JP2002362500A - Space structure and its development system as well as satellite solar power station - Google Patents

Space structure and its development system as well as satellite solar power station

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JP2002362500A
JP2002362500A JP2001177047A JP2001177047A JP2002362500A JP 2002362500 A JP2002362500 A JP 2002362500A JP 2001177047 A JP2001177047 A JP 2001177047A JP 2001177047 A JP2001177047 A JP 2001177047A JP 2002362500 A JP2002362500 A JP 2002362500A
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千秋 安田
Tomohiro Akagi
朋宏 赤木
Satoshi Tawara
諭 田原
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克巳 鬼頭
Masayuki Niitsu
真行 新津
Koji Yamawaki
功次 山脇
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure capable of being stored in a compact form and developed in space. SOLUTION: A hexagonal module M is constructed into a framed structure with beams 101 rigidly joined together. Twenty modules M are connected together in a predetermined pattern with joints J. The modules M of prismatic contour in a folded state are adapted to be developed in such procedures as to prevent the modules M from interfering with one another. In a developed process, the adjacent modules are connected and fixed to one another with couplers, and finally they become the space structure in a spherical shell form.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、C60フラーレ
ンに代表される炭素同素体の構造を利用した宇宙構造体
およびその展開システム、並びに太陽発電衛星に関し、
特に太陽発電、宇宙基地、宇宙船、軌道上燃料ステーシ
ョンなどの大型宇宙構造体を構築するのに好適である。
The present invention relates to a space structure utilizing a structure of a carbon allotrope represented by C60 fullerene, a deployment system thereof, and a solar power generation satellite.
In particular, it is suitable for constructing large space structures such as solar power generation, space bases, spacecraft, orbiting fuel stations, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、各国の協力によって宇宙ステーシ
ョンを建設し、ここに乗務員を宇宙に滞在させ、太陽発
電衛星や様々な実験棟として利用したり、宇宙空間にお
ける基地として使用する計画が進められている。また、
宇宙ステーションとして利用する場合、ある程度の強度
を有する宇宙構造体が必要になるが、地上から打ち上げ
るときにはコンパクトに収納でき、宇宙空間にて展開す
ることで大きな容積を得ることができるようなものが要
望されている。
2. Description of the Related Art At present, a plan is underway to construct a space station with the cooperation of various countries and to make crew members stay in space for use as solar power satellites and various experimental buildings, or as a base in outer space. ing. Also,
When used as a space station, a space structure with a certain degree of strength is required, but when launching from the ground, it is necessary to be able to store it compactly and obtain a large volume by deploying it in space. Have been.

【0003】例えば、上記太陽発電衛星(SPS: Solar Po
wer Satellite)は、1978年にNASAによって提案
されたのが始まりで、その後、種々の形態のものが開発
されている。図42は、従来の太陽発電衛星の一例を示
す構成図である。この太陽発電衛星900は、複数の発
電モジュール901と、テザー構造の主構造体902
と、主構造体902と発電モジュール901を連結する
アーム903と、アーム903と主構造体902との結
合部分に設けた姿勢制御装置904と、主構造体902
の端部に設けた送電アンテナ905とから構成されてい
る。図43は、図42に示した発電モジュールを示す構
成図であり、(a)が正面図、(b)が断面図である。
発電モジュール901は、皿状をした薄膜構造の反射板
906と、この反射板906の正面に設けた集光器90
7とから構成されている。
For example, the above solar power satellite (SPS: Solar Po
wer Satellite) was first proposed by NASA in 1978, and various forms have been developed thereafter. FIG. 42 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional solar power generation satellite. The solar power generation satellite 900 includes a plurality of power generation modules 901 and a main structure 902 having a tether structure.
An arm 903 connecting the main structure 902 and the power generation module 901, an attitude control device 904 provided at a joint between the arm 903 and the main structure 902, and a main structure 902.
And a power transmission antenna 905 provided at an end of the power transmission antenna. 43 is a configuration diagram showing the power generation module shown in FIG. 42, (a) is a front view, and (b) is a cross-sectional view.
The power generation module 901 includes a dish-shaped reflector 906 having a thin film structure, and a condenser 90 provided in front of the reflector 906.
7 is comprised.

【0004】この太陽発電衛星900は、ロケットによ
って高度36000kmの静止衛星軌道上に打ち上げら
れ、宇宙空間にて組み立てられる。前記姿勢制御装置9
04は、反射板906が太陽の方向に向くように当該反
射板906を姿勢制御する。反射板906によって集光
された太陽光線は、太陽電池パネルを備えた集光器90
7によって光電変換され、送電アンテナ905から高周
波マイクロ波(2.45GHz)の形で地上に送られ
る。地上では、送られてきたマイクロ波をアンテナで受
電し、整流することで交流電力に変換する。このような
太陽発電衛星によって、1基あたり数GWの発電が可能
になる。
The solar power satellite 900 is launched by a rocket into a geosynchronous satellite orbit at an altitude of 36000 km and assembled in outer space. The attitude control device 9
04 controls the attitude of the reflector 906 so that the reflector 906 faces the direction of the sun. The solar rays condensed by the reflector 906 are collected by a concentrator 90 having a solar cell panel.
7 and is transmitted from the power transmitting antenna 905 to the ground in the form of a high-frequency microwave (2.45 GHz). On the ground, the transmitted microwave is received by an antenna and converted to AC power by rectification. With such a solar power generation satellite, it is possible to generate several GW per unit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の太陽発電衛星9
00は、太陽光線を正面から受けられるように反射板9
06および集光器907を姿勢制御する必要がある。こ
のため、太陽発電衛星900の構成が複雑になるという
問題点がある。また、太陽発電衛星900以外の宇宙構
造体を含め、ロケットの打ち上げ容量の関係から、打ち
上げる際にはコンパクトであり且つ宇宙空間にて展開
し、高強度の構造体として機能するものが望まれてい
る。そこで、この発明は、宇宙空間における新しい構造
体を提供するものであって、その用途は、上記太陽発電
衛星に限らず、様々に発展する可能性を有するものであ
る。
A conventional solar power generation satellite 9
00 is a reflection plate 9 for receiving sunlight from the front.
06 and the condenser 907 need to be attitude-controlled. Therefore, there is a problem that the configuration of the solar power generation satellite 900 is complicated. Further, from the viewpoint of the launch capacity of the rocket, including space structures other than the solar power generation satellite 900, those which are compact when deployed and which are deployed in space and function as high-strength structures are desired. I have. Thus, the present invention provides a new structure in outer space, and its application is not limited to the above-mentioned solar power generation satellite, and has a possibility of various developments.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1に係る宇宙構造体は、断面に円形部分を
持ち、中空殻状構造の構成要素である6角形をした複数
のモジュールと、モジュールの辺同士を回転可能に連結
する回転連結手段と、モジュールの展開に応じてモジュ
ールの辺同士が接したとき、当該辺同士を連結して固定
し得る連結固定手段とを備え、回転連結手段をもってモ
ジュールを折り畳んだ状態から、モジュールを展開して
中空殻状構造に変形させるとき、モジュール同士が干渉
しないように当該モジュールに前記回転連結手段と連結
固定手段とを組み合わせて取り付けたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a space structure according to claim 1 has a circular section in cross section, and a plurality of hexagonal hexagons which are components of a hollow shell structure. The module, a rotation connection means for rotatably connecting the sides of the module, and a connection fixing means capable of connecting and fixing the sides when the sides of the module are in contact with each other according to the expansion of the module, When the module is unfolded and deformed into a hollow shell structure from the state in which the module is folded by the rotation connection means, the module is combined with the rotation connection means and the connection fixing means so that the modules do not interfere with each other. It is.

【0007】この宇宙構造体は、1985年に発見され
た球殻状構造をした炭素同素体をモデルとして構成した
ものであり、このような炭素同素体としては、サッカー
ボール形状のC60(バックミンスターフラーレン)が
代表的なものとして知られている。また、C60以外に
も、C70、C120(バッキーダンベル)、C200
(ドーナッツフラーレン)などが知られており、いずれ
も3次元的中空構造を構成している。この発明では、分
子レベルの炭素同素体の構造を宇宙構造体に採用するこ
とにより、断面に円形部分を持つ中空殻状構造の宇宙構
造体を提供することを可能としている。
[0007] This space structure is constructed as a model of a carbon allotrope having a spherical shell structure discovered in 1985. Such a carbon allotrope is a soccer ball-shaped C60 (buckminsterfullerene). Is known as a typical one. In addition to C60, C70, C120 (bucky dumbbell), C200
(Doughnut fullerenes) and the like are known, and all have a three-dimensional hollow structure. According to the present invention, it is possible to provide a space structure having a hollow shell structure having a circular cross section by adopting a structure of a carbon allotrope at a molecular level as the space structure.

【0008】なお、前記モジュールは、複数の梁から構
成された枠体構造であってもよいし、板状体であっても
よい。前記回転連結手段は、モジュールを回転可能に連
結していれば、その構造はどのようなものであっても良
い。また、固定連結手段は、モジュール同士の辺が接し
たとき、当該辺同士を自己連結できる構造であればよ
く、当該機能を奏する種々の公知または新規な技術を用
いることができる。
The module may have a frame structure composed of a plurality of beams, or may have a plate shape. The rotary connecting means may have any structure as long as the modules are rotatably connected. Further, the fixed connection means only needs to have a structure capable of self-connection between the sides when the sides of the modules are in contact with each other, and various known or novel techniques having the function can be used.

【0009】また、モジュール同士が干渉しないように
するには、具体的な接続構成を複数想定してシミュレー
ションすることにより判断することができる。このよう
なシミュレーションにより決定した組み合わせによって
モジュール同士を連結しておけば、展開の際、宇宙空間
でモジュールが展開できなくなるのを防止することがで
きる。
Further, in order to prevent the modules from interfering with each other, it is possible to judge by simulating a plurality of specific connection configurations. If the modules are connected to each other by the combination determined by such a simulation, it is possible to prevent the module from being unable to be deployed in the outer space at the time of deployment.

【0010】また、請求項2に係る宇宙構造体は、上記
宇宙構造体において、さらに、前記モジュールを6本の
梁からなる枠体構造にし、この枠体構造の節同士を接続
するワイヤーその他の補強部材を設けたものである。枠
体構造に補強部材を設けることにより、モジュール面内
の曲げ剛性を高めることができる。補強部材としては前
記ワイヤーの他、中空または中実のロッドなどを用いる
ことができる。
In the space structure according to a second aspect of the present invention, in the space structure, the module is formed into a frame structure including six beams, and wires or other wires connecting the nodes of the frame structure. A reinforcing member is provided. By providing the reinforcing member in the frame structure, the bending rigidity in the module plane can be increased. In addition to the wire, a hollow or solid rod can be used as the reinforcing member.

【0011】また、請求項3に係る宇宙構造体は、上記
宇宙構造体において、面内で折り畳み可能なように前記
枠体の節に関節を設けたものである。このように、6角
形のモジュールを面内で折り畳み可能に構成すること
で、ロケットにより打ち上げる際、さらにコンパクトに
収納することが可能になる。
The space structure according to a third aspect of the present invention is the space structure, wherein joints are provided at nodes of the frame so as to be foldable in a plane. In this way, by configuring the hexagonal module to be foldable in the plane, it is possible to store the module more compactly when launching with a rocket.

【0012】また、請求項4に係る宇宙構造体は、上記
宇宙構造体において、6本の梁からなる枠体構造のう
ち、対向する二対の梁の中央に中央関節を設けると共
に、当該二対の梁が共用する関節部分の間にアクチュエ
ータによって伸縮する伸縮手段を渡したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the space structure, a center joint is provided at the center of two pairs of opposing beams in the frame structure including six beams. An extension means extending and contracting by an actuator is provided between joint portions shared by a pair of beams.

【0013】アクチュエータによって伸縮部材を伸ばす
と、この伸縮部材が渡してある二対の梁の関節部分が開
き、これに伴い、中央関節および関節部分で梁が開いて
モジュールが展開される。この構造によれば、さらに宇
宙構造体をコンパクトに折り畳むことができる。
When the telescopic member is extended by the actuator, the joints of the two pairs of beams which the telescopic members pass over are opened, and accordingly, the beams are opened at the central joint and the joints, and the module is deployed. According to this structure, the space structure can be further compactly folded.

【0014】また、請求項5に係る宇宙構造体は、上記
宇宙構造体において、前記モジュールを展開するにあた
り、無重力下における展開時の力バランスをシミュレー
ションによって求め、展開前と展開後における空間の位
置ずれが小さくなる展開パターンに基づき、モジュール
に前記回転連結手段と固定連結手段とを組み合わせて取
り付けたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the space structure, when the module is deployed, a force balance at the time of deployment under zero gravity is obtained by simulation, and the position of the space before and after the deployment is determined. The rotary connection means and the fixed connection means are combined and attached to a module based on a development pattern in which the displacement becomes small.

