物体， 或者构成为， 将在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜的两面以 所需要的排列间距分别保持有多条在相互正交的方向上延伸的导体制的检测线而形成的 检测片体， 隔着所需要的间隔配置两层， 还具备检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在 所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰 撞的宇宙悬浮物体， 或者构成为， 将使两片检测片体以检测线的延伸方向相互正交的方式 重叠配置而形成的层叠物、 和在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列 间距保持有多条导体制的检测线而形成的检测片体， 隔着所需要的间隔配置两层， 该两片 检测片体在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间距保持有多条导 体制的检测线而形成， 还具备检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的碰撞而在所述检测片体的 检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物 体， 或者构成为， 将在能够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜的两面以所需要的排列间 距分别保持有多条在相互正交的方向上延伸的导体制的检测线而形成的检测片体、 和在能 够暴露于宇宙环境中的绝缘体制的薄膜以所需要的排列间距保持有多条导体制的检测线 而形成的检测片体， 隔着所需要的间隔配置两层， 还具备检测电路， 当由于宇宙悬浮物体的 碰撞而在所述检测片体的检测线中产生断裂时， 能够以所述检测电路检测与所述检测片体 发生了碰撞的宇宙悬浮物体， 从而能够检测与检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体的速度 和飞来方向。
(6) 通过构成为， 将检测线的排列间距设定为与成为所希望检测的宇宙悬浮物体 的测定下限的有效直径对应的尺寸， 从而当具有测定下限的有效直径的宇宙悬浮物体碰撞 时， 可使至少一条检测线断裂， 因此能够可靠地进行所述宇宙悬浮物体的检测。另外， 能 够基于发生了断裂的检测线的条数， 判断与检测片体发生了碰撞的宇宙悬浮物体的有效直 径。
(7) 通过构成为， 将检测线的宽度设定为与所希望检测的宇宙悬浮物体的有效直 径的测定下限对应的尺寸， 从而能够根据一条检测线的断裂， 检测至少具有该检测线宽度 尺寸以上的有效直径的宇宙悬浮物体的碰撞。附图说明
图 1A 是本发明一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置的概略平面图 ； 图 1B 是本发明一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置中的检测片体的局部放大图 ； 图 2 是表示图 1A 中的检测电路的一个例子的电路图 ；
图 3 是表示图 1A 中的检测电路的另一个例子的电路图 ；
图 4 是表示图 1A 中的检测电路的又一个例子的电路图 ；
图 5A 是本发明另一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置的概略平面图 ；
图 5B 是本发明另一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置中的检测片体的局部 放大图 ；
