FR3134566A1 - Agencement de satellite - Google Patents
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Abstract
L’invention porte sur un satellite (1) destiné au maintien en très basse orbite dans l’espace comprenant : - un corps principal (10) présentant un axe ou une direction longitudinale (A1), - des moyens de propulsion (2) présentant un axe ou une direction de propulsion (A2), - au moins un panneau photovoltaïque (11, 12, 13, 14) présentant une forme rectangulaire, - des moyens d’inclinaison (3), selon au moins un axe d’inclinaison (A3), de l’au moins un panneau photovoltaïque par rapport au corps principal, caractérisé en ce que l’au moins un axe d’inclinaison (A3) est parallèle à la fois d’une part à l’axe ou à la direction de propulsion (A2) et, d’autre part à la longueur de l’au moins un panneau photovoltaïque (11, 12, 13, 14). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne un agencement de satellite, en particulier de ses panneaux photolvoltaïques.
On connaît de l’art antérieur des agencements de satellites du type comprenant un corps principal muni de moyens de propulsion, de communication et d’intérêt permettant de réaliser sa fonction première, par exemple de télécommunication, d’observation de la Terre ou de navigation…
Il est répandu des satellites du type présentant un corps principal et des panneaux photovoltaïques disposés de part et d’autre de l’axe ou la direction longitudinale du corps principal. En général, le satellite comprend deux groupes de panneaux photovoltaïques, chaque groupe comprenant plusieurs panneaux alignés et reliés entre eux de manière à former une envergure latérale correspondant à plusieurs fois la largeur du corps principal. Ce type de satellite comprend des moyens d’inclinaison de manière que chaque groupe de panneaux photovoltaïques est relié au corps principal par des moyens d’inclinaison, dont l’axe d’inclinaison est sensiblement perpendiculaire à l’axe ou la direction longitudinale du corps principal, ou perpendiculaire à l’axe des moyens de propulsion dudit satellite.
Cependant, il est désireux d’optimiser le profil aérodynamique des satellites devant se maintenir pendant plusieurs années à une orbite dite très basse, par exemple entre 200 et 400 kilomètres d’altitude, afin de réduire leur trainée aérodynamique.
Une proposition est de réduire l’envergure du satellite en supprimant un ou plusieurs panneaux photovoltaïques. Bien que satisfaisant, la réduction du nombre de panneaux contraint les capacités du système électrique et donc de la performance du satellite.
L’invention vise à remédier à l’un ou plusieurs des problèmes précités.
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un satellite destiné au maintien en orbite très basse dans l’espace comprenant :
- un corps principal présentant un axe ou une direction longitudinale,
- des moyens de propulsion présentant un axe ou une direction de propulsion,
- un ensemble photovoltaïque comprenant au moins un panneau photovoltaïque, l’ensemble photovoltaïque présentant une forme rectangulaire,
- des moyens d’inclinaison, selon au moins un axe d’inclinaison, de l’ensemble photovoltaïque par rapport au corps principal,
caractérisé en ce que l’au moins un axe d’inclinaison est parallèle à la fois d’une part à l’axe ou à la direction de propulsion et, d’autre part à la longueur de l’ensemble photovoltaïque.
- un corps principal présentant un axe ou une direction longitudinale,
- des moyens de propulsion présentant un axe ou une direction de propulsion,
- un ensemble photovoltaïque comprenant au moins un panneau photovoltaïque, l’ensemble photovoltaïque présentant une forme rectangulaire,
- des moyens d’inclinaison, selon au moins un axe d’inclinaison, de l’ensemble photovoltaïque par rapport au corps principal,
caractérisé en ce que l’au moins un axe d’inclinaison est parallèle à la fois d’une part à l’axe ou à la direction de propulsion et, d’autre part à la longueur de l’ensemble photovoltaïque.