【0015】無重力下でモジュールを展開すると、モジ
ュール展開時の慣性力によって宇宙構造体の位置が大き
く変わってしまう可能性がある。このため、モジュール
展開時の力のバランスをシミュレーションしておき、こ
の結果に基づいて、展開パターンを決定する。そして、
この展開パターンに従って展開するように、回転連結手
段と固定連結手段とを各モジュールに対して組み合わせ
て取り付ける。このようにすれば、展開時のモジュール
の移動を極めて小さく抑制することができる。
When the module is deployed under zero gravity, there is a possibility that the position of the space structure is largely changed by the inertial force at the time of module deployment. For this reason, the balance of the force at the time of module deployment is simulated, and the deployment pattern is determined based on this result. And
The rotation connection means and the fixed connection means are combined and attached to each module so as to be deployed according to this deployment pattern. In this way, the movement of the module during deployment can be suppressed to a very small value.

【0016】また、上記のような宇宙構造体の一例とし
て以下のような構造のものを挙げることができる。請求
項6に係る宇宙構造体は、球殻形状を形成し得る20個
の6角形モジュールを有し、かつ、そのうちの5個のモ
ジュール(M1〜M5)が各一辺をもってC字形状に連
結され、つぎのモジュール(M6)が、前記C字後端に
位置するモジュール(M5)のC字を構成する外側最外
辺と連結しており、当該モジュール(M6)を含めた8
個のモジュール(M6〜M15)が各一辺をもってジグ
ザグになって略直線状に連結され、つぎの5個のモジュ
ール(M16〜M20)が各一辺をもって逆C字形状に
連結され、前記直線状に連結したモジュール(M6〜M
15)のうち、端に位置するモジュール(M15)が、
前記逆C字先端に位置するモジュール(M16)の逆C
字を構成する外側最外辺と連結する複数の回転連結手段
と、上記回転連結手段をもって各モジュールを展開した
とき、その辺で接触するモジュール同士を連結する複数
の連結固定手段とを備えたものである。
Further, as an example of the above-mentioned space structure, the following structure can be mentioned. The space structure according to claim 6 has 20 hexagonal modules capable of forming a spherical shell shape, and five of the modules (M1 to M5) are connected in a C-shape with each side thereof. The next module (M6) is connected to the outermost side of the C-shaped module (M5) located at the rear end of the C-shape and includes the module (M6).
Modules (M6 to M15) are connected in a zigzag with one side in a substantially straight line, and the next five modules (M16 to M20) are connected in an inverted C-shape with each side, and Connected modules (M6-M
15) Of the modules (M15) located at the end,
The inverted C of the module (M16) located at the tip of the inverted C character
A plurality of rotary connecting means for connecting to the outermost outer side of the character, and a plurality of connecting and fixing means for connecting the modules that contact each other at each side when each module is developed with the rotary connecting means. It is.

【0017】なお、この宇宙構造体の展開順序は、モジ
ュールが干渉しないように、展開シミュレーションによ
って決定することができる。具体的には、前記最初のモ
ジュール(M1)から最後のモジュール(M20)を順
次積層した状態から、各モジュール間にある回転連結手
段を、J1、J2…J18、J19で表した場合、ま
ず、J1、J2、J3、J5、J4、J7、J6の順で
一つずつ、つぎに、J8およびJ9、J10およびJ1
1、J12およびJ13、J14およびJ15、J16
およびJ17の順で二つずつ、そして、J18、J19
の順で一つずつ、前記モジュールを展開するようにする
(請求項15)。なお、当該展開方法には、宇宙構造体
の展開前と展開後の移動を小さく抑えるといった目的を
含むので、モジュールが干渉しなければ当該展開順序で
なくとも構わない。
The order of deployment of the space structure can be determined by a deployment simulation so that the modules do not interfere with each other. Specifically, from the state where the first module (M1) to the last module (M20) are sequentially stacked, the rotational connection means between the modules is represented by J1, J2... J18, J19. J1, J2, J3, J5, J4, J7, J6 one by one, then J8 and J9, J10 and J1
1, J12 and J13, J14 and J15, J16
And J17 in the order, and J18, J19
The modules are developed one by one in the order of (15). Note that the deployment method includes the purpose of minimizing the movement of the space structure before and after deployment, so that the deployment order does not need to be as long as the module does not interfere.

【0018】また、請求項7に係る宇宙構造体の展開シ
ステムは、上記宇宙構造体と、モジュールが折り畳まれ
た状態を保持すると共に解除命令に基づいて前記保持を
解除する一時保持手段と、展開命令に基づいて前記回転
連結手段を中心としてモジュールを展開させる展開手段
と、宇宙構造体に設置され且つ保持手段および展開手段
に対して解除命令および展開命令を出す制御手段とを備
えたものである。
The space system deployment system according to claim 7, wherein the space structure, temporary holding means for holding the module in a folded state and releasing the holding based on a release command, A deploying means for deploying the module around the rotational connection means based on the command; and a control means installed on the space structure and issuing a release command and a deploy command to the holding means and the deploying means. .

【0019】前記制御手段により解除命令が出される
と、一時保持手段がモジュールの保持を解除する。この
ような一時保持手段としては、例えば爆発ボルトやヒュ
ーズ、或いはモータやソレノイドを用いてピンを駆動す
るもの等を挙げることができる。つぎに、制御手段によ
り展開命令が出されると、回転連結手段を中心としてモ
ジュールが展開される。展開手段には、モータ、ソレノ
イドその他の回転動作を可能とする種々の公知技術を用
いることができる。モジュールが展開すると、固定連結
手段によりモジュール間の固定が行われ、中空殻構造の
宇宙構造体が形成される。
When a release command is issued by the control means, the temporary holding means releases the holding of the module. Examples of such temporary holding means include explosive bolts and fuses, or those that drive pins using a motor or solenoid. Next, when a deployment command is issued by the control means, the module is deployed around the rotation connection means. As the deploying means, various known techniques that enable a rotation operation of a motor, a solenoid, or the like can be used. When the modules are deployed, the modules are fixed by the fixing connection means, and a space structure having a hollow shell structure is formed.

【0020】また、請求項8に係る宇宙構造体の展開シ
ステムは、上記宇宙構造体の展開システムにおいて、さ
らに、宇宙構造体と地上との間で通信を行う通信手段
と、地上に設置され、通信手段を介して前記制御手段に
解除命令または展開命令を出すよう指令する指令手段と
を備えたものである。宇宙空間に作業を行う人間がいな
い場合、折り畳んだ宇宙構造体をロケットにより打ち上
げ、宇宙空間にて展開する必要がある。このため、地上
に指令基地を設置し、遠隔で前記制御手段に解除命令ま
たは展開命令を出すようにする。
The space structure deployment system according to claim 8 is the space structure deployment system, further comprising: communication means for performing communication between the space structure and the ground; Command means for instructing the control means to issue a release command or a deployment command via communication means. If there is no person working in outer space, it is necessary to launch the folded space structure with a rocket and deploy it in outer space. Therefore, a command base is installed on the ground, and a release command or a deployment command is issued to the control means remotely.

【0021】また、請求項9に係る宇宙構造体は、上記
宇宙構造体において、利用可能な内部空間を有するイン
フレータブル膜構造の与圧ブロックを内設したものであ
る。インフレータブル膜構造の与圧ブロックの周囲に宇
宙構造体を配置し、例えばモジュールに防護壁を設ける
ことで、スペースデブリなどの衝突から与圧ブロックを
保護することが可能になる。また、放射線の遮蔽板を設
けることにより、与圧ブロック内の被爆を抑制すること
ができるようになる。このように、宇宙構造体は、与圧
ブロックの保護機能として様々な用途に用いることがで
きる。
A space structure according to a ninth aspect of the present invention is the space structure, wherein a pressure block of an inflatable film structure having an available internal space is provided inside the space structure. By arranging the space structure around the pressurized block having the inflatable film structure and, for example, providing a protection wall on the module, it is possible to protect the pressurized block from collisions such as space debris. Further, by providing the radiation shielding plate, it becomes possible to suppress the exposure in the pressurized block. As described above, the space structure can be used for various applications as a protective function of the pressurized block.

【0022】また、請求項10に係る太陽発電モジュー
ルは、上記宇宙構造体のモジュールに太陽電池パネルを
設置したものである。この宇宙構造体に太陽電池パネル
を設置することにより、少なくとも断面に円形部分を持
つ太陽発電モジュールが形成される。例えば、宇宙構造
体を球殻構造とした場合、太陽発電モジュールを略球形
状に設置できるので、姿勢制御をすることなく、半球面
で太陽光を受けることができる。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a solar power module, wherein a solar cell panel is installed on the module of the space structure. By installing a solar cell panel on this space structure, a solar power generation module having a circular portion at least in cross section is formed. For example, when the space structure has a spherical shell structure, the solar power generation module can be installed in a substantially spherical shape, so that the hemispherical surface can receive sunlight without controlling the attitude.

【0023】また、請求項11に係る太陽発電モジュー
ルは、上記宇宙構造体のモジュールに複数の反射鏡を設
けると共に、これら反射鏡の角度を制御するサーボモー
ターを設け、当該宇宙構造体の内部に太陽電池パネルを
設置したものである。
Further, in the solar power generation module according to the present invention, a plurality of reflecting mirrors are provided on the module of the space structure, and a servomotor for controlling the angles of these reflecting mirrors is provided. A solar cell panel is installed.

【0024】モジュールの反射鏡は、内部に設置した太
陽電池パネルに太陽光線を集光できるように、サーボモ
ータによって制御される。集光された太陽光線は、内部
の太陽電池パネルにおいて光電変換される。なお、反射
鏡の形状は、矩形、長方形、円形のいずれでもよい。ま
た、サーボモータの個数、配置は、反射鏡の個数や形状
に合わせて設ければ良い。
The reflecting mirror of the module is controlled by a servomotor so that sunlight can be focused on a solar cell panel installed inside. The collected sunlight is photoelectrically converted in an internal solar cell panel. The shape of the reflecting mirror may be any of a rectangle, a rectangle, and a circle. The number and arrangement of the servomotors may be provided according to the number and shape of the reflecting mirrors.

【0025】また、請求項12に係る太陽発電モジュー
ルは、上記太陽発電モジュールにおいて、前記太陽電池
パネルを、前記宇宙構造体の内部に設置した小型の宇宙
構造体のモジュールに設置したものである。反射鏡で集
光した太陽光線は、宇宙構造体のモジュールに設置した
太陽電池パネルで光電変換される。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the solar power module, the solar cell panel is installed on a small space structure module installed inside the space structure. The sunlight condensed by the reflector is photoelectrically converted by a solar cell panel installed in a space structure module.

【0026】また、請求項13に係る太陽発電衛星は、
複数の太陽発電モジュールと、当該太陽発電衛星を支持
する主構造体と、この太陽発電衛星により発電した電力
を高周波マイクロ波に変換してアンテナから送電する送
電手段とを備えたものである。前記太陽発電モジュール
によって発電した電力は、高周波マイクロ波としてアン
テナから地上に送電される。地上では、このマイクロ波
を受信アンテナにより受信して再び電力に変換する。
The solar power satellite according to claim 13 is:
The solar power generation module includes a plurality of solar power generation modules, a main structure supporting the solar power generation satellite, and power transmission means for converting power generated by the solar power generation satellite into high-frequency microwaves and transmitting power from an antenna. The electric power generated by the solar power generation module is transmitted from the antenna to the ground as high-frequency microwaves. On the ground, this microwave is received by the receiving antenna and converted into electric power again.

【0027】また、請求項14に係る宇宙船は、上記宇
宙航行用の母船と、この母船に取り付けた請求項10〜
13に記載した太陽発電モジュールと、同じく母船に取
り付けられ、前記太陽発電モジュールにより発電した電
力により推進力を得る電気推進器とを備えたものであ
る。
A spacecraft according to a fourteenth aspect is the spacecraft mother ship, and the spacecraft is mounted on the mother ship.
13 and an electric propulsion device that is attached to the mother ship and that obtains propulsion by electric power generated by the solar power generation module.

【0028】宇宙船の推進エネルギーに太陽エネルギー
を用いることで、無尽蔵にエネルギーを得ることができ
るが、宇宙船に設置した太陽発電装置に故障が発生した
場合、宇宙船を修理するか或いは放棄しなければならな
い。そこで、姿勢制御の必要がない太陽発電モジュール
をエネルギー源として用いることで、宇宙船の故障の発
生を低減できる。
Although solar energy can be obtained indefinitely by using solar energy as the propulsion energy of the spacecraft, if the solar power generator installed in the spacecraft fails, the spacecraft is repaired or abandoned. There must be. Therefore, by using a solar power generation module that does not require attitude control as an energy source, it is possible to reduce the occurrence of a spacecraft failure.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiment.