图 5C 是本发明另一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置中的检测片体的局部 放大图 ；
图 6A 是从本发明的又一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置的表面侧观察到 的图 ；
图 6B 是从本发明的又一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置的背面侧观察到 的图 ；
图 7 是表示本发明的又一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置的形态的概略 侧面图 ；
图 8A 是表示图 7 所示的检测装置的应用例的第一图 ；
图 8B 是表示图 7 所示的检测装置的应用例的第二图 ；
图 9A 是表示图 7 所示的检测装置的另一应用例的第一图 ；
图 9B 是表示图 7 所示的检测装置的另一应用例的第二图 ；
图 9C 是表示图 7 所示的检测装置的另一应用例的第三图 ；
图 10 是表示图 7 所示的检测装置的又一应用例的图。
符号说明
1、 1a、 1b、 1c... 检测片体
2... 薄膜
3... 检测线
4、 4a、 4b、 4c... 检测电路
具体实施方式
下面， 参照附图说明本发明的第一个实施方式。
图 1A、 图 1B、 图 2 是表示本实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置的图。
该检测装置具备 ： 检测片体 1， 其在可暴露于宇宙环境的绝缘体制的薄膜 2 上， 按 与所期望检测的宇宙悬浮物体的粒径对应的排列间距 ( 空间周期 ) 平行设置有许多作为直 线状细长的导线的检测线 3 而成 ； 检测电路 4， 其对设于该检测片体 1 的各检测线 3 的断裂 的发生进行电检测。
作为具体例， 在希望检测具有 100μm 左右以上的有效直径的宇宙悬浮物体的情 况下， 上述检测片体 1， 以各检测线 3 的排列间距成为与宇宙悬浮物体的测定下限的粒径对应的尺寸即 100μm 的方式， 例如在以聚酰亚胺等为材质的厚度 50μm 左右的薄膜 2 的单面 通过蚀刻等技法以 50μm 间隔平行地排列铜箔制成的 50μm 宽度的检测线 3 而形成的。在 这样的检测片体 1 中， 当具有 100μm 以上的有效直径的宇宙悬浮物体的碰撞时， 在薄膜 2 的单面排列的检测线 3 中， 1 条以上的检测线 3 断裂。
因为上述检测片体 1 中的各检测线 3 的断裂只要检测各检测线 3 的不能导通的情 况即可， 所以等同于检测多个开关的接通 / 断开状态。
如图 2 所示， 检测电路 4 为进行利用二极管矩阵的数字检测的电路。
该检测电路 4 对配设于检测片体 1 的全部检测线 3 附加行号码和列号码， 以能够 通过上述行号码和列号码区别各检测线 3 的方式， 将各列的检测线 3 与列输出口 5 的各位 连接， 同时， 将各行的检测线 3 与行输入口 6 的各位连接， 另外， 使用二极管 7 使各检测线 3 成为与其它绝缘的电路结构。
在这样的检测电路 4 中， 可基于行号码和列号码的组对全检测线 3 个别地监视是 否导通。因此， 例如， 若使用 8 个具备 8 位的输入输出口的而形成的单片计算机， 则可按 32 位 ×32 位监视 1024 条检测线 3 的断裂状态。
另外， 在图 2 中， 为了图示的方便， 而表示了分别以 4 位连接于列输出口 5 和行输 入口 6 的电路结构。另外， 图 2 中的符号 8 表示设于检测线 3 的每个行块 (line block) 的 负载电阻。
