JP2001287700A - 衛星搭載ハウスキーピングボール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 衛星内外を自由に移動可能で、計測誤差が生
じない衛星搭載ハウスキーピングボールを提供する。 【解決手段】 衛星および衛星搭載機器の諸性能をモニ
タするために、赤外線を使用して通信する赤外線センサ
３ａと、衛星内外を自由に移動可能にするために、磁気
またはバネを使用したアクチュエータ２と、赤外線セン
サ３ａおよびアクチュエータ２を制御する電気部４と、
赤外線センサ３ａ，アクチュエータ２，電気部４を収容
する金属殻５と、金属殻５の外部を覆うクッション材１
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衛星搭載ハウスキ
ーピングボールに関し、特に、非接触型の赤外線線セン
サを用いた衛星搭載ハウスキーピングボールに関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで搭載機器および衛星の温度は、
ハウスキーピングデータとして搭載機器および衛星に搭
載されたセンサとＨＫ（ハウスキーピング）と呼ばれる
機器との間で固定されたセンサからワイヤーによる電気
信号として処理され地上に送られてきていた。これまで
のハウスキーピング計測装置は、温度センサが、宇宙空
間で使用可能な材料が限られていたこと、軽量化が要求
されていること、取り扱いが単純であること等の理由に
より、全て接触型の温度センサを使用していた。最も一
般的な温度センサは、白金温度センサであり、現在の衛
星搭載用ハウスキーピング温度センサは、全て白金温度
センサである。これは銅コンスタンタンなどを使用し、
保証導線を必要としない等の特徴があった。

【０００３】また、これまでの衛星搭載機器は、小型軽
量化とはいえ、温度センサを貼るスペーサがあり、また
温度センサから出力されるラインを結合させるコネクタ
の設置部分があったが、今後開発が予想されるマイクロ
衛星では、装置そのものの大きさが非常に小型になり、
もはや温度センサを貼るスペースもなくなってくると予
想される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した白金温度セン
サは、高価であること、温度範囲が狭いこと、歪みゲー
ジであることから、振動の激しいところでは計測誤差が
生じやすい等の問題があった。

【０００５】また、これまでの温度センサは、予め決め
られた位置の温度を計測するだけであり、衛星全体での
ハウスキーピングデータとしてのチャネルにも制限があ
り、必要最小限のセンサ数に限られるという問題があっ
た。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
するために、安価で、温度範囲がある程度広く、振動の
激しいところでも計測誤差が生じない非接触型の衛星搭
載ハウスキーピングボールを提供することにある。

【０００７】また、本発明の他の目的は、衛星搭載機器
全体および衛星構体を自由に移動可能で、さらに外部温
度も計測可能な衛星搭載ハウスキーピングボールを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の衛星搭載ハウスキーピングボールは、衛星
および衛星搭載機器の性能をモニタする衛星搭載ハウス
キーピングボールにおいて、衛星および衛星搭載機器の
性能をモニタするために、赤外線を使用して通信する赤
外線センサおよびＬＥＤと、衛星内外を自由に移動可能
にするために、磁気またはバネを使用したアクチュエー
タと、赤外線センサおよびＬＥＤ，アクチュエータを制
御する電気部とを備えたことを特徴とする。

【０００９】また、赤外線センサは、衛星および衛星搭
載機器を順繰りにサーチしながら非接触で温度計測可能
とするのが好ましい。

【００１０】さらに、アクチュエータは、極性を変える
ことができる電磁石を有し、電磁石を衛星側に設置され
た永久磁石の極性間で反極性，同極性に働かせることに
より、自由に移動可能とするのが好ましい。

【００１１】またさらに、アクチュエータは、磁気力と
衛星からの距離とを一定範囲内に制限するためのひもを
有し、赤外線センサにより衛星の外部温度も計測可能と
するのが好ましい。

【００１２】また、電気部は、赤外線センサのアンプ部
と、ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動部と、アンプ部および
ＬＥＤ駆動部に接続されたデータ処理部と、アクチュエ
ータを駆動するアクチュエータ駆動部と、太陽電池に接
続され各部に電力を供給する電源部とを備えるのが好ま
しい。

【００１３】さらに、赤外線センサ，アクチュエータ，
電気部を収容する金属殻と、金属殻の外部を覆うクッシ
ョン材とを備えるのが好ましい。

【００１４】以上説明したように、本発明は、特に、衛
星内外を自由に移動し衛星および搭載機器の性能をモニ
タする装置であり、通信路として赤外線を使用して衛星
および衛星搭載機器の諸性能をモニタし、磁気またはバ
ネを使用したアクチュエータにより自由に移動可能とし
た発明である。

