JP2002193198A - 宇宙機のデブリバンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デブリバンパーを設置する宇宙機の包絡域を
小さくすることができるようにする。 【解決手段】 宇宙機１の外側部に、外方へ向けて付勢
するスプリング３を介してデブリバンパー２を取り付
け、デブリバンパー２を、スプリング３を圧縮すること
により宇宙機１側に寄せて収納できるようにする。宇宙
機１の外側面とデブリバンパー２との間にストッパー４
を組み付け、デブリバンパー２の収納状態を保持させ
る。宇宙空間でストッパー４を解除し、スプリング３の
力でデブリバンパー２を押し広げて展開させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は宇宙機へのスペース
デブリの衝突を防止するために用いるデブリバンパーに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球周回軌道上に恒久的且つ多目
的な有人施設としての宇宙ステーションを構築し、該宇
宙ステーションに連結した実験モジュールで、各種の実
験や研究を行う計画が進められている。

【０００３】上記実験モジュールとしては、宇宙ステー
ションから電力、空気等の供給を受ける有人の実験スペ
ースとなる与圧部や、宇宙ステーション外部で宇宙環境
をそのまま実験スペースとして使用できる曝露部等の各
種の宇宙機が用いられる。

【０００４】一方、地球周回軌道上には、役目を終えた
人工衛星やロケットの残骸、あるいは、これらが爆発し
たときの破片等の人工的な飛翔物体であるスペースデブ
リが多く存在しており、このスペースデブリが宇宙機に
衝突するおそれがある。そのため、従来では、宇宙機に
スペースデブリが衝突するのを防止するようにするため
に、デブリバンパーを宇宙機の外側に設置することが採
用されており、又、デブリバンパーとしては２層式デブ
リバンパーが採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記デブリ
バンパーは、宇宙機の外側に或る距離を離して設置しな
ければならないため、宇宙機全体の包絡域が大きくな
り、その結果、打ち上げ時のロケットのフェアリングを
大きくせざるを得ず、そのため、ロケット打ち上げには
より多くの燃料が必要となってしまう。

【０００６】そこで、本発明は、デブリバンパーを設置
する宇宙機において打ち上げ時の宇宙機の包絡域を小さ
くすることができるようにしようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、宇宙機の外側に所要間隔を隔てて設置す
る宇宙機のデブリバンパーにおいて、宇宙機の外側面部
との間に外方へ付勢するスプリングを介在させて取り付
けて、該スプリングを圧縮することにより宇宙機側に収
納できるようにすると共に、スプリング力により展開状
態を保持できるようにした構成とする。

【０００８】宇宙機の打ち上げ時には、宇宙機側に押し
付けて収納状態にできるため、宇宙機の包絡域を小さく
抑えることができ、宇宙空間ではスプリングの力により
自動的に展開状態に保持させることができる。

【０００９】又、スプリングに代えて、フォーム材を介
在させて収納、展開できるようにした構成とすることに
より、上記と同様に収納状態にできて打ち上げ時の宇宙
機の包絡域を小さくできるほかに、デブリバンパーを破
って突入したスペースデブリをフォーム材で捕獲するこ
とができるようになる。

【００１０】更に、宇宙機の外側に所要間隔を隔てて設
置する宇宙機のデブリバンパーにおいて、宇宙機の外側
面部との間に、形状記憶合金製の連結材を介在させて取
り付けて、収納、展開できるようにした構成とした場合
は、収縮状態の形状記憶合金製連結材で収納状態を保持
できるので、上記と同様に宇宙機の包絡域を小さくする
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１２】図１（イ）（ロ）は本発明の実施の一形態
を示すもので、宇宙ステーションで用いる実験モジュー
ルの与圧部の如き宇宙機１の外側に、所要間隔を隔てて
展開状態に設置する２層式のデブリバンパー２におい
て、該デブリバンパー２を、宇宙機１の外側面部に、伸
長方向に付勢する複数のスプリング３を介し取り付け
て、上記スプリング３を圧縮することによりデブリバン
パー２を宇宙機１側に寄せた収納状態にできるようにす
ると共に、収納状態を保持するためのストッパー４を、
宇宙機１の外側面部とデブリバンパー２との間に設け、
該ストッパー４を宇宙空間で解除することにより上記ス
プリング３の力でデブリバンパー２を展開できるように
した構成とする。

【００１３】上記ストッパー４としては、宇宙機１の外
側面部に突設して先端部をデブリバンパー２に貫通させ
るようにしたボルト５と、該ボルト５の頭部に螺着させ
るようにしたナット６とからなるボルト・ナット機構
や、あるいは、分離ナット（火口品）を用いた分離機構
等を採用する。

【００１４】宇宙機１の打ち上げ時には、図１（イ）に
示す如く、デブリバンパー２を、スプリング３を圧縮す
るように宇宙機１側に押し付けてストッパー４によりそ
の姿勢を保持させた収納状態としておくようにする。こ
れにより、打ち上げ時、宇宙機１の包絡域を小さく抑え
ることができるので、宇宙機１を搭載するロケットのフ
ェアリングを小さくすることができる。

【００１５】一方、上記宇宙機１を打ち上げて地球周回
軌道上に位置させた後は、ストッパー４を解除してデブ
リバンパー２を展開させるようにする。この場合、デブ
リバンパー２を収納状態に保持しているストッパー４の
ナット６をボルト５の先端部から取り外すようにする
と、図１（ロ）に示す如く、デブリバンパー２はスプリ
ング３が伸長しようとする力により宇宙機１から離れる
方向へ押し出されることで所定位置に展開状態にさせら
れ、この状態が保持される。