【0030】[宇宙構造体の構造]図1は、この発明の
実施の形態1にかかる宇宙構造体を示す斜視図である。
図2は、図1に示した宇宙構造体を示す平面展開図であ
る。この宇宙構造体100は、6角形の枠体構造をした
複数のモジュールMから構成した球殻状構造であり、各
モジュールMはバタフライ状に展開可能にするジョイン
トJにより連結されている。図2では、各モジュールを
符号「M」で示すと共に各ジョイントを符号「J」で示
し、当該符号にはモジュールおよびジョイントの番号を
付記する。なお、回転角度が138°のジョイント番号
には、さらに符号「a」を付記し、222°のジョイン
ト番号には、さらに符号「b」を付記する。
[Structure of Space Structure] FIG. 1 is a perspective view showing a space structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a developed plan view showing the space structure shown in FIG. This space structure 100 is a spherical shell-like structure composed of a plurality of modules M having a hexagonal frame structure, and each module M is connected by a joint J that can be deployed in a butterfly shape. In FIG. 2, each module is indicated by reference numeral “M” and each joint is indicated by reference numeral “J”, and the reference numerals are added to the module and joint numbers. It should be noted that a joint number having a rotation angle of 138 ° is further denoted by reference numeral “a”, and a joint number having a rotation angle of 222 ° is further denoted by reference numeral “b”.

【0031】また、各モジュールMには、他のモジュー
ルMとの連結固定を行うカプラーCが設けられている。
同図において、各カプラーを符号「C」で示し、当該符
号にはカプラーCの番号を付記する。さらに、オス側の
カプラーCにはさらに符号「a」を、メス側のカプラー
Cにはさらに符号「b」を付記する。なお、モジュール
Mは、図1に示したような枠体構造ではなく、板状体に
より構成してもよい(図示省略)。
Each module M is provided with a coupler C for connecting and fixing with other modules M.
In the figure, each coupler is indicated by a symbol “C”, and the symbol of the coupler C is added to the symbol. Further, the male coupler C is further denoted by reference numeral “a”, and the female coupler C is denoted by reference numeral “b”. Note that the module M may be configured by a plate-shaped body instead of the frame structure as shown in FIG. 1 (not shown).

【0032】図3は、図1に示したモジュールの一例を
示す説明図である。各モジュールMは、6本の梁101
を結合した6角形の枠体構造とする。各梁101の結合
部102は、ヒンジ結合であってもよいが、梁101に
加わるモーメントを伝達するために剛結合とするのが好
ましい。また、各梁101には、中実棒体や開断面形状
の棒体を用いることもできるが、捩り剛性を確保するた
め、円筒形或いは矩形の閉断面構造を採用するのが好ま
しい。さらに、モジュールMの材質は、アルミニウム合
金またはCFRP(carbon fiber reinforced plastic
s)積層材を用いるのが好ましい。アルミニウム合金お
よびCFRPは、熱伝導率が小さいので断熱対策を省略
できるか或いは簡単な構造にすることができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the module shown in FIG. Each module M has six beams 101
To form a hexagonal frame structure. The connecting portion 102 of each beam 101 may be a hinged connection, but is preferably a rigid connection to transmit a moment applied to the beam 101. Further, a solid rod or a rod having an open cross section can be used for each beam 101, but it is preferable to adopt a cylindrical or rectangular closed cross section in order to secure torsional rigidity. Further, the material of the module M is aluminum alloy or CFRP (carbon fiber reinforced plastic).
s) It is preferred to use a laminate. Since aluminum alloy and CFRP have low thermal conductivity, heat insulation measures can be omitted or a simple structure can be adopted.

【0033】特に、アルミニウム合金を用いる場合は、
加工性が良く軽量化できるといった利点がある。また、
CFRPを用いる場合は、線膨張係数が小さいため、熱
変形による荷重を抑制できるといった利点がある。CF
RPの捩り剛性については、±45度層の比率を50%
程度にすることにより良好な結果を得ることができる。
また、CFRPの線膨張計数についても積層構造によっ
て調整できる。さらに、アルミニウム合金と同等の弾性
係数を与える場合には、アルミニウム合金よりもモジュ
ールMを軽量化することができる。
In particular, when using an aluminum alloy,
There is an advantage that the workability is good and the weight can be reduced. Also,
The use of CFRP has an advantage that the load due to thermal deformation can be suppressed because the coefficient of linear expansion is small. CF
Regarding the torsional rigidity of RP, the ratio of ± 45 degree layer is 50%
Good results can be obtained by setting the degree to the above range.
Also, the coefficient of linear expansion of CFRP can be adjusted by the laminated structure. Further, when an elastic coefficient equivalent to that of the aluminum alloy is given, the weight of the module M can be reduced as compared with the aluminum alloy.

【0034】また、モジュールMの結合部102間に
は、補強部材である鋼製のワイヤ103が星型に張られ
ている。ワイヤ103を用いることで、モジュールMの
軽量化を実現でき、モジュールMを折り畳んで展開する
構造を採用できるようになる。なお、ワイヤ103を張
るときは、各ワイヤ103の張力制御を行う必要があ
る。ワイヤ103によりモジュールMを補強することに
より、モジュールMの剛性が向上する。また、補強部材
として、ワイヤ103の他にロッドを用いることもでき
る(図示省略)。ロッドを用いる場合は、引張荷重およ
び圧縮荷重を分担できるという利点がある。ロッドの材
料には、梁101と同様、アルミニウム合金或いはCF
RPを用いる。なお、ロッドと梁101とは、剛性向上
の観点から剛結合とするのが好ましい。
A steel wire 103 as a reinforcing member is stretched between the connecting portions 102 of the module M in a star shape. By using the wire 103, the weight of the module M can be reduced, and a structure in which the module M is folded and deployed can be adopted. When the wires 103 are stretched, it is necessary to control the tension of each wire 103. By reinforcing the module M with the wire 103, the rigidity of the module M is improved. Further, a rod may be used as the reinforcing member in addition to the wire 103 (not shown). When a rod is used, there is an advantage that a tensile load and a compressive load can be shared. The material of the rod is aluminum alloy or CF similarly to the beam 101.
Use RP. Preferably, the rod and the beam 101 are rigidly connected from the viewpoint of improving rigidity.

【0035】上記補強部材は、モジュールMの面内剛性
を高め、固有振動数および変形量を改善する効果があ
る。なお、補強部材の剛性は、梁剛性の1/10〜1/
1で良い。図4は、補強部材の取付形態の変形例を示す
説明図である。補強部材であるワイヤ103或いはロッ
ドは、同図(a)に示すように、モジュールM中心でク
ロスするように、それぞれ対向する結合部102の間に
設けるようにしてもよい。また、同図(b)に示すよう
に、砂時計形になるように設けてもよい。さらに、同図
(c)に示すように、対向する一組の結合部102の間
にワイヤ103等を渡し、そのワイヤ103を中心とし
た両側に砂時計形にワイヤ103を設けるようにしても
よい。これらワイヤ103の配置構造は、モジュールM
に要求される固有振動数や変形量によって決定すればよ
い。
The reinforcing member has the effect of increasing the in-plane rigidity of the module M and improving the natural frequency and the amount of deformation. The rigidity of the reinforcing member is 1/10 to 1/1 / the beam rigidity.
1 is sufficient. FIG. 4 is an explanatory view showing a modification of the mounting form of the reinforcing member. The wire 103 or the rod as the reinforcing member may be provided between the coupling portions 102 facing each other so as to cross at the center of the module M as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3B, the holes may be provided in an hourglass shape. Further, as shown in FIG. 3C, a wire 103 may be passed between a pair of connecting portions 102 facing each other, and the hourglass-shaped wires 103 may be provided on both sides around the wire 103. . The arrangement structure of these wires 103 is
May be determined based on the natural frequency and the amount of deformation required for the above.

【0036】図5は、図1に示したジョイント構造を示
す説明図である。このジョイントJは、同図(a)に示
すように、固定側のモジュールMfと展開側のモジュー
ルMaとを回転軸を中心として相対回転できるようにし
たものである。モジュールMaの回転は、回転軸に設け
たアクチュエータ105により行う。当該アクチュエー
タ105には、モータ、バネ、形状記憶合金、空気圧な
どを用いることができる。また、モータの回転運動を展
開運動に変換する要素としては、減速機、ボールネジと
カムとの組み合わせ等を挙げることができる。さらに、
バネおよび形状記憶合金を用いるときの運動変換要素と
して、カムを用いることもできる。なお、バネをアクチ
ュエータ105として用いるときは、展開のためのエネ
ルギーが極めて小さく抑えられると共に、電気系統など
を含めたアクチュエータ105の構造を簡略化できる。
FIG. 5 is an explanatory view showing the joint structure shown in FIG. As shown in FIG. 1A, the joint J is configured such that the fixed-side module Mf and the deployment-side module Ma can be relatively rotated about a rotation axis. The rotation of the module Ma is performed by the actuator 105 provided on the rotation shaft. As the actuator 105, a motor, a spring, a shape memory alloy, an air pressure, or the like can be used. Elements that convert the rotational motion of the motor into the unfolding motion include a speed reducer, a combination of a ball screw and a cam, and the like. further,
A cam can be used as a motion conversion element when using a spring and a shape memory alloy. When a spring is used as the actuator 105, the energy for deployment can be extremely small, and the structure of the actuator 105 including the electric system can be simplified.

【0037】このようなアクチュエータ105の具体例
としては、同図(b)に示すように、減速比の高い減速
機106の出力軸を前記ジョイントJの回転軸107と
結合し、当該減速機106の入力軸とモータ108の回
転軸を連結するものを挙げることができる。当該モータ
108および減速機106は、ジョイントJの端部に設
ける。なお、同図では、138°の回転を行うモジュー
ルMaを実線で、222°の回転を行うモジュールMa
を点線で示した。また、モジュールMの回転仮想中心
は、ジョイントJの回転中心から偏心した位置にある。
As a specific example of such an actuator 105, as shown in FIG. 3B, the output shaft of a speed reducer 106 having a high reduction ratio is connected to the rotation shaft 107 of the joint J, and the speed reducer 106 And an input shaft connected to the rotation shaft of the motor 108. The motor 108 and the speed reducer 106 are provided at an end of the joint J. In the figure, the module Ma that rotates 138 degrees is indicated by a solid line, and the module Ma that rotates 222 degrees.
Is indicated by a dotted line. Further, the virtual center of rotation of the module M is located at a position eccentric from the center of rotation of the joint J.

【0038】また、モータ108および減速機106を
ジョイントJの中央部に設けるようにすれば、モジュー
ルMの展開動作時や、モジュールMに太陽電池パネルな
どの要素の取り付け時に邪魔にならない(図示省略)。
さらに、アクチュエータ105の故障その他の理由に起
因したモジュールMの展開動作の失敗は、そのモジュー
ル以降のモジュールMの展開ができなくなるから、アク
チュエータ105を複数、並列配置するようにするのが
好ましい。
If the motor 108 and the speed reducer 106 are provided at the center of the joint J, they do not hinder the unfolding operation of the module M or the attachment of an element such as a solar cell panel to the module M (not shown). ).
Further, if the deployment operation of the module M fails due to the failure of the actuator 105 or other reasons, it becomes impossible to deploy the module M after that module. Therefore, it is preferable to arrange a plurality of the actuators 105 in parallel.

【0039】図6は、図1に示したカプラーの構造を示
す斜視図である。同図(a)に示すカプラーCは、ラッ
チのかかる溝110を設けたピン111と、ガイド機能
を有する円錐状の筒体112と、固定ラッチ113とか
ら構成されている。このピン111をオス側としてモジ
ュールMに設け、筒体112および固定ラッチ113を
メス側のモジュールMに設ける。モジュールMを展開す
ることにより、所定モジュールMのピン111が、連結
対象であるモジュールMの筒体112に挿入され、ピン
111の溝110に固定ラッチ113が係止することで
モジュールM同士が連結固定される。また、固定ラッチ
113にアクチュエータ114を設けることで、ピン1
11を開放するようにしてもよい。アクチュエータ11
4には、モータやエアシリンダーなどを用いることがで
きる。
FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the coupler shown in FIG. The coupler C shown in FIG. 1A includes a pin 111 having a groove 110 for latching, a conical cylinder 112 having a guiding function, and a fixed latch 113. The pin 111 is provided on the module M as the male side, and the cylinder 112 and the fixed latch 113 are provided on the module M on the female side. By unfolding the module M, the pins 111 of the predetermined module M are inserted into the cylinder 112 of the module M to be connected, and the fixed latch 113 is engaged with the groove 110 of the pin 111 to connect the modules M together. Fixed. Further, by providing an actuator 114 to the fixed latch 113,
11 may be opened. Actuator 11
For 4, a motor, an air cylinder, or the like can be used.