【００１５】また、本発明は、各機器に搭載された温度
センサを取り除き、さらにセンサとハウスキーピングと
の間のワイヤ部分をも取り除き、赤外線通信プロトコル
を変更することにより種々な動作が可能とされるととも
に、コンテンジェンシ（ｃｏｎｔｉｎｇｅｎｃｙ）モー
ドには機器の電源部がダウンしてもヒートスポット，コ
ールドスポットを検出して、モニタすることにより故障
解析用データが取り出せる。

【００１６】さらに、本発明で使用する赤外線センサは
非接触型であり、温度範囲は広いという特徴がある。さ
らに、そのセンサをスキャンさせることにより、一つの
センサで多数のポイントが計測可能なこと、極く限られ
た部分を集中的に計測可能なこと、故障によるヒートス
ポットができた場合でも、その部分を特別に固定して計
測可能である。

【００１７】このように、これまでの衛星搭載機器は、
小型軽量化とはいえ温度センサを貼るスペースがあり、
また温度センサから出力されるラインを結合させるコネ
クタの設置部分があったが、今後開発が予想されるマイ
クロ衛星では、装置そのものの大きさが非常に小型にな
りもはや温度センサを貼るスペースすら無くなってく
る。この場合、本発明の衛星搭載ハウスキーピングボー
ルの非接触型の温度センサは、重要なセンシング技術と
なる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の衛星搭載ハウスキーピン
グボールの実施の形態の原理的構成を示す概略図であ
る。本発明の衛星搭載ハウスキーピングボールは、シリ
コンラバーのクッション材１，電磁石でできたアクチュ
エータ２，赤外線センサおよびＬＥＤ３（赤外線センサ
３ａおよびＬＥＤ３ｂ），メモリなどを含む電気部４，
薄い金属殻５を備える。

【００２０】本発明は、図１に示す原理的構成に基づ
き、移動およびリモートセンシングを行う。すなわち、
移動は、ハウスキーピングボール内に搭載されたアクチ
ュエータ２の電気磁気力により、反発力を利用して、相
対壁面に設置されたランチャ（極微少な可動電磁石を設
置した光エネルギー発生装置）との間を飛翔させ、相対
する機器のデータを取得することができる。また、リモ
ートセンシングは、本発明で使用する赤外線センサ３ａ
が非接触型であり、温度範囲は広いという特徴があり、
さらに、その赤外線センサ３ａをスキャンさせることに
より、一つのセンサで多数のポイントが計測可能にし、
極く限られた部分を集中的に計測可能にする。また、た
とえば故障によるヒートスポットができた場合でも、そ
の部分に特別に固定して計測ができる。

【００２１】図２は、本発明の衛星搭載ハウスキーピン
グボールの実施の形態における電気部の構成を示すブロ
ック図である。この図は、図１に示した電気部４の具体
的な構成を示すブロック図である。本発明の衛星搭載ハ
ウスキーピングボールの電気部４は、赤外線センサ３ａ
のアンプ部１１，データ処理部１２，ＬＥＤを駆動する
ＬＥＤ駆動部１３，太陽電池に接続され電力を各部に供
給する電源部１４，アクチュエータ２を駆動するアクチ
ュエータ駆動部１５，メモリ１６とで構成され、その周
囲に、図１で示した、赤外線センサ３ａ，ＬＥＤ３ｂ，
アクチュエータ（電磁石）２，太陽電池１７が配置され
る。

【００２２】本発明の衛星搭載ハウスキーピングボール
は、通常のハウスキーピング装置と同様な機能を有する
非接触型温度センサとして赤外線センサ３ａを使用し、
搭載機器を順繰りにサーチすることにより衛星搭載機器
全体および衛星構体、さらに外部温度も計測可能とする
ものである。

【００２３】次に、本発明の実施の形態の動作について
説明する。

【００２４】まず、図１の本発明の衛星搭載ハウスキー
ピングボールの原理構成図に基づいて、本発明の基本的
動作（移動，リモートセンシング）について説明する。

【００２５】まず、移動について説明すると、ハウスキ
ーピングボールは、通常、電磁石（アクチュエータ）２
と、衛星側に保持された永久磁石との極性の吸引力によ
って、衛星内の永久磁石が設定された場所に固定されて
いる。この状態においても、赤外線センサ３の可視範囲
内にある各部分のモニタは可能である。ここで、電磁石
２による固定状態おいて、電磁石２の極性を変えること
により衛星側に設置された永久磁石の極性間で反極性に
電磁石２を働かせることによる反発力により他の部分へ
移動可能である。