Ainsi, alors que les panneaux photovoltaïques des satellites de l’art antérieur font face à la direction de déplacement de sorte que la longueur de l’ensemble photovoltaïque s’étend perpendiculairement à la direction de propulsion, l’agencement de satellite de la présente invention permet de limiter la surface de contact en regard du sens de déplacement et ainsi de limiter la traînée aérodynamique, tout en permettant l’orientation ou l’inclinaison du ou des panneaux solaires afin de maximiser leur alignement avec les rayons du soleil et donc leur efficacité énergétique.
Pour ce qui précède et pour la suite de la description, on entend par :
- rectangulaire, la forme géométrique présentant une longueur et une largeur, la distance de la longueur étant strictement supérieure à la distance de la largeur ;
- panneau solaire ou photovoltaïque, un panneau présentant une face avant réceptrice des rayons solaires, une face arrière opposée à la face avant, deux faces longitudinales et deux faces transversales correspondant à l’épaisseur du panneau ; comme l’épaisseur d’un panneau étant très inférieure aux dimensions longueur et largeur de la face avant ou arrière, la face longitudinale pourra être appelée longueur et la face transversale pourra être appelée largeur ;
- un ensemble photovoltaïque, l’ensemble des moyens de réception des rayons solaires destinés à transformer l’énergie solaire en énergie électrique, l’ensemble photovoltaïque correspondant à, et comprenant, un ou plusieurs panneaux photovoltaïques ;
- moyens d’inclinaison, des moyens d’orientation et/ou de réglage angulaire du panneau ou des panneaux au regard du corps principal ;
- moyens de pivotement, des moyens de rotation disposés entre deux panneaux permettant de rabattre les panneaux les uns sur les autres ; un moyen de pivotement n’étant pas un moyen d’inclinaison.
- rectangulaire, la forme géométrique présentant une longueur et une largeur, la distance de la longueur étant strictement supérieure à la distance de la largeur ;
- panneau solaire ou photovoltaïque, un panneau présentant une face avant réceptrice des rayons solaires, une face arrière opposée à la face avant, deux faces longitudinales et deux faces transversales correspondant à l’épaisseur du panneau ; comme l’épaisseur d’un panneau étant très inférieure aux dimensions longueur et largeur de la face avant ou arrière, la face longitudinale pourra être appelée longueur et la face transversale pourra être appelée largeur ;
- un ensemble photovoltaïque, l’ensemble des moyens de réception des rayons solaires destinés à transformer l’énergie solaire en énergie électrique, l’ensemble photovoltaïque correspondant à, et comprenant, un ou plusieurs panneaux photovoltaïques ;
- moyens d’inclinaison, des moyens d’orientation et/ou de réglage angulaire du panneau ou des panneaux au regard du corps principal ;
- moyens de pivotement, des moyens de rotation disposés entre deux panneaux permettant de rabattre les panneaux les uns sur les autres ; un moyen de pivotement n’étant pas un moyen d’inclinaison.
De préférence, l’au moins un axe d’inclinaison est parallèle à la fois d’une part à l’axe ou à la direction longitudinale du corps principal et, d’autre part à la longueur de l’ensemble photovoltaïque.
De préférence, la largeur de l’ensemble photovoltaïque est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion.
De manière préférentielle, la largeur de chaque panneau photovoltaïque est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion. Cette caractéristique permet de présenter une face transversale ou une largeur d’au moins un panneau en vis-à-vis du sens de déplacement du satellite.
Selon une variante de réalisation, une seule largeur d’ensemble photovoltaïque, ou une seule largeur de panneau photovoltaïque est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion.
Selon une variante de réalisation, dans lequel le satellite comprend au moins deux panneaux photovoltaïques, les au moins deux panneaux photovoltaïques sont alignés le long de la même direction longitudinale, de préférence selon le même axe d’inclinaison. Cette caractéristique permet de présenter une seule face transversale ou une largeur d’un panneau indépendemment du nombre de panneaux compris par le satellite.