【0040】同図(b)に示すカプラーは、T字形状の
ハンドル115と、このハンドル115を嵌めこむ溝1
16を有する2枚のプレート117と、各プレート11
7に設けた固定ラッチ118とから構成される。ハンド
ル115の中央には、三角プレート119が設けられて
いる。前記ハンドル115をオス側としてモジュールM
に設け、プレート117および固定ラッチ118をメス
側としてモジュールMに設ける。モジュールMを展開す
ると、ハンドル115の三角プレート119が連結対象
であるモジュールMに設けた2枚のプレート117の間
に入ることで、ガイド機能を奏する。ハンドル115が
溝116に嵌ったら、固定ラッチ118によりハンドル
115が係止され、モジュールM同士が連結固定され
る。なお、上記同様、アクチュエータを設けることで、
固定ラッチを開放することもできる(図示省略)。
The coupler shown in FIG. 4B has a T-shaped handle 115 and a groove 1 into which the handle 115 is fitted.
16 with two plates 117 and each plate 11
7 is provided with a fixed latch 118 provided in the control unit 7. At the center of the handle 115, a triangular plate 119 is provided. Module M with handle 115 as male side
And the module 117 is provided on the module M with the plate 117 and the fixed latch 118 as the female side. When the module M is deployed, the triangular plate 119 of the handle 115 enters between the two plates 117 provided on the module M to be connected, thereby performing a guiding function. When the handle 115 is fitted in the groove 116, the handle 115 is locked by the fixing latch 118, and the modules M are connected and fixed. As described above, by providing an actuator,
The fixing latch can be opened (not shown).

【0041】同図(c)に示すカプラーは、T字形状の
ハンドル120と、このハンドル120を掴むグリップ
機構121とから構成される。グリップ機構121は、
モータその他のアクチュエータによって駆動される。前
記ハンドル120をオス側としてモジュールMに設け、
グリップ機構121をメス側に設ける。モジュールMを
展開すると、ハンドル120が開いたグリップ機構12
1の中に入り、グリップ機構121がハンドル120を
掴む。これにより、モジュールM同士が連結固定され
る。なお、グリップ機構121は、センサなどによりハ
ンドル120を検知し、このセンサ信号に基づいてアク
チュエータを作動させることで把持動作を行う。なお、
グリップ内にプッシャを設け、展開動作に伴いハンドル
がプッシャを押すことで機械的にグリップが把持動作を
行うようにしても良い。また、図示しないが、モジュー
ルMに台形形状などの簡単なガイド板を設け、当該ガイ
ド板が組み合った状態でマグネット或いは固定ラッチで
連結するようにしてもよい(いずれも図示省略)。
The coupler shown in FIG. 3C is composed of a T-shaped handle 120 and a grip mechanism 121 for gripping the handle 120. The grip mechanism 121
It is driven by a motor or other actuator. The handle 120 is provided on the module M as a male side,
The grip mechanism 121 is provided on the scalpel side. When the module M is expanded, the handle mechanism 120 is opened and the grip mechanism 12 is opened.
1, the grip mechanism 121 grips the handle 120. Thereby, the modules M are connected and fixed. The grip mechanism 121 performs a gripping operation by detecting the handle 120 with a sensor or the like and operating an actuator based on the sensor signal. In addition,
A pusher may be provided in the grip, and the grip may mechanically perform a gripping operation when the handle presses the pusher with the unfolding operation. Although not shown, a simple guide plate having a trapezoidal shape or the like may be provided on the module M, and the module M may be connected by a magnet or a fixed latch in a state where the guide plates are assembled (all are not shown).

【0042】図7は、モジュールを折り畳んだ状態を示
す説明図である。前記宇宙構造体100は、図2の展開
図に示すジョイントJ部分で所定角度(138°、22
2°)回転させることで、6角柱に積層して折り畳まれ
る(図7(a)参照)。宇宙構造体100を宇宙空間に
打ち上げるときは、このようにモジュールMを折り畳ん
だ状態でロケット内に収容する。各モジュールMには、
積層状態を維持するための仮固定装置125が設けられ
ている。仮固定装置125は、モジュールMの積層状態
を保持し、打ち上げ時にモジュールMが振動してアクチ
ュエータを破損させるのを防止すると共に、モジュール
展開順序を管理する上での安全装置として機能する。
FIG. 7 is an explanatory view showing a state where the module is folded. The space structure 100 has a predetermined angle (138 °, 22 °) at the joint J shown in the developed view of FIG.
By rotating it by 2 °), it is stacked and folded on a hexagonal prism (see FIG. 7A). When launching the space structure 100 into the outer space, the module M is accommodated in the rocket in a folded state as described above. Each module M has
A temporary fixing device 125 for maintaining a stacked state is provided. The temporary fixing device 125 holds the stacked state of the modules M, prevents the modules M from vibrating at the time of launch, and damages the actuator, and also functions as a safety device in managing the module deployment order.

【0043】この仮固定装置125は、同図(b)に示
すように、固定部126と爆発ボルト127によってモ
ジュールMとモジュールMとを仮固定しており、モジュ
ール展開時に当該爆発ボルト127を爆発させて固定を
解除する。特に、爆発ボルト127を用いる場合は、動
作の信頼性、保持剛性が高いという利点がある。また、
爆発ボルト127の他にヒューズや、ヒューズとバネと
を組み合わせたものによりモジュールを仮固定すること
もできる(図示省略)。
In this temporary fixing device 125, as shown in FIG. 7B, the module M and the module M are temporarily fixed by the fixing portion 126 and the explosion bolt 127, and when the module is deployed, the explosion bolt 127 is exploded. To release the fixation. In particular, when the explosion bolt 127 is used, there is an advantage that operation reliability and holding rigidity are high. Also,
In addition to the explosion bolt 127, the module can be temporarily fixed by a fuse or a combination of a fuse and a spring (not shown).

【0044】さらに、前記爆発ボルト127などの強制
分離式の他、ノッチ・ピン式の仮固定装置を用いること
もできる。図8は、ノッチ・ピン式の仮固定装置を示す
説明図である。この仮固定装置128では、一方のモジ
ュールMに掛け金129を設け、他方のモジュールMに
掛け金129を引っ掛けるノッチ130或いはピンを設
ける。そして、掛け金129をアクチュエータ131に
より回転或いはスライドし、当該掛け金129により拘
束を解除する。なお、前記アクチュエータ131には、
モータ、ソレノイドまたはパラフィンなどを用いること
ができる。
In addition to the forced separation type such as the explosion bolt 127, a notch pin type temporary fixing device can be used. FIG. 8 is an explanatory view showing a notch pin type temporary fixing device. In this temporary fixing device 128, a latch 129 is provided on one module M, and a notch 130 or a pin for hooking the latch 129 is provided on the other module M. Then, the latch 129 is rotated or slid by the actuator 131, and the restraint is released by the latch 129. The actuator 131 includes:
A motor, solenoid, paraffin, or the like can be used.

【0045】図9は、モジュールの構造の変形例を示す
説明図である。この折り畳み式のモジュールMは、同図
(a)に示すように、モジュールMの対向する結合部1
02の間に伸縮装置141を渡した構成である。この伸
縮装置141は、中央のアクチュエータ142によって
伸縮ワイヤ143の巻き取り及び引き出しを可能とした
構造となる。アクチュエータ142には、回転運動を行
うものを用いることができ、例えばモータと減速機の組
み合わせや、シリンダーと直線運動を回転運動に変換す
る運動変換装置との組み合わせ等を挙げることができ
る。また、梁101同士の結合部102は、ヒンジなど
の回転可能な関節構造になっており、さらに、伸縮装置
141を渡した結合部102の両側の梁101は、その
中央部にコイルスプリング144が設けられており、当
該部分にて折り曲げ自在な構造になっている。伸縮装置
141の両側には、それぞれワイヤ103がクロスして
張られている。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a modification of the module structure. The foldable module M is, as shown in FIG.
In this configuration, the telescopic device 141 is passed between the two. The telescopic device 141 has a structure in which the telescopic wire 143 can be wound and pulled out by the central actuator 142. As the actuator 142, an actuator that performs a rotary motion can be used, and examples thereof include a combination of a motor and a speed reducer, and a combination of a cylinder and a motion conversion device that converts a linear motion into a rotary motion. Further, the connecting portion 102 between the beams 101 has a rotatable joint structure such as a hinge. Further, the beam 101 on both sides of the connecting portion 102 across which the telescopic device 141 is provided has a coil spring 144 at the center thereof. It is provided, and has a structure that can be bent freely at the relevant portion. Wires 103 are stretched crosswise on both sides of the extension device 141.

【0046】同図(b)に、モジュールを折り畳んだ状
態を示す。モジュールMを折り畳んだ状態からアクチュ
エータ142を作動して伸縮ワイヤ143を引き出す
と、伸縮ワイヤ143の引き出し量に応じ、コイルスプ
リング144のバネ力によって梁101が開動作をす
る。モジュールMを完全に展開した状態で、ワイヤ10
3が一定の張力でクロス状に張られ、補強部材として機
能する。展開した状態から折り畳む場合は、アクチュエ
ータ142を駆動して伸縮ワイヤ143を巻き取れば良
い。モジュールMを折り畳み構造にすることで、宇宙構
造体100をさらにコンパクトにまとめることができ
る。なお、伸縮装置141の構成は、アクチュエータ1
42と伸縮ワイヤ143に限定されない。例えばモジュ
ールMの結合部102にナットを設け、当該結合部10
2の間にナットに螺合するネジを渡し、アクチュエータ
によってネジを回転させる構成でもよい(図示省略)。
この場合、アクチュエータによりネジを回転させること
で、ナットがネジ上を移動し、これに伴い、モジュール
Mの折り畳みと展開を行うことが可能になる。
FIG. 7B shows a state where the module is folded. When the actuator 142 is operated to pull out the telescopic wire 143 from the state in which the module M is folded, the beam 101 is opened by the spring force of the coil spring 144 according to the amount of pulling out of the telescopic wire 143. With module M fully deployed, wire 10
3 is stretched in a cross shape with a constant tension, and functions as a reinforcing member. When folding from the expanded state, the actuator 142 may be driven to wind the telescopic wire 143. By making the module M a folded structure, the space structure 100 can be further compacted. Note that the configuration of the extension device 141 is the same as that of the actuator 1.
42 and the extension wire 143 are not limited. For example, a nut is provided in the connecting portion 102 of the module M, and the connecting portion 10
A configuration may be adopted in which a screw screwed to a nut is passed between the two and the screw is rotated by an actuator (not shown).
In this case, when the screw is rotated by the actuator, the nut moves on the screw, and accordingly, the module M can be folded and unfolded.

【0047】図10は、宇宙構造体の収納形態を示す説
明図である。宇宙構造体100は、図7(a)に示した
状態で折り畳まれ、ロケットフェアリング内のペイロー
ドエンベロープ150内に収納される。例えばH−2ロ
ケットのペイロードエンベロープ150は、その直径が
d=4m、長さがL=12m(円筒部分は7m程度)で
ある。また、米国スペースシャトルのエンベロープは円
筒形状をしており、その収納高さが15m程度で、直径
は4m程度である。この宇宙構造体100は、折り畳む
ことによりモジュールMの対角線寸法(D=4.6m)
を最大径とした角柱状に折り畳むことができるので、ロ
ケットやスペースシャトルのペイロードエンベロープ1
50にも、容易に収納することができる。
FIG. 10 is an explanatory view showing a storage configuration of the space structure. The space structure 100 is folded in the state shown in FIG. 7A and stored in the payload envelope 150 in the rocket fairing. For example, the payload envelope 150 of the H-2 rocket has a diameter d = 4 m and a length L = 12 m (a cylindrical portion is about 7 m). The U.S. Space Shuttle envelope has a cylindrical shape with a storage height of about 15 m and a diameter of about 4 m. The space structure 100 can be folded to obtain a diagonal dimension (D = 4.6 m) of the module M.
Rocket or space shuttle payload envelope 1
50 can also be easily stored.

【0048】[宇宙構造体の展開システム]図11は、
宇宙構造体の展開システムを示す構成図である。この展
開システム200は、後述する所定の展開プログラムを
記憶した記憶装置201と、この展開プログラムをメモ
リ202(RAM:Random Access Memory)にロードし
てCPU203で実行する処理装置204と、モジュー
ル展開動作を行うための電源205と、マイクロ波によ
り地上との通信を行う通信システム206および通信ア
ンテナ207と、モジュールMのジョイントJおよびカ
プラーCや仮固定装置125を駆動するための電気回路
208と、地上指令基地209とから構成される。
[Space System Deployment System] FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a deployment system of a space structure. The expansion system 200 includes a storage device 201 that stores a predetermined expansion program described later, a processing device 204 that loads the expansion program into a memory 202 (Random Access Memory) and executes it by a CPU 203, and performs a module expansion operation. A communication system 206 and a communication antenna 207 for performing communication with the ground by microwaves, an electric circuit 208 for driving the joint J and the coupler C of the module M and the temporary fixing device 125, and a ground command. And a base 209.

