JP2000049531A - 宇宙船用の弾性変形可能なアンテナ反射器および該アンテナ反射器を備えた宇宙船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、宇宙船用のアンテナ反射器および
そのような反射器を備えた宇宙船に関し、アンテナ反射
器の寸法を大きくし、必要に応じて同一宇宙船に設け得
る反射器の数を増加させると共に、折り曲げ位置にある
反射器の振動及び形状を最良に制御可能なアンテナ反射
器を提供する。 【解決手段】 本発明によると、アンテナ反射器（１）
は、半径方向スロットを備え、アンテナ反射器（１）が
折り曲げ位置にある時、半径方向スロットの対向縁部
（２Ｂ）が重なり、アンテナ反射器は少なくともほぼ円
錐形になって、垂直方向において宇宙船本体（８）と一
直線に並んでケーシング（７）内に収納されるようにな
っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星や宇宙探
査機等の宇宙船用の弾性変形可能なアンテナ反射器に関
する。また、本発明は、そのような反射器を少なくとも
１つ備えた宇宙船に関する。

【０００２】

【従来の技術】宇宙船に関連したアンテナや太陽電池パ
ネル等の装備品は、打ち上げ用ロケット（ロケット、シ
ャトル）内に収容できるように折れ曲がり可能であり、
打ち上げ用ロケットから切り離された後に展開して、そ
れら装備品の機能的形状を取ることが可能であるように
なっていなければならないことは、周知である。

【０００３】また、そのような備品は、すでに弾性変形
可能であるように製造されており、その場合に、この備
品は、弾性変形して展開状態か、折り曲げ状態のいずれ
かを取ることができることは周知である。例えば、米国
特許第３，５２１，２９０号明細書に記載されているア
ンテナ反射器は、弾性変形可能な材料から成る一体部品
で、それに設けられた剛性中央ベースに反射器の凸面と
一体化した複数の半径方向リブが連結されて、この中央
ベースに弾性的に関節式連結されている。このため、こ
のアンテナ反射器は、チューリップ形に折れ曲がった位
置を取ることができるが、これによって反射器の永久的
変形を引き起こす危険性はなく、また、折り曲げ位置か
ら凹状ディスクの形状である展開位置への変化は、アン
テナ構造体の折り曲げ中に蓄積された弾性エネルギの作
用によって行うことができる。反射器および半径方向リ
ブを応力が加わった折り曲げ位置に保持するために、中
央ベースと反対の側部に配置されて折り曲げ状態の反射
器を包囲するベルトおよび火工ボルトから成る、制御可
能な保持手段が設けられている。

【０００４】米国特許第４，１３３，５０１号明細書に
記載されている宇宙船用の太陽電池パネルは、弾性的に
変形可能な一体部品として製造されているため、太陽電
池パネルが宇宙船の凸状外表面に一致する、応力を受け
た湾曲状折り曲げ位置か、この外表面から離れた平坦な
展開位置のいずれかを取ることができ、湾曲状折り曲げ
位置から平坦な展開位置への変化は、太陽電池パネルの
弾性弛緩によって生じる。湾曲状折り曲げ位置では、太
陽電池パネルは、宇宙船の外表面に担持されたラッチ
で、宇宙船の外表面に当接した状態に保持されている。

【０００５】米国特許第４，９２６，１８１号明細書に
記載されている一体形アンテナ反射器は、弾性変形可能
な材料から成り、円筒形に巻いて、クランプでこの形状
に保持することができる。下側の撓み構造体が展開し
て、反射器をそれの弾性弛緩作用によって拡げて、展開
作動形状にする際の支持体として機能することができ
る。