Selon une variante de réalisation, les moyens d’inclinaison comprennent un seul axe d’inclinaison de l’ensemble photovoltaïque ou de l’au moins un panneau photovoltaïque par rapport au corps principal.
Selon une famille de modes de réalisation, le corps principal comprend une face frontale et une face de propulsion, opposées l’une par rapport à l’autre, satellite dans lequel l’au moins un axe d’inclinaison est relié à ladite face frontale et les moyens de propulsion étant reliés à la face de propulsion.
De préférence, l’au moins un axe d’inclinaison est coaxial à l’axe ou à la direction de propulsion.
De préférence, l’ensemble photovoltaïque comprend au moins un panneau photovoltaïque dont la largeur est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion, de préférence au moins deux panneaux photovoltaïques alignés selon une direction longitudinale, de préférence l’axe d’inclinaison, chaque largeur de panneaux étant disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion.
Le positionnement de l’au moins un panneau solaire à l’avant du satellite de telle manière que la tranche fine, ou la largeur des panneaux soit localisée dans l’axe de la direction des satellites permet de minimiser la surface de contact, et donc de minimiser la trainée aérodynamique, tout en maintenant un axe de rotation des panneaux afin de maximiser leur alignement avec les rayons du soleil et donc leur efficacité énergétique.
Selon une variante de réalisation, le satellite comprend un seul panneau photovoltaïque monté sur un axe d’inclinaison, ledit axe d’inclinaison étant relié à ladite face frontale.
Selon une autre variante de réalisation, le satellite comprend au moins deux panneaux photovoltaïques montés sur un axe d’inclinaison, les au moins deux panneaux photovoltaïques étant alignés le long de l’axe d’inclinaison.
Le seul panneau ou les panneaux pouvant être aligné avec le corps principal, de préférence le long de l’axe ou la direction longitudinale.
Selon une deuxième famille de modes de réalisation, le corps principal comprend au moins une face latérale, l’au moins un axe d’inclinaison étant relié à l’au moins une face latérale, l’ensemble photovoltaïque comprend au moins un panneau photovoltaïque dont la largeur est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion. De préférence, l’au moins une face latérale est sensiblement parallèle à l’axe ou à la direction longitudinale. De préférence, le corps principal présente deux faces latérales.
Selon une variante de réalisation, l’ensemble photovoltaïque comprend au moins un panneau photovoltaïque dont la largeur est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion, et le corps principal comprend deux faces latérales, et deux axes d’inclinaison, chaque axe d’inclinaison étant relié d’une part à une face latérale et d’autre part à au moins un panneau photovoltaïque.
De préférence, l’ensemble photovoltaïque comprend au moins deux panneaux photovoltaïques alignés selon une direction longitudinale, chaque largeur de panneaux étant disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion.
Selon une variante de réalisation, le satellite peut comprendre un seul panneau photovoltaïque monté sur un axe d’inclinaison, ledit axe d’inclinaison étant relié à une des faces latérales. Selon une autre variante de réalisation, le satellite peut comprendre au moins deux panneaux photovoltaïques, dans lequel les moyens d’inclinaison comprennent au moins deux axes d’inclinaison, chaque axe d’inclinaison étant relié d’une part à une face latérale et d’autre à au moins un panneau photovoltaïque, de préférence les deux axes étant reliés à deux faces latérales opposées par rapport au corps principal.
De préférence, le satellite comprend en outre des moyens de pivotement disposés le long de la largeur desdits panneaux et/ou le long de la largeur d’un panneau et d’une face du corps principal.
Selon un mode de réalisation, dans lequel le satellite comprend un seul panneau photovoltaïque, et des moyens de pivotement disposés entre ledit panneau et le corps principal.
Selon un mode de réalisation, dans lequel le satellite comprend en outre au moins deux panneaux photovoltaïques reliés entre eux par des moyens de pivotement disposés le long de la largeur desdits panneaux.