【0049】地上指令基地209は、宇宙構造体100
の遠隔操作システム210と、マイクロ波の送信或いは
受信を行う大型の通信アンテナ211と、これに接続し
た通信システム212を備え、ジョイントJの駆動など
の命令信号をマイクロ波の搬送波に乗せ、周波数変調す
ることで送信する。展開システム200の実行命令は、
地上指令基地209の遠隔操作システム210を用いて
行う。遠隔操作システム210は、遠隔操作プログラム
213を備えたコンピューター214と、画像表示装置
215および入力装置216から構成されている。な
お、同図に示すように地上指令基地209以外の構成は
宇宙構造体100側に搭載されるが、展開プログラムを
記憶した記憶装置201や、そのプログラムを実行する
処理装置204を地上側の遠隔操作システム210に移
行し、宇宙構造体100側に設置した電気回路208に
直接、駆動命令を送るようにしてもよい。
The ground command base 209 is provided with the space structure 100
A remote control system 210, a large communication antenna 211 for transmitting or receiving microwaves, and a communication system 212 connected to the remote control system 210. A command signal for driving the joint J or the like is placed on a microwave carrier wave to perform frequency modulation. Send by doing. The execution instruction of the deployment system 200 is:
This is performed using the remote control system 210 of the ground command base 209. The remote control system 210 includes a computer 214 having a remote control program 213, an image display device 215, and an input device 216. As shown in the figure, components other than the ground command base 209 are mounted on the space structure 100 side. However, a storage device 201 storing the deployment program and a processing device 204 executing the program are provided on the remote side of the ground. It is also possible to shift to the operation system 210 and send a drive command directly to the electric circuit 208 installed on the space structure 100 side.

【0050】なお、前記記憶装置201は、ハードディ
スク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の
不揮発性のメモリや、RAMのような揮発性のメモリ、
あるいはこれらの組み合わせにより構成される。また、
同図に示すように、地上指令基地209或いは通信シス
テム212、通信アンテナ211を地球上の複数地点に
設置し、これらをインターネット217で接続して宇宙
構造体100の遠隔操作を行うこともできる。また、前
記電源205は、宇宙構造体100のモジュールMに取
り付けた太陽電池パネル218から電力供給を受けるよ
うにしてもよい。
The storage device 201 includes a nonvolatile memory such as a hard disk device, a magneto-optical disk device, and a flash memory, a volatile memory such as a RAM,
Alternatively, it is constituted by a combination of these. Also,
As shown in the figure, the ground command base 209, the communication system 212, and the communication antenna 211 can be installed at a plurality of points on the earth, and these can be connected via the Internet 217 to remotely control the space structure 100. Further, the power supply 205 may be supplied with power from a solar cell panel 218 attached to the module M of the space structure 100.

【0051】図12は、図11に示した展開システムの
機能ブロック図である。この展開システム200は、上
記展開プログラムや各種ハードウエアの組み合わせによ
って実現され、折り畳んだモジュールMの仮固定を解除
する仮固定解除部231と、モジュールM同士を回転可
能に連結しているジョイントJのアクチュエータ105
を作動させるジョイント作動部232と、カプラーCの
連結動作を行うカプラー作動部234と、これらを制御
する制御部235とから構成される。なお、制御部23
5と、仮固定解除部231、ジョイント作動部232お
よびカプラー作動部234とは、制御部235を宇宙構
造体100側に設けたときには伝送線により、制御部2
35を地上指令基地209側に設けたときにはマイクロ
波により通信が行われる。
FIG. 12 is a functional block diagram of the deployment system shown in FIG. The unfolding system 200 is realized by a combination of the unfolding program and various hardware, and includes a temporary fixing releasing unit 231 that releases the temporary fixing of the folded module M, and a joint J that rotatably connects the modules M to each other. Actuator 105
, A coupler operating unit 234 for connecting the coupler C, and a control unit 235 for controlling these. The control unit 23
5 and the temporary release unit 231, the joint operating unit 232, and the coupler operating unit 234, when the control unit 235 is provided on the space structure 100 side, by the transmission line.
When 35 is provided on the ground command base 209 side, communication is performed by microwaves.

【0052】図13は、この展開システムの動作を示す
フローチャートである。まず、地上指令基地209にお
いて、遠隔操作システム210の入力装置216から宇
宙構造体100の展開命令を入力する。或いは、所定時
間か所定のトリガー信号によって自動的に展開命令を行
うようにする(ステップS101)。つぎに、この展開
命令を通信システム212によってパルス変調し、通信
アンテナ211からマイクロ波に乗せて宇宙空間に送信
する。このマイクロ波信号は、宇宙構造体100側の通
信アンテナ207で受信され、通信システム206の変
換回路により展開命令に復調され、処理装置204に送
られる(ステップS102)。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of this expansion system. First, at the ground command base 209, a command to deploy the space structure 100 is input from the input device 216 of the remote control system 210. Alternatively, a deployment command is automatically issued for a predetermined time or by a predetermined trigger signal (step S101). Next, this expansion command is pulse-modulated by the communication system 212 and transmitted from the communication antenna 211 to outer space through microwaves. The microwave signal is received by the communication antenna 207 on the space structure 100 side, demodulated into a deployment command by the conversion circuit of the communication system 206, and sent to the processing device 204 (step S102).

【0053】処理装置204では、記憶装置201から
宇宙構造体100の展開プログラムを読み出し、メモリ
202にロードする(ステップS103)。この展開プ
ログラムには、仮固定の解除、後述するモジュールJの
展開順序、展開速度、カプラーCの作動タイミングなど
のプログラムが含まれている。制御部235は、当該展
開プログラムに従って、仮固定解除部231、ジョイン
ト作動部232およびカプラー作動部234を制御す
る。
The processing device 204 reads out the development program of the space structure 100 from the storage device 201 and loads it into the memory 202 (step S103). The expansion program includes programs for releasing the temporary fixation, the expansion order and expansion speed of the module J described later, the operation timing of the coupler C, and the like. The control unit 235 controls the temporary fixing releasing unit 231, the joint operating unit 232, and the coupler operating unit 234 according to the deployment program.

【0054】続いて、仮固定解除部231は、展開プロ
グラムに従い、仮固定装置125によるモジュールMの
仮固定を解除する(ステップS104)。例えば、図7
に示したように、仮固定装置として爆発ボルト127を
用いている場合、電気回路208を制御して当該爆発ボ
ルト127に電流を流し、着火爆発させる。また、図8
に示したように、仮固定装置125としてノッチ・ピン
式のものを用いている場合、電気回路208を制御する
ことでアクチュエータ131を作動させ、掛け金129
による仮固定を解除する。
Subsequently, the temporary fixing releasing section 231 releases the temporary fixing of the module M by the temporary fixing device 125 according to the expansion program (step S104). For example, FIG.
As shown in (1), when the explosion bolt 127 is used as a temporary fixing device, the electric circuit 208 is controlled to supply a current to the explosion bolt 127 to cause an ignition explosion. FIG.
As shown in (2), when a notch pin type is used as the temporary fixing device 125, the actuator 131 is operated by controlling the electric circuit 208, and the latch 129 is operated.
Release the temporary fixation by.

【0055】つぎに、ジョイント作動部232は、ジョ
イントJのアクチュエータ105を作動させ、仮固定を
解除したモジュールMの展開を行う(ステップS10
5)。ここで、モジュールMを展開したとき、既に展開
しているモジュールMとの連結固定が不要な場合(ステ
ップS106)、さらに次のモジュールMの仮固定を解
除し、当該解除したモジュールMを展開する(ステップ
S104〜S105)。一方、既に展開しているモジュ
ールMとの連結固定が必要な場合、カプラー作動部23
4は、該当するカプラーCを作動させてモジュール間の
連結固定を行う(ステップS107)。
Next, the joint operating section 232 operates the actuator 105 of the joint J, and deploys the module M whose temporary fix has been released (step S10).
5). Here, when the module M is expanded, if it is not necessary to connect and fix the module M which has already been expanded (step S106), the temporary fixing of the next module M is further released, and the released module M is expanded. (Steps S104 to S105). On the other hand, when it is necessary to connect and fix the module M already deployed, the coupler operating unit 23
In step S107, the corresponding coupler C is operated to connect and fix the modules (step S107).

【0056】なお、カプラーCの作動は、当該カプラー
Cが図6の(c)に示すようなグリップ機構121を有
する場合に必要となり、同図(a)および(b)に示す
固定ラッチ113、118を用いた場合は、カプラーC
の作動は機械的に独立して行われるので、展開プログラ
ムによる作動命令は必要ない。そして、全てのモジュー
ルMが展開されるまで、上記動作を繰り返す(ステップ
S108)。なお、展開動作の過程を、通信システム2
06、212を利用して地上で監視することもできる。
また、仮固定の解除を全て終了してから、展開動作を行
うようにしてもよい。
The operation of the coupler C is necessary when the coupler C has a gripping mechanism 121 as shown in FIG. 6C, and the fixed latch 113 shown in FIGS. When using 118, coupler C
Does not need to be operated by a deployment program. Then, the above operation is repeated until all the modules M are expanded (step S108). In addition, the process of the deployment operation is described in the communication system 2.
It is also possible to monitor on the ground by using 06, 212.
Further, the unfolding operation may be performed after all the temporary fixing is released.

【0057】[宇宙構造体のモジュール展開順序]つぎ
に、宇宙構造体100のモジュールMの展開順序につい
て説明する。図2に示した平面展開図のジョイント番号
順にモジュールを展開した場合、モジュールM同士が干
渉して展開できない場合がある。そこで、モジュールM
の展開構造を仮決定し、この展開構造に従ってモジュー
ルMを展開することで干渉が発生するか否かのシミュレ
ーション(単純な展開シミュレーションで十分で、モジ
ュールの慣性モーメントや引力その他の条件は不要であ
る)を行った。この結果、次の表に示す順序でモジュー
ルMを展開することで干渉を回避できることが判った。
[Order of Deploying Module of Space Structure] Next, the order of deploying the module M of the space structure 100 will be described. When the modules are deployed in the order of the joint numbers in the planar development view shown in FIG. 2, the modules M may interfere with each other and cannot be deployed. So, module M
Is tentatively determined, and a simulation of whether or not interference occurs by expanding the module M in accordance with the expanded structure (a simple expanded simulation is sufficient, and the moment of inertia, attractive force, and other conditions of the module are unnecessary). ) Was done. As a result, it was found that interference can be avoided by expanding the modules M in the order shown in the following table.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】同表において、左欄に展開順序を示し、右
欄に当該順序において展開するジョイント番号を示す。
なお、右欄にジョイント番号が並列に記載されている場
合は、当該ジョイントJを同時に展開することを意味す
る。かかる展開順序によってモジュール間の干渉が防止
されるから、宇宙空間において確実にモジュールMを展
開できるようになる。なお、当該展開順序以外にもシミ
ュレーションによって求めることができるが、この展開
順序は展開時の宇宙構造体100の移動を極小に抑える
ことができる点で優れている。
In the same table, the left column shows the deployment order, and the right column shows the joint numbers developed in the order.
When the joint numbers are described in parallel in the right column, it means that the joints J are simultaneously developed. Since the order of deployment prevents interference between modules, the modules M can be reliably deployed in space. The expansion order can be obtained by simulation other than the expansion order, but this expansion order is excellent in that the movement of the space structure 100 during expansion can be minimized.

【0060】図14〜図28は、宇宙構造体の展開過程
を示す説明図である。なお、これらの図では、説明しや
すいように宇宙構造体のモジュールを面表現した。宇宙
構造体100は、図14に示すような6角柱形状に折り
畳まれて保持されている。この宇宙構造体100がエン
ベロープから放出され、地上指令基地209からの展開
指令により展開を開始する。まず、ステップ1では、図
15に示すように、ジョイントJ1aを作動してモジュ
ールM1を138°展開する(以下、ジョイント番号に
「a」を付したものは138°の展開をするものとす
る)。ここで、無重力状態では、モジュールM1を展開
する反動によりその他のモジュールが少なからず回転す
ることになる。
FIGS. 14 to 28 are explanatory diagrams showing the process of deploying the space structure. In these figures, the modules of the space structure are represented in plane for easy explanation. The space structure 100 is folded and held in a hexagonal prism shape as shown in FIG. The space structure 100 is released from the envelope, and starts deployment in response to a deployment command from the ground command base 209. First, in step 1, as shown in FIG. 15, the joint J1a is operated to deploy the module M1 by 138 ° (hereinafter, the module with “a” added to the joint number is deployed by 138 °). . Here, in the zero-gravity state, the other modules rotate to a considerable extent due to the reaction of expanding the module M1.

【0061】ステップ2では、図16に示すように、ジ
ョイントJ2bを作動することでモジュールM2を22
2°展開する(以下、ジョイント番号に「b」を付した
ものは222°の展開をするものとする)。続いて、ス
テップ3では、図17に示すように、ジョイントJ3a
を作動させることでモジュールM3を展開する。また、
ステップ4では、図18に示すように、ジョイントJ5
aを作動させることでモジュールM5をモジュールM4
と共に展開する。ここでジョイントJ4bを作動させな
いのは、上述したように、モジュールの干渉を防止する
ためである。
In step 2, as shown in FIG. 16, the module M2 is connected to the module M2 by operating the joint J2b.
The joint is developed by 2 ° (hereinafter, the joint number with “b” is developed by 222 °). Subsequently, in step 3, as shown in FIG.
Is activated to deploy the module M3. Also,
In step 4, as shown in FIG.
The module M5 is changed to the module M4
Expand with. Here, the reason why the joint J4b is not operated is to prevent interference between the modules as described above.