【０００６】米国特許第５，６４４，３２２号明細書に
記載されているアンテナ反射器は、大表面積の中央剛性
ベースを弾性変形可能な材料から成る外周円錐台リング
で包囲して構成されている。さらに、この先行特許に
は、宇宙船を打ち上げるために、それを例えば打ち上げ
用ロケットの上部ノーズコーンを構成している円筒−円
錐形状等の細長いケーシングに収納し、宇宙船のアンテ
ナ反射器を宇宙船に対して側方位置で、この本体とケー
シングとの間に画成された外周空間内に配置するのが一
般的であることが示されている。従って、米国特許第
５，６４４，３２２号明細書記載のアンテナ反射器がそ
のような構造であるため、円筒−円錐ケーシング内にあ
る時、外周リングを一時的に弾性変形させることによっ
て、反射器の寸法を僅かに小さくすることができ、その
時の反射器は、本体を側方から包み込む少なくともほぼ
ボウルの形状を取る。反射器は、電気的に制御して解放
され且つ本体と反射器とをベースの中心部分で包囲する
ベルトで前記ボウル形状に保持されており、また、この
ベルトは、弾性変形可能なリングを本体に接する位置ま
で折り曲げて、そのリングの直径方向に対向する２点を
押し付ける。宇宙空間に放出された後、ベルトが取り除
かれ、外周リングが弾性的に弛緩した安定的展開位置へ
弾性的に戻ることによって、反射器は、作動位置に戻る
ことができる。そのような装置では、折り曲げ位置にあ
る時の反射器の寸法を、展開位置にある時と較べて縮小
できる量は限られていることは、容易に理解することが
できる。これは、剛性中央ベースの直径が大きいため
に、反射器の側方圧縮が外周リングのみにしか加えられ
ないので、側方寸法の縮小が比較的少ないからである。
他方、この側方圧縮は、反射器の長手方向寸法に縮小作
用をまったく加えないだけでなく、それに伴って外周リ
ングの上部分が外向きに真っ直ぐになることによってそ
の寸法を増加させる。このため、折り曲げ位置にある反
射器の長手方向寸法は、展開位置での寸法より大きい。
従って、この寸法のために、反射器は、一般的に、ケー
シングの円筒部分に収納されている宇宙船の本体の長手
方向上端部を越えて、ケーシングの円錐部分内に延出し
なければならない。このため、この円錐形状が反射器の
直径に制限を加える。しかし、性能上の明白な理由か
ら、反射器は、必要に応じた大きい直径を有することが
好ましいと共に、ケーシングの円錐部分の収束形状に一
致できることが好都合である。

【０００７】米国特許第５，５７４，４７２号および欧
州特許第０，５３４，１１０号明細書には、弾性変形可
能な材料から成る一体部品のアンテナ反射器が記載され
ており、これは、反射器の外周上の直径に沿って対向し
た２点間に配置された制御可能な破壊引張りリンクによ
って、ボウル形の折り曲げ位置を取ることができる。こ
のボウル形の折り曲げ位置にある時、宇宙船の本体に対
して外側に突出している反射器の上方外周縁部は、外向
きに真っ直ぐであり、従ってケーシングの円錐部分内に
収容することができないことがわかるであろう。さら
に、引張りリンクは、折り曲げ位置にある反射器の凹部
空間に宇宙船の本体を配置する際の妨害物、または少な
くとも障害になると共に、反射器を一体部品として形成
することによって、反射器の折り曲げ位置での形状を正
確に制御することも、宇宙船の本体を最適に包み込むこ
ともできないことがわかるであろう。

【０００８】

【発明の概要】本発明の目的は、これらの欠点を解決す
ると共に、アンテナ反射器の寸法を大きくし、必要に応
じて同一宇宙船に設けることができる反射器の数を増加
させることである。

【０００９】このため、本発明によれば、軸線に沿った
細長い形状のケーシング内に収納する必要がある宇宙船
用の、弾性変形可能な一体部品であるアンテナ反射器で
あって、ケーシングの外側では、機能的形状に対応し
た、弾性応力のない安定的な展開状態を取ることがで
き、ケーシング内では、弾性的に折り曲げ状態を取るこ
とができ、制御可能な保持手段によってこの折り曲げ状
態に保持されており、そして、折り曲げ状態から展開状
態への変化は、展開状態から折り曲げ状態へ変化させる
ために弾性的に折り曲げた時に蓄積されたエネルギの解
放によって生じるようにしたアンテナ反射器において半
径方向スロットを備え、折り曲げ位置にある時、半径方
向スロットの対向縁部が重なって、少なくともほぼ円錐
形になり、垂直方向において宇宙船と一直線に並んでケ
ーシング内に収納されるようにしたことを特徴としてい
る。