在使用这样构成的宇宙悬浮物体的检测装置的情况下， 可将该宇宙悬浮物体的检 测装置在希望计测宇宙悬浮物体的分布的所希望的宇宙环境中、 例如在搭载于围绕规定的 地球周围轨道运行的航天器的状态下展开上述检测片体 1。在该状态下， 当宇宙悬浮物体 与上述检测片体 1 发生碰撞时， 在该宇宙悬浮物体贯通薄膜 2 时将使存在于该碰撞位置的 检测线 3 断裂。当这样使检测线 3 断裂时， 由于通过上述检测电路 4 感测到断裂的检测线 3 的位置和条数， 因而可根据一起断裂的检测线 3 的条数， 判断与上述检测片体 1 发生了碰 撞的宇宙悬浮物体的大小。
这样， 由于根据本发明的宇宙悬浮物体的检测装置， 能够检测宇宙悬浮物体的碰 撞， 并且能够检测发生该碰撞的宇宙悬浮物体的大小， 所以能够基于上述检测片体 1 的面 积， 计测每单位面积受到哪种程度大小的多少个宇宙悬浮物体的碰撞。
另外， 由于上述检测片体 1 只要通过蚀刻等在薄膜 2 设置检测线 3 即可， 因而可以 是极轻量的， 且可以很容易扩大面积。 由此， 根据这样的检测片体 1， 能够很容易扩大宇宙悬 浮物体的计测区域。
而且， 由于宇宙悬浮物体的检测原理是基于宇宙悬浮物体的碰撞而引起检测线 3 的断裂这一简单的现象， 因而检测电路 4 只要能够监视各检测线 3 的是否导通即可， 因此， 不需要校正就能够进行宇宙悬浮物体的碰撞的检测和发生该碰撞的宇宙悬浮物体的大小 的检测。
另外， 虽然上述检测电路 4 不需要内置于航天器中进行保护， 但是， 由于上述检测 片体 1 既轻量又能够自由地变形， 所以例如能够贴附设置于航天器外表面的隔热层， 或者 也能够利用装备于航天器的天线使其展开， 或者使用所需要的天线杆使其展开等而自由地 配置。
另外， 当因宇宙悬浮物体的碰撞而使检测线 3 断裂时， 在沿着该断裂的检测线 3 的区域， 不能检测以后的宇宙悬浮物体的碰撞， 但是， 仅是宇宙悬浮物体的有效检测面积减小 沿着该断裂的检测线 3 的区域的面积的量， 即， 在计算每单位面积受到哪种程度大小的多 少个宇宙悬浮物体的碰撞的情况下， 只是成为分母侧的有效面积变小， 而检测宇宙悬浮物 体的碰撞的功能自身不受任何影响。因此， 可以长时间持续进行宇宙悬浮物体的检测。
但是， 在上述实施方式中， 作为检测电路 4 例示了进行利用二极管矩阵的数字检 测的电路， 但是也可以如图 3 所示， 采用具备对在设置于检测片体 1 的各检测线 3 中流过的 电流进行模拟检测的电路结构的检测电路 4。
即， 图 3 所示的检测电路 4 能够采用如下结构、 即将连接有个别的电流限制电阻 9 的各检测线 3 与电流 / 电压转换电路 10 并联连接， 另外， 在该电流 / 电压转换电路 10 连接 有模拟 / 数字转换电路 11 的结构， 且通过电流限制电阻 9 使各检测线 3 上流过恒定的电流， 由电流 / 电压转换电路 10 和模拟 / 数字转换电路 11 测定它们的总和。在上述检测电路 4 中， 当检测线 3 发生断裂时， 流过上述电流 / 电压转换电路 10 的电流值， 由于只减少发生断 裂的条数的量， 因而根据上述模拟 / 数字转换电路 11 的测定结果， 能够获知发生了断裂的 检测线 3 的条数。
根据作为模拟 / 数字转换电路 11 而广泛地一般使用的 12 位的模拟 / 数字转换电 路 11， 在满刻度能够检测 1/4096 的变化， 因而， 例如能够容易地实现监视其 1/4 的 1024 条 检测线 3 的断裂状态。另外， 在图 3 中， 为了图示的方便， 而例示了与 16 条检测线 3 对应的 电路结构。 根据采用以上结构的检测电路 4， 虽然不能得知发生了断裂的检测线 3 的位置， 但 是， 如果在电流 / 电压转换电路 10 中使用高速元件的话， 与如图 2 所示的数字方式的电路 结构相比较， 能够用更高的分辨率获知碰撞时间。