【0062】ステップ5では、図19に示すように、ジ
ョイントJ4bを作動させることでモジュールM4を展
開する。ここで、モジュールM4の展開により、モジュ
ールM5とモジュールM1とが、カプラーC1a、C1
bにより連結固定される。つぎに、ステップ6では、図
20に示すように、干渉防止のため、ジョイントJ7a
を作動させてモジュールM7をモジュールM6と共に展
開する。ステップ7では、図21に示すように、ジョイ
ントJ6bを作動させて、モジュールM6を展開する。
At step 5, as shown in FIG. 19, the module M4 is deployed by operating the joint J4b. Here, the expansion of the module M4 causes the modules M5 and M1 to connect to the couplers C1a and C1a.
It is connected and fixed by b. Next, in step 6, as shown in FIG.
Is operated to deploy the module M7 together with the module M6. In step 7, as shown in FIG. 21, the joint J6b is operated to deploy the module M6.

【0063】ステップ8では、図22に示すように、ジ
ョイントJ8bおよびジョイントJ9aを同時に作動さ
せ、モジュールM8およびモジュールM9を同時展開す
る。ここで、モジュールM8の展開により、モジュール
M8とモジュールM1とが、カプラーC2a、C2bに
より連結固定される。続いて、ステップ9では、図23
に示すように、ジョイントJ10bおよびジョイントJ
11aを同時に作動させ、モジュールM10およびモジ
ュールM11を同時展開する。モジュールM10の展開
により、モジュールM10とモジュールM2とが、カプ
ラーC3a、C3bにより連結固定される。
In step 8, as shown in FIG. 22, the joints J8b and J9a are simultaneously operated, and the modules M8 and M9 are simultaneously deployed. Here, as the module M8 is expanded, the module M8 and the module M1 are connected and fixed by the couplers C2a and C2b. Subsequently, in step 9, FIG.
As shown in FIG.
11a are operated simultaneously, and the modules M10 and M11 are simultaneously deployed. By the expansion of the module M10, the module M10 and the module M2 are connected and fixed by the couplers C3a and C3b.

【0064】ステップ10では、図24に示すように、
ジョイントJ12bおよびジョイントJ13aを同時に
作動させ、モジュールM12およびモジュールM13を
同時展開する。モジュールM12の展開により、モジュ
ールM12とモジュールM3とが、カプラーC4a、C
4bにより連結固定される。ステップ11では、図25
に示すように、ジョイントJ14bおよびジョイントJ
15aを同時に作動させ、モジュールM14およびモジ
ュールM15を同時展開する。モジュールM14の展開
により、モジュールM14とモジュールM4とが、カプ
ラーC5a、C5bにより連結固定される。また、モジ
ュールM15の展開により、モジュールM15とモジュ
ールM6とが、カプラーC6a、C6bにより連結固定
される。なお、本図以降、詳細なモジュールの番号は省
略する。
In step 10, as shown in FIG.
The joints J12b and J13a are simultaneously operated, and the modules M12 and M13 are simultaneously deployed. By the expansion of the module M12, the modules M12 and M3 are connected to the couplers C4a and C4a.
It is connected and fixed by 4b. In Step 11, FIG.
As shown in FIG.
15a are operated simultaneously, and the modules M14 and M15 are simultaneously deployed. By the expansion of the module M14, the module M14 and the module M4 are connected and fixed by the couplers C5a and C5b. Further, by expanding the module M15, the module M15 and the module M6 are connected and fixed by the couplers C6a and C6b. Note that detailed module numbers are omitted from this figure.

【0065】ステップ12では、図26に示すように、
ジョイントJ16bおよびジョイントJ17aを同時に
作動させ、モジュールM16およびモジュールM17を
同時展開する。モジュールM17の展開により、モジュ
ールM17とモジュールM7とが、カプラーC7a、C
7bにより連結固定される。ステップ13では、図27
に示すように、ジョイントJ19bを作動させることで
モジュールM19をモジュールM18と共に展開する。
また、モジュールM19の展開により、モジュールM1
9とモジュールM11とが、カプラーC9a、C9bに
より連結固定される。
In step 12, as shown in FIG.
The joints J16b and J17a are simultaneously operated, and the modules M16 and M17 are simultaneously deployed. By the expansion of the module M17, the modules M17 and M7 are connected to the couplers C7a and C7a.
7b. In step 13, FIG.
By operating the joint J19b, the module M19 is deployed together with the module M18 as shown in FIG.
Further, by expanding the module M19, the module M1
9 and module M11 are connected and fixed by couplers C9a and C9b.

【0066】つぎに、ステップ14では、図28に示す
ように、ジョイントJ18を作動させることで、モジュ
ールM18を展開する。モジュールM18の展開によ
り、モジュールM18とモジュールM9とが、カプラー
C8a、C8bにより連結固定される。また、モジュー
ルM16とモジュールM20とが、カプラーC11a、
C11bにより、モジュールM20とモジュールM13
とが、カプラーC10a、C10bにより連結固定され
る。以上の展開動作により、図28に示すような略球形
状の宇宙構造体100が組み立てられる。
Next, in step 14, as shown in FIG. 28, the module M18 is deployed by operating the joint J18. By the expansion of the module M18, the module M18 and the module M9 are connected and fixed by the couplers C8a and C8b. Further, the module M16 and the module M20 are provided with a coupler C11a,
The module M20 and the module M13 are provided by C11b.
Are connected and fixed by the couplers C10a and C10b. Through the above expanding operation, the substantially spherical space structure 100 as shown in FIG. 28 is assembled.

【0067】以上の展開順序により、発明者が実際にシ
ミュレーションしたところ、展開前と展開後の移動が極
小に抑えられることが判った。また、展開中における加
速度および角加速度についても、非常に小さいレベルし
か認められなかった。また、角加速度については、展開
ステップの進行につれて展開モジュールMとその他のモ
ジュールMとのモーメントに差が出るため、次第に減少
することが判った。
According to the above-described development order, when the inventor actually simulated, it was found that the movement before and after the development was minimized. Also, very low levels of acceleration and angular acceleration during deployment were also observed. Further, it has been found that the angular acceleration gradually decreases because the difference between the moment of the deployment module M and the moment of the other module M appears as the deployment step proceeds.

【0068】なお、このシミュレーションにおいては、
展開の基本動作の確認と重力傾斜トルクによる影響を確
認するため、市販の運動解析ソフトウエア「AMAM
S」を使用し、無重力状態での展開シミュレーションと
重力傾斜トルクを考慮したシミュレーションを行った。
まず、その解析条件として、収納状態における構造体が
地球指向で軌道するよう初期速度を与えた。ジョイント
の展開動作は、動作をスムーズにするため、同ソフトウ
エアに実装されているSTEP5関数を用いた。その他
の詳細な条件は、以下の表2に示す。
In this simulation,
In order to confirm the basic operation of deployment and the effect of gravity gradient torque, commercially available motion analysis software "AMAM
Using "S", a deployment simulation in a zero-gravity state and a simulation in consideration of gravity gradient torque were performed.
First, as an analysis condition, an initial velocity was given so that the structure in the housed state orbits in the earth direction. The joint deployment operation used the STEP5 function implemented in the software to smooth the operation. Other detailed conditions are shown in Table 2 below.

【0069】[0069]

【表2】 [Table 2]

【0070】なお、モジュールの積層方向をY軸、モジ
ュール面をX−Z軸とした。また、前記初期速度は、V
i=(G×M/ri1/2(i=1,2,3,…20)
で与えた。このシミュレーションの結果、無重力状態で
は、角速度が収束してゼロに近い値を示したが、重力傾
斜トルクを考慮した場合には、X軸、Z軸方向に角速度
が生じた。ただし、この回転速度が非常に遅いことか
ら、重力傾斜トルクの影響は殆ど無視できることが判明
した。
The stacking direction of the modules was set to the Y axis, and the module surface was set to the XZ axis. The initial speed is V
o i = (G × M / r i) 1/2 (i = 1,2,3, ... 20)
Given in. As a result of this simulation, in the zero gravity state, the angular velocity converged and showed a value close to zero, but when the gravity gradient torque was considered, the angular velocity occurred in the X-axis and Z-axis directions. However, it was found that the influence of the gravitational gradient torque was almost negligible because the rotation speed was very low.

【0071】[宇宙構造体の実施例]基本形態である宇
宙構造体100は、モジュールMの材料に、ヤング率E
=7300kg/mm2、ポアソン比ν=0.33のア
ルミニウム合金を用いた。また、断面閉形状のチューブ
状の梁を用い、その長さ(6角形の一辺)を2000m
m(展開後の球殻直径9.91m)、外径D=80m
m、板厚t=2mmとした。さらに、補強部材であるワ
イヤ103には鋼製ワイヤを用い、星形に張設した。梁
101同士は、剛結合とし、曲げ剛性の向上を図った。
[Embodiment of Space Structure] The space structure 100, which is a basic embodiment, includes a module M having a Young's modulus E
= 7300 kg / mm 2 and an aluminum alloy having a Poisson's ratio ν = 0.33 was used. In addition, a tube-shaped beam having a closed cross section is used, and its length (one side of a hexagon) is 2000 m.
m (diameter of the spherical shell after development is 9.91 m), outer diameter D = 80 m
m and the plate thickness t = 2 mm. Further, a steel wire was used as the reinforcing member 103, and was stretched in a star shape. The beams 101 are rigidly connected to each other to improve bending rigidity.

【0072】[宇宙構造体の応用例]図29は、上記宇
宙構造体の応用例を示す説明図である。宇宙構造体10
0の各モジュールMに太陽電池パネル301を取り付け
て発電モジュール300とする。各モジュールMに太陽
電池パネル301を設けることにより、太陽光線が球体
の半分に確実に当たることになる。また、発電モジュー
ル300が略球形状であるため、当該発電モジュール3
00を姿勢制御する必要性がない。このため、発電中に
故障が発生する確率は極めて少ない。なお、太陽電池パ
ネル301を全てのモジュールMに設ける必要はなく、
必要に応じた数にすることもできる。さらに、太陽電池
パネル301の表面を球状に成形すれば、全体として球
形に近づくので、太陽光を効率的に受けることができる
(図示省略)。なお、太陽電池パネル301から導出す
る配線は、チューブ状の梁101内を通して、所定箇所
に集められる(図示省略)。
[Application Example of Space Structure] FIG. 29 is an explanatory diagram showing an application example of the space structure. Space structure 10
The solar cell panel 301 is attached to each module M of No. 0 to form a power generation module 300. By providing the solar cell panel 301 in each module M, the solar rays surely hit half of the sphere. Further, since the power generation module 300 has a substantially spherical shape, the power generation module 3
There is no need to control the attitude of 00. Therefore, the probability of occurrence of a failure during power generation is extremely low. In addition, it is not necessary to provide the solar cell panel 301 in every module M,
Any number can be used as needed. Furthermore, if the surface of the solar cell panel 301 is formed into a spherical shape, the entire shape approaches a spherical shape, so that sunlight can be efficiently received (not shown). In addition, the wiring derived from the solar cell panel 301 is collected at a predetermined location through the inside of the tubular beam 101 (not shown).

【0073】図30は、太陽発電衛星を示す構成図であ
る。この太陽発電衛星350は、アルミニウム合金或い
はCFRPなどの構造材料により構成され、複数のアー
ム351を備えた主構造体352と、この主構造体35
2のアーム351先端に設けた発電モジュール300
と、主構造体352の一端に設けた送電装置353およ
び送電アンテナ354とから構成されている。主構造体
352には、集電のための配線が設けられ、発電モジュ
ール300と送電装置353とを電気的に接続してい
る。また、主構造体352は、テザーチェーン構造であ
ってもよい。
FIG. 30 is a configuration diagram showing a solar power generation satellite. The solar power satellite 350 is composed of a structural material such as an aluminum alloy or CFRP, and has a main structure 352 having a plurality of arms 351 and a main structure 35.
Power generation module 300 provided at the tip of second arm 351
And a power transmission device 353 and a power transmission antenna 354 provided at one end of the main structure 352. Wiring for power collection is provided in the main structure 352, and electrically connects the power generation module 300 and the power transmission device 353. Further, the main structure 352 may have a tether chain structure.

【0074】送電装置353では、発電モジュール30
0から送電された直流電流を2.45GHzの高周波マ
イクロ波に変換する。送電アンテナ354は、送電アン
テナ素子を複数アレイ状に配置した構成であり、各送電
アンテナ素子には、電力増幅器が設けられている。送電
装置353で発生したマイクロ波は前記送電アンテナ3
54に送られ、当該送電アンテナ354から受信アンテ
ナ(図示省略)に向けて放射する。なお、マイクロ波を
正確に受信アンテナに送る方法として、特開平6−32
7172号公報等に開示の技術が知られている。
In the power transmission device 353, the power generation module 30
The DC current transmitted from 0 is converted to a high-frequency microwave of 2.45 GHz. The power transmitting antenna 354 has a configuration in which a plurality of power transmitting antenna elements are arranged in an array, and each power transmitting antenna element is provided with a power amplifier. The microwave generated by the power transmitting device 353 is
And transmitted from the power transmitting antenna 354 to a receiving antenna (not shown). As a method of accurately transmitting a microwave to a receiving antenna, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-32
The technology disclosed in Japanese Patent No. 7172 is known.