【００１０】従って、本発明によれば、従来技術と比較
して、折り曲げ位置にある反射器は、ボウル形ではな
く、三角帽子すなわちランプシェードの形を成し、宇宙
船の側方ではなく、該宇宙船の上方に収納される。特
に、ケーシングが円筒−円錐形である時、折り曲げ状態
の反射器をケーシングの円錐部分内に配置することがで
きる。その結果、本発明によれば、反射器の寸法を大き
くすることと、収容される反射器の数を増加させること
と、ケーシングの収容能力を増加させることと、折り曲
げ位置にある反射器の振動をより良好に制御すること
と、折り曲げ位置にある反射器の形状をより良好に制御
することと、他の用途で知られている保持機構を使用す
ることとが可能である。

【００１１】好ましくは、反射器を折り曲げ位置の形状
にし易くするために、反射器は、中央切り欠きを備えて
おり、この中央切り欠きに半径方向スロットが連なって
いる。

【００１２】関節式半径方向アームが反射器を宇宙船に
連結している場合、半径方向スロットは、アームの少な
くともほぼ延長線上に位置していることが好都合であ
る。

【００１３】中央切り欠きがあるため、反射器とアーム
とを連結するベースを偏心配置させることが好都合であ
ろう。

【００１４】半径方向スロットの縁部を重合位置に合せ
て保持するために、制御可能な保持手段は、都合良く設
けられている。

【００１５】本発明はまた、軸線に沿った細長い形状の
ケーシング内に収納する必要がある宇宙船であって、弾
性変形可能な一体部品であるアンテナ反射器を備え、該
アンテナ反射器が、ケーシングの外側では、機能的形状
に対応した、弾性応力のない安定的な展開状態を取るこ
とができ、ケーシング内では、弾性的に折り曲げられた
状態を取ることができ、制御可能な保持手段によってこ
の折り曲げ状態に保持されており、そして、折り曲げ状
態から展開状態への変化は、展開状態から折り曲げ状態
に変化させるために弾性的に折り曲げた時に蓄積された
エネルギの解放によって生じるようなっている宇宙船に
も関する。

【００１６】本発明によれば、そのような宇宙船は、ア
ンテナ反射器が半径方向スロットを備えており、反射器
が折り曲げ位置にある時、半径方向スロットの対向縁部
が重なって、反射器は少なくともほぼ円錐形になり、垂
直方向において宇宙船と一直線に並んでケーシング内に
収納されるようにしたことを特徴としている。

【００１７】本発明に従った宇宙船は、このアンテナ反
射器と同様な少なくとも１つの補助アンテナ反射器を備
えることができ、これらのアンテナ反射器は、少なくと
もほぼ円錐形に折り曲げられた状態で、部分的に順次入
れ子式に嵌まり合って、垂直方向において宇宙船と一直
線に並んで配置されて、ケーシングの円錐部分に収容さ
れることができる。

【００１８】添付の図面を参照することにより、本発明
に係る装置をいかに製造できるかを十分に理解できるで
あろう。図面では、同一参照番号は、同様な部材を示し
ている。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１に概略的に示されている本発
明に従ったアンテナ反射器１は、少なくとも概略的に
は、半径方向スロット２、および例えば円形の中央切り
欠き３を有する凹状ディスクの形状を示している。半径
方向スロット２の対向縁部２Ａおよび２Ｂは、一端にお
いて中央切り欠き３につながっており、他端において反
射器の外縁部４を切り欠いている。

【００２０】反射器１は、弾性的に変形可能な材料、例
えば炭素繊維布で製造されている。適宜、反射器１の凸
状後面に、補強リング（図示せず）を配置する。

【００２１】反射器１の偏心位置に剛性のベース５が設
けられており、その裏側で、すなわち反射器の凸側でリ
ンクアーム６に連結されており、リンクアームのベース
５と反対の端部は、（図５には示されているが）図１に
示されていない周知の方法で、宇宙船の本体に関節式連
結されるようになっている。図１に示されている実施例
では、反射器１が展開位置にある時、リンクアーム６
は、半径方向にあって、半径方向スロット２の延長線上
に位置している。