另外， 如果考虑到因宇宙悬浮物体的碰撞而导致检测线 3 的断裂是罕见 ( 至少隔 着数秒以上的间隔 ) 地发生的情况， 则也可以将图 1A、 图 1B 及图 2 的检测电路 4 作为如图 4 所示的将数字方式和模拟方式组合的混合方式的电路结构。
即， 图 4 所示的检测电路 4 采用下述结构， 即与如图 2 所示的数字方式的电路同样 地， 在配设于检测片体 1 的全部检测线 3 附加有行号码和列号码， 且将各列的检测线 3 经由 与图 3 所示的同样的个别的电流限制电阻 9、 和与图 2 所示的同样的用于使各检测线 3 与其 它绝缘的个别的二极管 7， 与列数出口 5 的各位并联连接， 且将各检测线 3 的行输入侧连接 于与各行对应的与图 3 所示的同样的电流 / 电压转换电路 10， 另外， 将该各电流 / 电压转换 电路 10 的输出侧经由高通滤波器 12( 在图中， 出于方便而用电容器记号表示 ) 而连接于电 流变化量检测部 13， 并且将各电流 / 电压转换电路 10 的输出侧并联连接于用于检测是否有 电流的电流检测部 14 的结构。
由此， 将所有的列输出常时地置于接通， 通过高通滤波器 12 以电流变化量检测部 13 对设于每行的电流 / 电压转换电路 10 的输出进行监视。在该状态下， 当检测线 3 发生断 裂时， 通过以与 1 个以上的行对应的电流变化量检测部 13 观测电流变化， 能够得知检测线 断裂的检测及其断裂时刻。
另外， 在如上述那样检测到检测线 3 的断裂的情况下， 其后， 通过将列输出依次一 列一列地置于接通， 根据电流 / 电压转换电路 10 的输出以电流检测部 14 检测有无此时的 电流， 能够与数字方式的检测电路同样得知检测线 3 的断裂位置。
因此， 根据上述混合方式的检测电路 4， 能够全部得知检测线 3 的断裂时刻、 断裂 位置及发生了断裂的检测线 3 的条数。另外， 虽然电路结构稍显复杂， 但是可使所需电力与 如图 3 所示的模拟方式的检测电路 4 基本相同。
另外， 上述混合方式的检测电路 4 是使用二极管 7 使各检测线 3 与其它绝缘的电 路结构， 检测线 3 是 50μm 宽度且以 50μm 间隔平行排列的非常微细的线， 与此相对， 二极 管 7 即使为小型表面安装型也达到 1.25×2.5mm 程度， 与检测线 3 相比较为大型， 因此， 对 每个检测线 3 安装二极管 7 将带来安装上的困难和导致安装部分大型化的问题。
考虑到这样的问题， 能够考虑在电流 / 电压转换电路 10 中使用输入偏置电压较小 的低偏置型的运算放大器 (OP 放大器 )。通过将这样的低偏置型运算放大器用于电流 / 电 压转换电路 10， 即使没有二极管 7 也能够使检测线 3 间的潜行电流的影响极小。
即， 如图 4 所示， 将共同连接的各检测线 3 的一端 ( 输出端 ) 连接于构成电流 / 电 压转换电路 10 的运算放大器的反相输入端和反馈电阻器的一端， 但因为将运算放大器的 正相输入端接地， 所以使上述反相输入端变为与正相输入端的电位相同的电位、 即接地电 位， 能够防止流过某检测线 3 的电流潜行到其它的检测线 3， 使各检测线 3 为独立的状态。
以上如图 2 所示的数字方式、 如图 3 所示的模拟方式、 如图 4 所示的混合方式的各 种方式的检测电路 4 的得失如下表所示。
[ 表 1] 方式 断裂的检测线数 数字 ○ 模拟 ○ 混合 ○断裂位置 断裂时间测定 电路的单纯度 需要电力
○ × ○ ○× ○ ○ △○ ○ △ △因此， 只要考虑所希望检测的项目、 在构筑电路上的成本及时间、 能够利用的电力 并酌情选择最佳方式的检测电路 4 进行使用即可。
接着， 图 5A、 图 5B、 图 5C 表示另一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置， 其构成 为， 将分别采用与图 1A、 图 1B 及图 2 所示的实施方式中的检测片体 1 同样结构的 2 片检测 片体 1a、 1b 以使检测线 3 延伸的方向相互正交的方式重叠配置。