【００２６】次に、リモートセンシングについて説明す
ると、温度計測は、視野内の平均温度であり、特定の温
度が必要な場合は、各機器が自分で温度計測を実施する
か、有線もしくは本発明の赤外線センサ３ａを使用し
て、赤外線による通信を実施することも可能である。こ
の場合、赤外線センサ３ａから発信される信号に基づ
き、視野内の各機器は自分のアドレスを解読し、該当ア
ドレスの場合、ある決められたフォーマットに従い、本
発明の衛星搭載ハウスキーピングボールにデータを送り
かえす。数機器分のデータをメモリ１６内に書き込んだ
本発明のハウスキーピングボールは、一定時間毎にため
込んだデータを、赤外線路を使用して全体のデータ処理
部１２へ転送することができる。

【００２７】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。

【００２８】本発明の衛星搭載ハウスキーピングボール
は、赤外線伝送の可能な範囲（数ｍ）であれば、衛星の
内部，外部の制限は無い。ここでは、衛星の外部におい
て衛星とともに外部を飛翔し衛星外部の各部の温度モニ
タが可能である。この場合、アクチェータとしては衛星
内部のように、磁気力と衛星からの距離とを一定範囲内
に制限するためのひもが必要である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
これまでハウスキーピングボールの規模を決めていたチ
ャネル数の制限，衛星の規模によるライン数の増大，ハ
ウスキーピングボールのセンサと搭載機器間との干渉，
搭載機器の数に応じて回線毎における制限がなくなると
いう効果を奏する。

【００３０】また、衛星外部のモニタは、これまで事前
にセンサ等を貼らなければ軌道上でのモニタは不可能で
あったが、本発明の衛星搭載ハウスキーピングボールに
より衛星外部のどこでもモニタが可能となるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の原理的構成を示す概略図
である。

【図２】本発明の実施の実施の形態における電気部の構
成を示すブロックである。

【符号の説明】

１ クッション材 ２ アクチュエータ ３ 赤外線センサおよびＬＥＤ ３ａ 赤外線センサ ３ｂ ＬＥＤ ４ 電気部 ５ 金属殻 １１ 赤外線センサのアンプ部 １２ データ処理部 １３ ＬＥＤ駆動部 １４ 電源部 １５ アクチュエータ駆動部 １６ メモリ １７ 太陽電池

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】衛星および衛星搭載機器の性能をモニタす
   る衛星搭載ハウスキーピングボールにおいて、 前記衛星および衛星搭載機器の性能をモニタするため
   に、赤外線を使用して通信する赤外線センサおよびＬＥ
   Ｄと、衛星内外を自由に移動可能にするために、磁気ま
   たはバネを使用したアクチュエータと、前記赤外線セン
   サおよび前記ＬＥＤ，前記アクチュエータを制御する電
   気部とを備えたことを特徴とする衛星搭載ハウスキーピ
   ングボール。
2. 【請求項２】前記赤外線センサは、前記衛星および衛星
   搭載機器を順繰りにサーチしながら非接触で温度計測可
   能としたことを特徴とする、請求項１に記載の衛星搭載
   ハウスキーピングボール。
3. 【請求項３】前記アクチュエータは、極性を変えること
   ができる電磁石を有し、前記電磁石を衛星側に設置され
   た永久磁石の極性間で反極性または同極性に働かせるこ
   とにより、自由に移動可能としたことを特徴とする、請
   求項１または２に記載の衛星搭載ハウスキーピングボー
   ル。
4. 【請求項４】前記アクチュエータは、磁気力と衛星から
   の距離とを一定範囲内に制限するためのひもを有し、前
   記赤外線センサにより前記衛星の外部温度も計測可能と
   したことを特徴とする、請求項３に記載の衛星搭載ハウ
   スキーピングボール。
5. 【請求項５】前記電気部は、前記赤外線センサのアンプ
   部と、前記ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動部と、前記アン
   プ部および前記ＬＥＤ駆動部に接続されたデータ処理部
   と、前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動
   部と、太陽電池に接続され各部に電力を供給する電源部
   とを備えたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
   に記載の衛星搭載ハウスキーピングボール。
6. 【請求項６】前記赤外線センサ，前記アクチュエータ，
   前記電気部を収容する金属殻と、前記金属殻の外部を覆
   うクッション材とを備えたことを特徴とする、請求項１
   〜５のいずれかに記載の衛星搭載