【0075】この他、上述した、宇宙構造体100の展
開プログラムを実行するための記憶装置201や処理装
置204は、前記送電装置353に内設した制御装置3
55に含まれる。また、当該制御装置355には、地上
との通信を行うと共に地上に対するマイクロ波送電を行
う通信システム206および電気回路208が収納され
ている。前記電源205は、太陽電池パネル301から
得る電力でまかなう。
In addition, the storage device 201 and the processing device 204 for executing the development program of the space structure 100 described above include the control device 3 installed in the power transmission device 353.
55. Further, the control device 355 houses a communication system 206 and an electric circuit 208 that communicate with the ground and transmit microwaves to the ground. The power supply 205 is powered by power obtained from the solar cell panel 301.

【0076】この太陽発電衛星350によれば、太陽光
線の方向とは無関係に均一な発電を行うことができるか
ら、一般的なパネル状の太陽発電衛星に比べて、姿勢制
御の必要がない。このため、姿勢制御用のアクチュエー
タを省略或いは簡略化することができるから、メンテナ
ンスが困難な宇宙空間における故障の発生を大幅に抑制
できる。また、発電モジュール300の配置を自由に設
定することができる。
According to the solar power generation satellite 350, uniform power generation can be performed irrespective of the direction of the sun's rays, so that there is no need for attitude control as compared with a general panel-shaped solar power generation satellite. For this reason, the actuator for attitude control can be omitted or simplified, and the occurrence of a failure in outer space where maintenance is difficult can be greatly suppressed. Further, the arrangement of the power generation modules 300 can be freely set.

【0077】例えば図31に示すように、太陽発電衛星
360の発電モジュール300を四角平面的に配置する
こともできる。発電モジュール300は、ナノチューブ
構造のビーム361により構成するトラス構造の結合点
として利用する。このとき、当該結合はピン結合となる
が、曲げモーメントを伝えるため、剛結合のラーメン構
造としてもよい。このような構成にすれば、太陽発電衛
星360を比較的大型の構造物として利用することがで
きる。
For example, as shown in FIG. 31, the power generation modules 300 of the solar power generation satellite 360 can be arranged in a square plane. The power generation module 300 is used as a connection point of the truss structure constituted by the beam 361 having the nanotube structure. At this time, the connection is a pin connection, but a rigid connection ramen structure may be used to transmit a bending moment. With such a configuration, the solar power generation satellite 360 can be used as a relatively large structure.

【0078】さらに、当該太陽発電衛星360が、特定
の姿勢で静止軌道上にある場合は、この四角平面の裏側
に反射板362を設置するようにしてもよい(図中、点
線で示す)。このようにすれば、発電モジュール300
の裏側にも太陽光線を照射することができる。また、太
陽光線に対して多少傾いていても、多少大きめの反射板
362を用いることで、十分な反射光を確保することが
できる。
Further, when the solar power generation satellite 360 is in a geostationary orbit in a specific attitude, a reflecting plate 362 may be provided on the back side of this square plane (indicated by a dotted line in the figure). By doing so, the power generation module 300
Can be irradiated with sunlight. In addition, even if the reflecting plate 362 is slightly inclined with respect to the sun rays, it is possible to secure sufficient reflected light by using the slightly larger reflecting plate 362.

【0079】さらに、図32に示すように、テザーチェ
ーン構造の主構造体371から放射状にアーム372を
延設し、このアーム372先端に発電モジュール300
を設けるようにしてもよい。このとき、アーム372の
延設方向を上下段で変えるようにするのが好ましい。特
定の姿勢で静止衛星軌道に乗る場合、他の発電モジュー
ル300により太陽光線がさえぎられ難いようにするた
めである。また、主構造体371の一端には、送電装置
373および送電アンテナ374が設けられている。送
電方法は、図30に示した太陽発電衛星と同じである。
Further, as shown in FIG. 32, an arm 372 extends radially from a main structure 371 having a tether chain structure, and a power generation module 300 is attached to the tip of the arm 372.
May be provided. At this time, it is preferable to change the extending direction of the arm 372 between the upper and lower stages. This is because when the vehicle is in a geostationary satellite orbit in a specific attitude, it is difficult for other power generation modules 300 to block sunlight. In addition, a power transmission device 373 and a power transmission antenna 374 are provided at one end of the main structure 371. The power transmission method is the same as that of the solar power satellite shown in FIG.

【0080】また、図33に別の太陽発電衛星の構成を
示す。この太陽発電衛星は、複数の発電モジュール30
0をナノチューブ構造のビーム381にテザー382で
結合したものである。なお、上記太陽発電衛星におい
て、発電モジュール300の個数は図面に示した数に限
定されず、必要な電力に応じて適宜決定することができ
る。
FIG. 33 shows the configuration of another solar power generation satellite. The solar power satellite includes a plurality of power generation modules 30.
0 is coupled to a beam 381 having a nanotube structure by a tether 382. In the above-mentioned solar power generation satellite, the number of power generation modules 300 is not limited to the number shown in the drawings, and can be appropriately determined according to required power.

【0081】図34は、発電モジュールの変形例を示す
構成図である。図35は、図34に示した発電モジュー
ルの集光装置を示す説明図である。この発電モジュール
400は、宇宙構造体100Lの内部にさらに宇宙構造
体100Sを設置した構成である(図34は、一部破断
して表している)。外側の宇宙構造体100Lのモジュ
ールMには、太陽光線を集光する集光装置401が設け
られている。この集光装置401は、図35(a)に示
すように、モジュールMの内面に矩形のミラー402を
複数設けた構成であり、梁101に設置した制御用のサ
ーボモータ403により回転制御されている。一方、内
側の宇宙構造体100SのモジュールMには、太陽電池
パネル404が設置されている。
FIG. 34 is a configuration diagram showing a modification of the power generation module. FIG. 35 is an explanatory diagram illustrating a light-collecting device of the power generation module illustrated in FIG. 34. This power generation module 400 has a configuration in which a space structure 100S is further installed inside the space structure 100L (FIG. 34 is partially cut away). In the module M of the outer space structure 100L, a light collecting device 401 that collects sunlight is provided. As shown in FIG. 35A, the condensing device 401 has a configuration in which a plurality of rectangular mirrors 402 are provided on the inner surface of the module M, and its rotation is controlled by a control servomotor 403 installed on the beam 101. I have. On the other hand, the solar cell panel 404 is installed in the module M of the inner space structure 100S.

【0082】また、上記発電モジュール400は、主構
造体のアーム405に設置されている。太陽電池パネル
404からの配線は、アーム405および主構造体の中
を通り、送電アンテナに接続されている(図示省略)。
なお、宇宙構造体の展開方法は、上記説明の通りである
が、この発電モジュール400では、外側の宇宙構造体
100Lを展開している途中に内側の宇宙構造体100
Sを中に入れるようにしてもよいし、両方の宇宙構造体
100を同じに展開させ、その過程で外側の宇宙構造体
100L内に内側の宇宙構造体100Sが収容されるよ
うにしてもよい。
The power generation module 400 is installed on an arm 405 of the main structure. The wiring from the solar cell panel 404 passes through the arm 405 and the main structure, and is connected to the power transmission antenna (not shown).
The method of deploying the space structure is as described above. However, in the power generation module 400, while the outer space structure 100L is being deployed, the inner space structure 100
S may be inserted therein, or both space structures 100 may be deployed in the same manner, and in the process, the outer space structure 100L may be accommodated in the outer space structure 100L. .

【0083】まず、図35(b)に示すように、太陽光
線Kは、矩形のミラー402によって反射して、太陽電
池パネル404上に集光される。太陽電池パネル404
では、この集光した太陽光線Kを光電変換する。かかる
構成によれば、大型の太陽電池パネルを用いなくても、
集電効率を向上させることができる。なお、前記集光装
置401のミラー制御は、アーム先端に設けた制御装置
406により行われる。また、上記発電モジュール40
0では、大型の宇宙構造体100L内に太陽電池パネル
404を備えた小型の宇宙構造体100Sを配置した
が、宇宙構造体100Sを省略して太陽電池パネルのみ
を配置するようにしてもよい(図示省略)。
First, as shown in FIG. 35 (b), the sunlight K is reflected by the rectangular mirror 402 and condensed on the solar cell panel 404. Solar panel 404
Then, the condensed sunlight K is photoelectrically converted. According to such a configuration, even without using a large solar cell panel,
The current collection efficiency can be improved. The mirror control of the condensing device 401 is performed by a control device 406 provided at the tip of the arm. The power generation module 40
At 0, the small space structure 100S having the solar cell panel 404 is arranged in the large space structure 100L, but the space structure 100S may be omitted and only the solar cell panel may be arranged ( Not shown).

【0084】また、図36に示すように、前記ミラー4
02を、矩形のミラー枠407と、このミラー枠407
内に設置した複数のミラー408と、当該各ミラー40
8を回転制御するサーボモータ409とから構成するよ
うにしてもよい。サーボモータ409は、制御装置40
6により太陽光線を太陽電池パネル404に集光できる
ように制御される。このようにすれば、発電モジュール
400のうち、太陽光線が斜めに当たる部分において太
陽光線を適切に太陽電池パネル404に照射させること
ができるから、さらに集光効率を向上させることができ
る。なお、図34および図35に示した集光装置401
のミラー数は、8枚〜10枚程度が好ましいが、これ以
外の個数であっても構わない。
As shown in FIG. 36, the mirror 4
02 is a rectangular mirror frame 407 and this mirror frame 407
A plurality of mirrors 408 installed in the
8 may be constituted by a servomotor 409 for controlling the rotation. The servo motor 409 is connected to the control device 40
6 is controlled so that the sunlight can be focused on the solar panel 404. In this manner, the solar cell panel 404 can be appropriately irradiated with the solar light in a portion of the power generation module 400 where the solar light obliquely strikes, so that the light collection efficiency can be further improved. Note that the light condensing device 401 shown in FIGS.
Is preferably about 8 to 10 mirrors, but other numbers may be used.

【0085】図37は、宇宙構造体を用いた宇宙基地を
示す説明図である。この宇宙基地500は、宇宙構造体
100を月面Bにおいて使用するものであって、宇宙構
造体100内にはインフレータブル膜構造の与圧ブロッ
ク501が設けられている。この与圧ブロック501
は、宇宙構造体100内部で膨らませた後、内部に構造
体を設けるか或いは膨らませた状態でモジュールと結合
し(図示省略)、宇宙基地500として使用することが
できる。さらに、モジュールMの面に金属製の防護板5
02を設けることで、スペースデブリや隕石の落下によ
る与圧ブロックの破損を防止することができる。また、
熱や放射線を遮蔽する遮蔽板を設けることにより、宇宙
空間における太陽熱の影響や放射線の影響を小さくする
ことができる。
FIG. 37 is an explanatory diagram showing a space base using a space structure. The space base 500 uses the space structure 100 on the lunar surface B. The space structure 100 includes a pressurizing block 501 having an inflatable film structure. This pressurized block 501
After being expanded inside the space structure 100, the structure can be provided inside the space structure 100 or combined with a module in an expanded state (not shown) to be used as the space base 500. Further, a metal protective plate 5 is provided on the surface of the module M.
By providing 02, it is possible to prevent the pressurized block from being damaged due to the fall of space debris or meteorite. Also,
By providing a shielding plate for shielding heat and radiation, the influence of solar heat and radiation in outer space can be reduced.

【0086】さらに、特定のモジュールMに上記のよう
な太陽電池パネルを設けることにより、基地内の電力を
調達することができる。このように、宇宙構造体100
を用いることで、簡単に設置でき且つ高い強度を持った
宇宙基地500を提供できる。なお、月面Bに設置する
場合、簡単な固定手段503によって地面に固定するの
が好ましい。
Further, by providing a solar cell panel as described above in a specific module M, it is possible to procure electric power in the base. Thus, the space structure 100
The space base 500 which can be easily installed and has high strength can be provided. In addition, when installing on the lunar surface B, it is preferable to fix it to the ground by simple fixing means 503.

【0087】図38は、宇宙構造体を惑星探査船に用い
た場合を示す構成図である。惑星探査船に利用する場合
は、電気推進装置用または船内電源供給用として発電モ
ジュール300を利用する。母船601には、テザー6
02により発電モジュール300が複数連結されてい
る。また、母船601の側面からはアーム603が延設
されており、このアーム603の端部には、電気推進装
置604が設けられている。電気推進装置604として
は、プラズマジェット、イオンエンジン、コロイドエン
ジン、MPDアークジェット、マイクロ波加速器などを
挙げることができる。
FIG. 38 is a configuration diagram showing a case where the space structure is used for a planetary exploration ship. When used for a planetary exploration ship, the power generation module 300 is used for an electric propulsion device or for supplying power onboard. The mother ship 601 has a tether 6
02, a plurality of power generation modules 300 are connected. An arm 603 extends from the side surface of the mother ship 601, and an electric propulsion device 604 is provided at an end of the arm 603. Examples of the electric propulsion device 604 include a plasma jet, an ion engine, a colloid engine, an MPD arc jet, and a microwave accelerator.