另外， 4a 和 4b 为用于对于上述各检测片体 1a 和 1b 分别检测各个检测线 3 的断裂 状态的检测电路。其它结构与图 1A、 图 1B 及图 2 所示的同样， 对于同一的部件添加同一的 符号。
根据本实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置， 当因宇宙悬浮物体的碰撞而在上述各检测片体 1a 和 1b 上分别产生检测线 3 的断裂时， 能够基于利用上述各检测电路 4a 和 4b 对检测线 3 断裂的感测， 检测上述宇宙悬浮物体的碰撞。
另外， 通过将由与一个检测片体 1a 的各检测线 3 连接的检测电路 4a 检测到断裂 的该检测片体 1a 中的断裂的检测线 3 的位置信息、 和由与另一个检测片体 1b 的各检测线 3 连接的检测电路 4b 检测到断裂的该检测片体 1b 中的断裂的检测线 3 的位置信息合并， 从 而针对因上述宇宙悬浮物体的碰撞而产生断裂的检测线 3， 能够在配置有上述各检测片体 1a、 1b 的二维平面上特别指定该断裂的位置。
由此， 例如即使在由上述各检测片体 1a 和 1b 分别检测到各三条的检测线 3 的断 裂的情况下， 如图 5B 中用双点划线所示， 若因宇宙悬浮物体的碰撞而在上述各片体 1a、 1b 形成的孔 15 的形状为大致圆形的话， 则能够判断为有效直径 300μm 左右的宇宙悬浮物体 相对于配置有上述各检测片体 1a、 1b 的平面从大致垂直的方向进行了碰撞， 另一方面， 如 图 5C 上用双点划线所示， 若因宇宙悬浮物体的碰撞而使形成于上述各片体 1a、 1b 的孔 15 的形状为长的椭圆形的话， 则能够判断为有效直径更小的宇宙悬浮物体相对于配置有上述 各检测片体 1a、 1b 的平面以浅的角度从斜方向发生了碰撞。
因此， 可以更准确地检测发生了碰撞的宇宙悬浮物体的大小， 并且可以求出发生 了碰撞的宇宙悬浮物体飞来的方向 ( 入射方向 )。 另外， 即使是在任一个检测片体 1a 或者 1b 中沿着因宇宙悬浮物体的碰撞已经发 生了断裂的检测线 3 的区域， 若碰撞位置不同， 则由于能够通过另一个检测片体 1b 或者 1a 的检测线 3 的断裂而检测宇宙悬浮物体新的碰撞， 因而能够大幅度增加断裂现象的检测次 数。 因此， 能够抑制因宇宙悬浮物体的碰撞而引起的有效检测面积的减少， 且能够长期进行 宇宙悬浮物体的检测。
接着， 图 6A、 图 6B 表示本发明又一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置， 其构 成为在与图 1A、 图 1B 及图 2 的实施方式中的薄膜 2 同样的薄膜 2 的表面和背面， 将在相互 正交的方向上直线状地延伸的细长的导线即检测线 3 分别按与图 1A、 图 1B 所示的同样的排 列间距分别保持多条， 而构成检测片体 1c。另外， 还采用具备与上述检测片体 1c 的表面侧 和背面侧的所有检测线 3 连接的检测电路 4c。
其它结构与图 1A、 图 1B 及图 2 所示的同样， 对于同一部件附加同一符号。
根据这样的宇宙悬浮物体的检测装置， 由于在检测片体 1c 的表面侧和背面侧配 置有在相互正交的方向上延伸的检测线 3， 所以当因宇宙悬浮物体的碰撞而在上述检测片 体 1c 的表面层和背面侧分别发生检测线 3 的断裂时， 能够基于由上述检测电路 4c 对检测 线 3 断裂的感测， 检测上述宇宙悬浮物体的碰撞。
另外， 通过将在表面侧和背面侧中的一个面侧检测到断裂的检测线 3 的位置信息 和在另一个面侧检测到断裂的检测线 3 的位置信息合并， 从而针对因上述宇宙悬浮物体的 碰撞而产生断裂的检测线 3， 能够在配置有上述检测片体 1c 的二维平面上特别指定发生了 该断裂的位置。