【００１６】次に、図２（イ）（ロ）は本発明の実施の
他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示したもの
と同様な構成において、デブリバンパー２を展開状態に
するためにスプリング３を複数本用いることに代えて、
ブロック状に成形されたポリイミドフォームの如きフォ
ーム材７を宇宙機１との間に介在させたものである。す
なわち、宇宙機１へのデブリバンパー取付け側の外側部
に、ブロック状に成形加工したフォーム材７を介しデブ
リバンパー２を取り付けて、フォーム材７を圧縮させる
ことによりデブリバンパー２を宇宙機１側へ寄せた収納
状態にでき、フォーム材７の圧縮を解放するとデブリバ
ンパー２が展開できるようにし、宇宙機１の打ち上げ時
には、デブリバンパー２をフォーム材７を圧縮して宇宙
機１側に押し付けてその姿勢をストッパー４により保持
させるようにし、宇宙空間でストッパー４を解除するこ
とによりフォーム材７の弾発力でデブリバンパー２を展
開させるようにしたものである。

【００１７】この実施の形態によれば、図１（イ）
（ロ）の実施の形態の場合と同様の効果が得られるほか
に、飛翔してきたスペースデブリが、万一、デブリバン
パー２を破って突入するような事態が発生したとして
も、フォーム材７のブロックをデブリキャッチャーとし
て機能させることができるので、スペースデブリを捕獲
することが可能となる。

【００１８】次いで、図３（イ）（ロ）は本発明の実施
の更に他の形態を示すもので、図１（イ）（ロ）に示し
たものと同様な構成において、スプリング３とストッパ
ー４との組み合わせに代えて、収縮状態で１度加熱する
と伸長して再び収縮することがないような不可逆的な性
質を有する形状記憶合金製連結材（スプリング、折り畳
み板、折り曲げ線材等）８を宇宙機１との間に介在させ
てデブリバンパー２を取り付けたものである。

【００１９】この実施の形態によれば、宇宙機１の打ち
上げ時には、圧縮状態の形状記憶合金製連結材８により
デブリバンパー２を収納状態とし、宇宙空間で、たとえ
ば、ヒータ等により連結材８を加熱して伸長させること
で、デブリバンパー２を展開させることができる。した
がって、上記各実施の形態におけると同様に打ち上げ時
の宇宙機の包絡域を小さくすることができると共に、ス
トッパー４を不要とすることができ、構造的にも重量的
にも有利となる。

【００２０】なお、本発明は、図示し説明した実施の形
態にのみ限定されるものではなく、スプリング３や連結
材８の数、ストッパー４の位置や数等は任意に選定でき
ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の宇宙機のデブ
リバンパーによれば、宇宙機の外側に所要間隔を隔てて
設置する宇宙機のデブリバンパーにおいて、宇宙機の外
側面部との間に外方へ付勢するスプリングを介在させて
取り付けて、該スプリングを圧縮することにより宇宙機
側に収納できるようにすると共に、スプリング力により
展開状態を保持できるようにした構成としてあるので、
宇宙機の打ち上げ時には、収納状態にしておくことがで
きることにより、包絡域を小さくすることができ、宇宙
空間では簡単に展開させることができ、又、スプリング
に代えて、フォーム材を介在させて取り付けるようにし
た構成とすることにより、フォーム材をデブリキャッチ
ャーとして用いることができてスペースデブリの捕獲が
可能となり、更に、宇宙機の外側に所要間隔を隔てて設
置する宇宙機のデブリバンパーにおいて、宇宙機の外側
面部との間に、形状記憶合金製の連結材を介在させて取
り付けて、収納、展開できるようにした構成とした場合
は、収縮状態の形状記憶合金製連結材で収納状態を保持
でき、宇宙空間では熱を加えて展開させることができる
ことから、打ち上げ時の宇宙機の包絡域を小さくできる
ほかに、ストッパーをなくすことができて有利となる、
等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の宇宙機のデブリバンパーの実施の一形
態を示すもので、（イ）は収納状態を、又、（ロ）は展
開状態をそれぞれ示す概略図である。

【図２】本発明の実施の他の形態を示すもので、（イ）
は収納状態を、又、（ロ）は展開状態をそれぞれ示す概
略図である。

【図３】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、
（イ）は収納状態を、又、（ロ）は展開状態をそれぞれ
示す概略図である。

【符号の説明】

１ 宇宙機 ２ デブリバンパー ３ スプリング ４ ストッパー ７ フォーム材 ８ 形状記憶合金製連結材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 宇宙機の外側に所要間隔を隔てて設置す
   る宇宙機のデブリバンパーにおいて、宇宙機の外側面部
   との間に外方へ付勢するスプリングを介在させて取り付
   けて、該スプリングを圧縮することにより宇宙機側に収
   納できるようにすると共に、スプリング力により展開状
   態を保持するように構成してなることを特徴とする宇宙
   機のデブリバンパー。
2. 【請求項２】 スプリングに代えて、フォーム材を介在
   させて収納、展開できるようにした請求項１記載の宇宙
   機のデブリバンパー。
3. 【請求項３】 宇宙機の外側に所要間隔を隔てて設置す
   る宇宙機のデブリバンパーにおいて、宇宙機の外側面部
   との間に、形状記憶合金製の連結材を介在させて取り付
   けて、収納、展開できるようにした構成を有することを
   特徴とする宇宙機のデブリバンパー。