【００２２】このため、図２および図３に示されている
ように、反射器１は、スロット２の対向縁部２Ａおよび
２Ｂが重なり、従って反射器の扇形部分１Ａおよび１Ｂ
が重合したランプシェードまたは三角帽子形に折り曲げ
られた位置を取ることができる。

【００２３】図２に概略的に示されているように、反射
器１は、長手方向軸線Ｘ−Ｘを有する細長い円筒円錐形
のケーシング７、例えば打ち上げ機のノーズコーンの円
錐部分７Ｓに収納することができ、反射器１に対応した
宇宙船８は、ケーシング７の円筒部分７Ｉ内に配置され
ている。（図２には見えないが、図５に見えるように）
通常通りに、反射器１は、宇宙船の下部分に関節式連結
されているリンクアーム６で宇宙船８に連結されてい
る。反射器１の縁部２Ａおよび２Ｂの重合は、ケーシン
グ（ノーズコーン）７の直径および宇宙船８の横方向寸
法に基づいて設定できることはわかるであろう。

【００２４】また、図２の折り曲げられた収納位置で
は、反射器１は、反射器１の重合する扇形部分１Ａおよ
び１Ｂに設けられたアイレット１０に挿通された少なく
とも１つの独立した火工スタッド９によって保持されて
いる（図４（ａ）を参照）。

【００２５】従って、宇宙船の打ち上げ中、反射器１
は、図２に示されているように、宇宙船８上において、
ケーシング（ノーズコーン）７の円錐部分７Ｓ内にあ
り、火工スタッド９によって折り曲げられた形状に固定
保持されている。このケーシング（ノーズコーン）７が
投棄されて宇宙船８が切り離された後、火工スタッド９
が作動して、反射器の扇形部分１Ａおよび１Ｂを解放す
る（図４（ｂ）を参照）。次に、反射器１は、弛緩し
て、図１の展開位置を取り、リンクアーム６が（図示し
ない既知の方法で）傾動して、反射器を宇宙船８の本体
から解放する。

【００２６】図５は、それぞれ参照符号１．１および
１．２で示された２つの反射器１を宇宙船の本体８の上
方に収納した状態を示している。これらの２つの反射器
１．１および１．２は、部分的に順次入れ子式に嵌まり
合って、ケーシング７の円錐部分７Ｓに収容されてい
る。そのような配置に伴って、反射器１．１および１．
２のリンクアーム６（それぞれ６．１および６．２で示
されている）を適当な形状にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】 展開位置にある本発明に従ったアンテナ反射
器の一実施例の後方から見た概略的斜視図である。

【図２】 打ち上げ機のノーズコーンの下側で宇宙船本
体上に配置したところを示す、図１に従ったアンテナ反
射器の概略図である＼■

【図３】 図２の反射器の上面図である。

【図４】 （ａ）は、、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿って、
図１および図３のアンテナ反射器を折り曲げ位置に保持
する装置のロック位置を示す図、（ｂ）は、そのロック
解除位置を示す図である。