因此， 根据本实施方式， 能够得到与图 5A、 图 5B、 图 5C 所示的实施方式同样的效 果。
接着， 图 7 表示本发明又一个实施方式的宇宙悬浮物体的检测装置， 其构成为与 如图 5A、 图 5B、 图 5C 所示的同样地， 将使两片检测片体 1a、 1b 以使检测线 3 延伸的方向相
互正交的方式重叠配置而形成的检测片体 1a 和 1b 的组 ( 重叠体 )， 隔着所需要的间隔 t 例 如 10cm 左右的间隔 t， 两组平行 ( 两层 ) 地设置。
只要将由上述两片一组的检测片体 1a、 1b 形成的一组和另一组， 分别例如安装于 具有与上述所期望的间隔 t 对应的高度尺寸的未图示的骨架结构的间隔保持构件的两侧 等， 由此保持上述所期望的间隔 t 即可。
该又一结构与如图 5A、 图 5B、 图 5C 所示的同样， 对同一结构附加同一符号。
根据本实施方式， 能够得到与上述图 5A、 图 5B、 图 5C 的宇宙悬浮物体的检测装置 同样的效果。
另外， 在隔着上述所需要的间隔 t 配置的两片一组的检测片体 1a 和 1b 的各组中， 由于分别与上述图 5A、 图 5B、 图 5C 所示的同样， 能够在配置有各检测片体 1a 和 1b 的二维 平面上特别指定宇宙悬浮物体碰撞的位置， 所以在隔着上述所需要的间隔 t 配置的两组检 测片体 1a 和 1b 的组中， 根据由一个组、 例如图 7 的上侧的组中的检测片体 1a、 1b 特别指定 的宇宙悬浮物体的碰撞位置信息、 和由另一个的组即图 7 的下侧的组中的检测片体 1a、 1b 特别指定的宇宙悬浮物体的碰撞位置信息， 能够更准确地检测发生了碰撞的宇宙悬浮物体 飞来的方向 ( 入射方向 )。
另外， 能够根据以下条件， 检测上述宇宙悬浮物体的速度， 即： 由图 7 的上侧的组 中的检测片体 1a、 1b 特别指定的宇宙悬浮物体的碰撞位置信息 ； 由另一个组即图 7 的下侧 的组中的检测片体 1a、 1b 特别指定的宇宙悬浮物体的碰撞位置信息 ； 根据各组的间隔 t 而 计算出的在各组间的宇宙悬浮物体的移动距离 ； 以及由分别对应的检测电路 4a、 4b 感测到 宇宙悬浮物体碰撞到作为一个组的图 7 的上侧的组中的检测片体 1a、 1b 而产生检测线 3 的 断裂的时刻、 和由分别对应的检测电路 4a、 4b 感测到宇宙悬浮物体碰撞到作为另一个组的 图 7 的下侧的组中的检测片体 1a、 1b 而产生检测线 3 的断裂的时刻的时间差。
另外， 在上述图 7 的实施方式中， 例示了将由检测片体 1a 和 1b 构成的两片一组的 部件隔着所需要的间隔 t 设置成两组平行的结构， 但是， 也可以像图 8A、 图 8B 所示的那样， 将任意一方的组置换为与图 1A、 图 1B 所示的同样的一片的检测片体 1。
在采用这样的结构的情况下， 由于利用以两片一组重叠配置的检测片体 1a 和 1b 的组， 与图 5A、 图 5B、 图 5C 所示的同样地， 能够求出与该各片体 1a 和 1b 的组发生了碰撞 的宇宙悬浮物体飞来的方向 ( 入射方向 )， 所以能够根据该入射方向、 两片一组的检测片体 1a、 1b 和一片的检测片体 1 的间隔 t， 计算出在两片一组的检测片体 1a、 1b 和一片的检测片 体 1 之间的宇宙悬浮物体的移动距离，
根据该计算出的移动距离、 以及由分别对应的检测电路 4a、 4b( 参照图 5A、 图 5B、 图 5C) 感测到宇宙悬浮物体碰撞到上述两片一组的检测片体 1a、 1b 而产生检测线 3( 参照 图 5A、 图 5B、 图 5C) 的断裂的时刻、 和由对应的检测电路 1( 参照图 1A、 图 1B) 感测到宇宙悬 浮物体碰撞到上述一片的检测片体 1 而产生检测线 3( 参照图 1A、 图 1B) 的断裂的时刻的时 间差， 能够检测上述宇宙悬浮物体的速度。因此， 能够得到与图 7 的实施方式同样的效果。