Dans le cas d’un axe d’inclinaison relié à une face frontale, les moyens de pivotement comprennent un axe de pivotement qui est disposé de manière orthogonale à l’axe d’inclinaison. Dans le cas d’un axe d’inclinaison relié à une face latérale, les moyens d’inclinaison réalisent les fonctions des moyens de pivotement.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée de l’invention qui va suivre en référence aux figures annexées et dans lesquelles :
La représente une vue schématique en perspective d’un satellite selon un mode de réalisation dans une position de fonctionnement, dans lequel le satellite comprend un corps principal, un seul axe d’inclinaison relié une face frontale dudit corps principal et quatre panneaux solaires photovoltaïques alignés devant la face frontale ;
La représente une vue schématique en perspective d’un satellite conforme à la , dans une position repliée des panneaux solaires photovoltaïques ;
La représente une vue schématique en perspective d’un satellite selon un deuxième mode de réalisation dans une position de fonctionnement, dans lequel le satellite comprend un corps principal, deux axes d’inclinaison reliés au corps principal, chaque axe étant relié à une face latérale dudit corps et deux groupes de deux panneaux solaires photovoltaïques disposés de part et d’autre dudit corps principal, les panneaux de chaque groupe étant alignés longitudinalement ou parallèlement par rapport à la direction longitudinale du corps principal.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.
En relation avec la , il est décrit un satellite 1 d’un type comprenant un corps principal 10 comprenant ou portant des moyens de propulsion 2 sur une face de propulsion 10p, dite aussi face arrière, des systèmes d’alimentation électrique, de contrôle d’attitude, de commandes de bord et de communication (non représentés) permettant de réaliser la fonction première du satellite.
Selon le mode de réalisation représenté, le corps principal 10 présente une forme rectangulaire, dont la direction longitudinale A1 est confondue avec la direction de propulsion A2 ; les moyens de propulsion permettant de déplacer le satellite dans le sens de déplacement référencé par la flèche D.
Le satellite 1 comprend quatre panneaux photovoltaïques 11, 12, 13, 14 de forme rectangulaire. Les quatre panneaux sont alignés et reliés entre eux par leurs largeurs.
Le satellite comprend des moyens de pivotement des panneaux. En référence à la figure, le satellite comprend trois moyens de pivotement : entre les panneaux 11 et 12, entre les panneaux 12 et 13 et entre les panneaux 13 et 14. Chaque moyen de pivotement réalise une liaison pivot d’axe. Les moyens de pivotement permettent de déployer les panneaux depuis une position initiale représentée par la , vers la position de fonctionnement représentée par la . Par exemple, les moyens de pivotement sont des charnières.
En outre, le satellite comprend des moyens d’inclinaison 3 de l’ensemble des panneaux photovoltaïques, permettant de les orienter en fonction des directions des rayons solaires. En référence à la , les moyens d’inclinaison 3 sont une seule liaison pivot d’axe A3 entre le corps principal 10 et le premier panneau photovoltaïque 11. L’axe d’inclinaison A3 est disposé sur la face frontale du corps principal. L’axe d’inclinaison A3 est parallèle et confondue ou coaxiale avec l’axe du propulseur A2. Cette caractéristique permet de limiter la surface de contact. Par exemple, les moyens d’inclinaison sont un arbre de rotation.
Selon un autre mode de réalisation représenté par la , qui sera décrit par ses différences par rapport au mode de réalisation précédent, le satellite comprend deux axes d’inclinaison A31, A32, chaque axe étant disposé sur une face latérale 10s, les deux axes d’inclinaison A31, A32 étant parallèles et distinct de l’axe de propulsion ou de l’axe longitudinal du corps principal. Chaque axe d’inclinaison A31, A32 relie un groupe de deux panneaux photovoltaïques (11, 12 – 13, 14) au corps principal, lesdits panneaux étant reliés par leurs longueurs et alignés longitudinalement.