【図５】 本発明に従った２つのアンテナ反射器を打ち
上げ機のケーシング（ノーズコーン）の下側に収納した
ところを示す図である。

【符号の説明】

１，１．１，１．２…アンテナ反射器、１Ａ，１Ｂ…扇
形部分、２…半径方向スロット、２Ａ，２Ｂ…対向縁
部、３…中央切り欠き、４…外縁部、５…ベース、６…
リンクアーム、７…ケーシング、７Ｓ…円錐部分、７Ｉ
…円筒部分、８…宇宙船、９…火工スタッド、１０…ア
イレット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストフ・プルードン フランス国、92500 リュイル・マルメゾ ン、リュー・ギュスターブ・フロベール ３ (72)発明者 ギヨーム・コートルウ フランス国、27740 ポーズ、リュー・ デ・マズール 34 (72)発明者 クリスチャン・デュクルチアル フランス国、06400 カンヌ、アヴニュ ー・ジャン・ド・ノアイユ 14 (72)発明者 シリル・メッツ フランス国、83600 レ・ザドレ・ド・レ ストレル、ロジ・ド・パリ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線（Ｘ−Ｘ）に沿った細長いケーシン
   グ（７）内に収納する必要がある宇宙船（８）用の、弾
   性変形可能な一体部品であるアンテナ反射器（１）であ
   って、 前記ケーシング（７）の外側では、機能的形状に対応し
   た、弾性応力のない安定的な展開状態を取ることがで
   き、 前記ケーシング（７）内では、弾性的に折り曲げられた
   状態を取ることができ、制御可能な保持手段（９）によ
   って該折り曲げ状態に保持されており、そして、 前記折り曲げ状態から前記展開状態への変化は、前記展
   開状態から前記折り曲げ状態に変化させるために弾性的
   に折り曲げた時に蓄積されたエネルギの解放によって生
   じるようにしたアンテナ反射器（１）において、半径方
   向スロット（２）を備え、 前記折り曲げ位置にある時、該半径方向スロット（２）
   の対向縁部（２Ａ、２Ｂ）が重なって、少なくとも円錐
   形になり、垂直方向において前記宇宙船（８）と一直線
   に並んで前記ケーシング（７）内に収納されるようなっ
   ていることを特徴とするアンテナ反射器。
2. 【請求項２】 前記半径方向スロット（２）に連なった
   中央切り欠き（３）を備えていることを特徴とする請求
   項１記載のアンテナ反射器。
3. 【請求項３】 関節式半径方向アーム（６）によって前
   記宇宙船（８）に連結されており、前記半径方向スロッ
   ト（２）は、該アーム（６）の少なくとも延長線上に位
   置していることを特徴とする請求項１記載のアンテナ反
   射器。
4. 【請求項４】 前記アーム（６）は、前記アンテナ反射
   器（１）に関して偏心位置にあるベース（５）によって
   前記アンテナ反射器（１）に連結されていることを特徴
   とする請求項３記載のアンテナ反射器。
5. 【請求項５】 前記制御可能な保持手段（９）は、前記
   半径方向スロット（２）の前記対向縁部を重合位置に合
   せて保持していることを特徴とする請求項１記載のアン
   テナ反射器。
6. 【請求項６】 軸線（Ｘ−Ｘ）に沿った細長い形状のケ
   ーシング（７）内に収納する必要がある宇宙船（８）で
   あって、 前記ケーシング（７）の外側では、機能的形状に対応し
   た、弾性応力のない安定的な展開状態を取ることがで
   き、 前記ケーシング（７）内では、弾性的に折り曲げられた
   状態を取ることができ、制御可能な保持手段（９）によ
   って該折り曲げ状態に保持されており、そして、 前記折り曲げ状態から前記展開状態への変化は、前記展
   開状態から前記折り曲げ状態に変化させるために弾性的
   に折り曲げた時に蓄積されたエネルギの解放によって生
   じるようにした弾性変形可能な一体部品であるアンテナ
   反射器（１）を備えている宇宙船において、 前記アンテナ反射器は、半径方向スロット（２）を備
   え、 前記アンテナ反射器（１）が前記折り曲げ位置にある
   時、該半径方向スロット（２）の対向縁部（２Ａ、２
   Ｂ）が重なって、前記反射器が少なくとも円錐形にな
   り、垂直方向において前記宇宙船（８）と一直線に並ん
   で前記ケーシング（７）内に収納されるようになってい
   ることを特徴とする宇宙船。
7. 【請求項７】 前記アンテナ反射器と同様な少なくとも
   １つの補助アンテナ反射器（１．２）を備え、該補助ア
   ンテナ反射器及び前記アンテナ反射器は、少なくとも円
   錐形に折り曲げられた状態で、部分的に順次入れ子式に
   嵌まり合って、垂直方向において前記宇宙船（８）と一
   直線に並んで配置されることができることを特徴とする
   請求項６記載の宇宙船。