在图 7 的宇宙悬浮物体的检测装置及图 8A、 图 8B 的宇宙悬浮物体的检测装置中， 都是使用了将两片检测片体 1a、 1b 重叠配置而形成的检测片体 1a 和 1b 的组 ( 重叠体 )， 但 是， 也可以将该检测片体 1a 和 1b 的组置换为与在如图 6A、 图 6B 所示的同样的在表面侧和 背面侧设有在相互正交的方向延伸的检测线 3 而形成的检测片体 1c。即， 如图 9A 所示， 通过采用将上述检测片体 1c 隔着所需要的间隔 t、 例如 10cm 左 右的间隔 t 平行配置成两层的结构， 能够得到与图 7 的实施方式同样的效果。 另外， 如图 9B、 图 9C 所示， 若将图 9A 的配置成两层的检测片体 1c 的一方， 置换为与图 1A、 图 1B 所示的同 样的一片的检测片体 1 的话， 则能够得到与图 8A、 图 8B 的实施方式同样的效果。
另外， 如图 10 所示， 也可以将与图 1A、 图 1B 所示的同样的检测片体 1 隔着所需要 的间隔 t 平行配置两片。在采用这样的构成的情况下， 能够得到与图 1A、 图 1B 及图 2 的实 施方式同样的效果， 且根据在隔着所需要的间隔 t 配置的两片的检测片体 1 的每一个中由 于宇宙悬浮物体的碰撞而使检测线 3( 参照图 1A、 图 1B) 断裂时的时间差、 和上述间隔 t， 能 够粗略估算宇宙悬浮物体的速度。
另外， 本发明不限于上述各实施方式， 配置于上述检测片体 1、 1a、 1b 的检测线 3 的 排列间距也可以根据成为所期望检测的宇宙悬浮物体的测定下限的有效直径的尺寸酌情 进行变更。
另外， 由于通过一条检测线 3 的断裂， 能够检测具有至少该检测线 3 的宽度以上的 有效直径的宇宙悬浮物体的碰撞， 因而也可以根据所期望检测的宇宙悬浮物体的有效直径 的测定下限酌情变更检测线 3 的宽度尺寸。
只要通过检测电路 4、 4a、 4b 在设于该检测片体 1、 1a、 1b 的各检测线 3 中产生断裂 的情况下能够立即进行检测， 则可以酌情变更检测线 3 的长度尺寸。因此， 也可以根据对检 测线 3 设定的长度尺寸而酌情变更用于构成检测片体 1、 1a、 1b 的薄膜 2 的长度尺寸。 进而， 设于一片的检测片体 1、 1a、 1b 的检测线 3 的条数也可以根据检测线 3 的排列间距酌情进行 变更。另外， 也可以根据希望设于一片的检测片体 1、 1a、 1b 的检测线 3 的条数及排列间距 而酌情变更薄膜 2 的宽度尺寸。
薄膜 2 只要是能够暴露于宇宙环境的绝缘体， 就也可以使用任意材质的材料。
只要检测线 3 为导体， 则也可以做成铜以外的任意材质， 另外， 也可以通过蚀刻以 外的任意方法设置薄膜 2。
另外， 为了检测在一片的检测片体 1、 1a、 1b、 1c 设置的检测线 3 的断裂， 也可以根 据所使用的检测电路 4、 4a、 4b 的处理能力， 使用多个检测电路 4、 4a、 4b、 4c， 或者也可以在 图 5A、 图 5B、 图 5C 的实施方式、 图 7 的实施方式、 图 8A、 图 8B 的实施方式、 图 9A、 图 9B、 图 9C 的实施方式、 图 10 的实施方式中， 用一个检测电路 4、 4a、 4b、 4c 检测多个检测片体 1、 1a、 1b、 1c 的检测线 3 的断裂。
检测电路 4、 4a、 4b、 4c 常时监视检测线 3 的导通， 当检测线 3 产生断裂时， 只要是 能够检测发生了该断裂的检测线 3 的条数那样的电路结构的话， 也可以采用如图 2 及图 3 以及图 4 所示之外的任意电路结构。
当然， 在其它不超出本发明的要旨的范围内能够进行各种变更。