Selon les deux modes de réalisation, le plus petit côté (largeur de la ) du panneau 14 ou les plus petits côtés des panneaux photovoltaïques (de la ) sont en regard du sens de déplacement du satellite permettant de limiter la traînée aérodynamique tout en permettant l’orientation ou l’inclinaison du ou des panneaux solaires afin de maximiser leur alignement avec les rayons du soleil et donc leur efficacité énergétique.
L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
Claims (10)
- Satellite (1) destiné au maintien en très basse orbite dans l’espace comprenant :
- un corps principal (10) présentant un axe ou une direction longitudinale (A1),
- des moyens de propulsion (2) présentant un axe ou une direction de propulsion (A2),
- un ensemble photovoltaïque comprenant au moins un panneau photovoltaïque (11, 12, 13, 14), l’ensemble photovoltaïque présentant une forme rectangulaire,
- des moyens d’inclinaison (3), selon au moins un axe d’inclinaison (A3), de l’ensemble photovoltaïque par rapport au corps principal,
caractérisé en ce que l’au moins un axe d’inclinaison (A3) est parallèle à la fois d’une part à l’axe ou à la direction de propulsion (A2) et, d’autre part à la longueur de l’ensemble photovoltaïque (11, 12, 13, 14).
- Satellite (1) selon la revendication 1 dans lequel la largeur de l’ensemble photovoltaïque est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion (A2).
- Satellite (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le corps principal comprend une face frontale (10f) et une face de propulsion (10p), opposées l’une par rapport à l’autre, satellite dans lequel l’au moins un axe d’inclinaison est relié à ladite face frontale et les moyens de propulsion étant reliés à la face de propulsion.
- Satellite (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins un axe d’inclinaison (A3) est coaxial à l’axe ou à la direction de propulsion (A2).
- Satellite (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens d’inclinaison comprennent un seul axe d’inclinaison de l’ensemble photovoltaïque par rapport au corps principal.
- Satellite (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble photovoltaïque comprend au moins un panneau photovoltaïque dont la largeur est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion (A2), de préférence au moins deux panneaux photovoltaïques alignés selon une direction longitudinale, chaque largeur de panneaux étant disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion (A2).
- Satellite (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel :
- le corps principal comprend au moins une face latérale (10s), l’au moins un axe d’inclinaison étant relié à l’au moins une face latérale,
- l’ensemble photovoltaïque comprend au moins un panneau photovoltaïque dont la largeur est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion (A2). - Satellite (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel :
- l’ensemble photovoltaïque comprend au moins un panneau photovoltaïque dont la largeur est disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion (A2),
-le corps principal comprend deux faces latérales (10s), et deux axes d’inclinaison (A31, A32), chaque axe d’inclinaison étant relié d’une part à une face latérale (10s) et d’autre part à au moins un panneau photovoltaïque. - Satellite (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’ensemble photovoltaïque comprend au moins deux panneaux photovoltaïques alignés selon une direction longitudinale, chaque largeur de panneaux étant disposée perpendiculairement à l’axe ou à la direction de propulsion (A2).
- Satellite (1) selon des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens de pivotement (5) disposés le long de la largeur desdits panneaux et/ou le long de la largeur d’un panneau et d’une face du corps principal.
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|---|---|---|---|
| FR2203441A FR3134566B1 (fr) | 2022-04-14 | 2022-04-14 | Agencement de satellite |
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| FR3134566A1 true FR3134566A1 (fr) | 2023-10-20 |
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| FR (1) | FR3134566B1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120217348A1 (en) * | 2011-02-21 | 2012-08-30 | European Space Agency | Earth observation satellite, satellite system, and launching system for launching satellites |
| US20180156924A1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-07 | Skeyeon, Inc. | System for producing remote sensing data from near earth orbit |
| CN111332495A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-06-26 | 北京智星空间科技有限公司 | 板状卫星及其发射方法 |
-
2022
- 2022-04-14 FR FR2203441A patent/FR3134566B1/fr active Active
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