【0088】発電モジュール300が太陽光線を受けて
発電した電力は母船601に送られ、電気推進装置60
4の電力使用に供される。また、母船601内の電気機
器の電力としても使用される。かかる構成によれば、母
船601の進行方向に関係なく、常に太陽光線が発電モ
ジュール300に照射されることになる。また、発電モ
ジュール300の姿勢制御が不要であるから、宇宙航行
中に故障し難い。
The electric power generated by the power generation module 300 in response to the sunlight is sent to the mother ship 601 and the electric propulsion device 60
4 for power use. It is also used as electric power for electric equipment in the mother ship 601. According to such a configuration, regardless of the traveling direction of the mother ship 601, the solar radiation is always applied to the power generation module 300. Further, since it is not necessary to control the attitude of the power generation module 300, it is unlikely to break down during space navigation.

【0089】[宇宙構造体の形態]図39は、別形態の宇
宙構造体を示す説明図である。この宇宙構造体700
は、上記宇宙構造体100とは異なる展開構造を備えた
ものである。同図に示すように、この宇宙構造体700
は、半球の北側(符号「N」)と南側(符号「S」)に
別れ、中心となるモジュールMに符号「A」を冠し、こ
のモジュールMAの周囲3辺に均等に符号「B」を冠し
たモジュールMBを連結し、当該符号「B」を冠したモ
ジュールMBの2辺に符号「C」を冠したモジュールM
Cを連結し、その最外周のモジュールMC同士を一部連
結することにより構成されている。また、この宇宙構造
体700は、上記同様、6角柱状態で積層収納されてい
る。この積層順序を表3に示す。同表において、左欄に
積層順、中欄に該当するモジュールMを示す。また、展
開する順序を右欄に示す。
[Form of Space Structure] FIG. 39 is an explanatory view showing another form of space structure. This space structure 700
Has a deployment structure different from that of the space structure 100. As shown in FIG.
Is divided into a north side (reference number "N") and a south side (reference number "S") of the hemisphere, and a reference code "A" is given to a module M serving as a center. Are connected to each other, and a module M having a code "C" on two sides of the module MB having a code "B"
C are connected, and the outermost modules MC are partially connected to each other. Further, the space structure 700 is stacked and stored in a hexagonal prism state, as in the above. Table 3 shows the stacking order. In the same table, the lamination order is shown in the left column, and the corresponding module M is shown in the middle column. The order of development is shown in the right column.

【0090】[0090]

【表3】 [Table 3]

【0091】なお、上記宇宙構造体700において、モ
ジュール間同士は上記同様のジョイントJにより連結さ
れており、また、展開動作中に結合することになるモジ
ュールMA〜MCの各辺には上記同様のカプラーCが設
けられている(いずれも図示省略)。このような展開順
序によりモジュールMを展開することで、各モジュール
同士が干渉することなく展開できるようになる。なお、
上記のような展開前後における位置移動については、上
記宇宙構造体ほど微少にはならないが、作業上支障が出
るほどではない。
In the space structure 700, the modules are connected to each other by the same joint J as described above, and the respective sides of the modules MA to MC to be connected during the unfolding operation are similar to the above. A coupler C is provided (all are not shown). By expanding the modules M in such an expansion order, each module can be expanded without interference. In addition,
The position movement before and after the deployment as described above is not so small as in the above-mentioned space structure, but not so much as to hinder the work.

【0092】図40は、120面を有する宇宙構造体を
示す斜視図である。この宇宙構造体710は、C120
炭素同素体をモデルとして構成されたもので、上記C6
0タイプの宇宙構造体100を中央の梁711で接合し
た構成である。その他の構成は、上記宇宙構造体100
と同様であるからその説明を省略する。この宇宙構造体
710は、120面に太陽電池パネル712を設置する
ことで太陽発電衛星とすることもできるし、宇宙基地と
して用いることもできる。また、一方の球体部分に太陽
電池パネル712を設置し、他方の球体内部に高周波マ
イクロ波の形で送電を行う送電アンテナを設置するよう
にしてもよい(図示省略)。宇宙構造体710を展開す
るには、まず、両方の球体部分を個別に展開(図14〜
図28参照)してからそれぞれを所定位置に移動し、続
いて中央の梁711をもって結合すればよい。
FIG. 40 is a perspective view showing a space structure having 120 surfaces. This space structure 710 is a C120
It is constructed using a carbon allotrope as a model.
This is a configuration in which the zero-type space structure 100 is joined by a central beam 711. Other configurations are similar to those of the above-mentioned space structure 100.
The description is omitted here. This space structure 710 can be used as a solar power generation satellite by installing a solar cell panel 712 on the 120 surface, or can be used as a space base. Alternatively, the solar cell panel 712 may be installed in one sphere, and a power transmission antenna for transmitting power in the form of a high-frequency microwave may be installed inside the other sphere (not shown). In order to deploy the space structure 710, first, both spherical parts are separately deployed (FIGS. 14 to 14).
After that, they may be moved to predetermined positions, and then connected by the center beam 711.

【0093】図41は、ドーナッツ形状の宇宙構造体を
示す斜視図である。同図(a)に示す宇宙構造体720
は、上記6角形のモジュールMをドーナッツ形状に組み
合わせた構成である。上記同様、この宇宙構造体720
のモジュールMに太陽電池パネル721を設置して太陽
発電衛星としてもよいし、モジュールMに隔壁を設け、
宇宙ステーションとして使用するようにしてもよい。さ
らにC60タイプの宇宙構造体100と組み合わせて用
いることもできる。例えば、同図(b)に示すように、
C60タイプの宇宙構造体100に太陽電池パネル30
1を設置すると共に、これをC200タイプの宇宙構造
体720の両側に設置し、C200タイプの宇宙構造体
720のモジュールに隔壁722を設けて有人衛星とす
ることができる。
FIG. 41 is a perspective view showing a donut-shaped space structure. Space structure 720 shown in FIG.
Is a configuration in which the hexagonal module M is combined in a donut shape. As described above, this space structure 720
The solar cell panel 721 may be installed on the module M of the above to be used as a solar power generation satellite,
It may be used as a space station. Furthermore, it can be used in combination with the space structure 100 of the C60 type. For example, as shown in FIG.
The solar cell panel 30 is attached to the space structure 100 of the C60 type.
1 and installed on both sides of the C200 type space structure 720, and a partition of the module of the C200 type space structure 720 is provided with a partition 722 to be a manned satellite.

【0094】[0094]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の宇宙構
造体(請求項1)は、断面に円形部分を持ち、中空殻状
構造の構成要素である6角形をした複数のモジュール
と、モジュールの辺同士を回転可能に連結する回転連結
手段と、モジュールの展開に応じてモジュールの辺同士
が接したとき、当該辺同士を連結して固定し得る連結固
定手段とを備え、回転連結手段をもってモジュールを折
り畳んだ状態から、モジュールを展開して中空殻状構造
に変形させるとき、モジュール同士が干渉しないように
当該モジュールに前記回転連結手段と連結固定手段とを
組み合わせて取り付けたものである。このため、宇宙空
間でモジュールを確実に展開することが可能であり、宇
宙空間に打ち上げるときは、回転連結手段をもって折り
畳むことでコンパクトに収納でき、一方、宇宙空間に打
ち上げたときは、モジュールを展開し、連結固定手段に
よりモジュール同士を固定することで、全体として中空
殻状構造の宇宙構造体を構成することができる。このよ
うにして形成した宇宙構造体は、構造的に安定で強度の
高いものとなり、様々な用途に用いることが可能にな
る。
As described above, the space structure of the present invention (Claim 1) has a plurality of hexagonal modules each having a circular section in cross section and constituting a hollow shell-like structure. A rotation connection means for rotatably connecting the sides of the module, and a connection fixing means for connecting and fixing the sides when the sides of the module are in contact with each other according to the expansion of the module. When the module is unfolded and deformed into a hollow shell-like structure from the folded state, the rotational connection means and the connection fixing means are combined and attached to the module so that the modules do not interfere with each other. For this reason, it is possible to reliably deploy the module in outer space, and when launching into outer space, it can be compactly stored by folding with the rotating connection means, while on the other hand, when launching into outer space, the module can be deployed. Then, by fixing the modules together by the connecting and fixing means, a space structure having a hollow shell structure as a whole can be formed. The space structure thus formed is structurally stable and has high strength, and can be used for various applications.

【0095】また、この発明の宇宙構造体(請求項2)
では、前記モジュールを6本の梁からなる枠体構造に
し、この枠体構造の節同士を接続するワイヤーその他の
補強部材を設けたので、宇宙構造体の剛性を向上するこ
とができる。
The space structure of the present invention (Claim 2)
Since the module has a frame structure composed of six beams and is provided with wires and other reinforcing members for connecting the nodes of the frame structure, the rigidity of the space structure can be improved.

【0096】また、この発明の宇宙構造体(請求項3)
では、面内で折り畳み可能なように前記枠体の節に関節
を設けたので、宇宙構造体をさらにコンパクトに折り畳
むことができる。
The space structure of the present invention (Claim 3)
Since the joints are provided at the nodes of the frame so as to be foldable in the plane, the space structure can be folded more compactly.

【0097】また、この発明の宇宙構造体(請求項4)
では、6本の梁からなる枠体構造のうち、対向する二対
の梁の中央に中央関節を設けると共に、当該二対の梁が
共用する関節部分の間にアクチュエータによって伸縮す
る伸縮手段を渡したことにより、宇宙構造体をさらにコ
ンパクトに折り畳むことができる。
The space structure of the present invention (Claim 4)
In the frame structure composed of six beams, a center joint is provided at the center of two pairs of opposing beams, and an expansion / contraction means that expands and contracts by an actuator between joint portions shared by the two pairs of beams is provided. As a result, the space structure can be folded more compactly.

【0098】また、この発明の宇宙構造体(請求項5)
では、モジュールを展開するにあたり、無重力下におけ
る展開時の力バランスをシミュレーションによって求
め、展開前と展開後における空間の位置ずれが小さくな
る展開パターンに基づき、モジュールに前記回転連結手
段と固定連結手段とを組み合わせて取り付けたので、展
開時のモジュールの移動を極めて小さく抑制することが
できる。
Further, the space structure of the present invention (Claim 5)
Then, in deploying the module, the force balance at the time of deployment under zero gravity is determined by simulation, and based on the deployment pattern in which the positional displacement of the space before and after deployment is reduced, the module has the rotational connection means and the fixed connection means. , The movement of the module during deployment can be extremely small.

【0099】また、この発明の宇宙構造体(請求項6)
では、球殻形状を形成し得る20個の6角形モジュール
のうち、5個のモジュール(M1〜M5)が各一辺をも
ってC字形状に連結され、つぎのモジュール(M6)
が、前記C字後端に位置するモジュール(M5)のC字
を構成する外側最外辺と連結しており、当該モジュール
(M6)を含めた8個のモジュール(M6〜M15)が
各一辺をもってジグザグになって略直線状に連結され、
つぎの5個のモジュール(M16〜M20)が各一辺を
もって逆C字形状に連結され、前記直線状に連結したモ
ジュール(M6〜M15)のうち、端に位置するモジュ
ール(M15)が、前記逆C字先端に位置するモジュー
ル(M16)の逆C字を構成する外側最外辺と連結する
複数の回転連結手段と、上記回転連結手段をもって各モ
ジュールを展開したとき、その辺で接触するモジュール
同士を連結する複数の連結固定手段とを備えた。このた
め、前記最初のモジュール(M1)から最後のモジュー
ル(M20)を順次積層した状態から、例えば、各モジ
ュール間にある回転連結手段を、J1、J2…J18、
J19で表した場合、まず、J1、J2、J3、J5、
J4、J7、J6の順で一つずつ、つぎに、J8および
J9、J10およびJ11、J12およびJ13、J1
4およびJ15、J16およびJ17の順で二つずつ、
そして、J18、J19の順で一つずつ、前記モジュー
ルを展開することで、モジュールを干渉させることな
く、展開することができる(請求項15)。なお、当該
例示の展開方法によれば、さらに、宇宙構造体の展開前
と展開後の移動を小さく抑えることが可能になる。
The space structure of the present invention (claim 6)
Then, among the twenty hexagonal modules that can form a spherical shell shape, five modules (M1 to M5) are connected in a C-shape with each side, and the next module (M6)
Are connected to the outermost outer sides forming the C-shape of the module (M5) located at the rear end of the C-shape, and eight modules (M6-M15) including the module (M6) are connected to each side. Zigzag with and is connected in a substantially straight line,
The next five modules (M16 to M20) are connected in an inverted C-shape with each side, and the module (M15) positioned at the end of the linearly connected modules (M6 to M15) is A plurality of rotary connecting means for connecting to the outermost outer side constituting the inverted C-shape of the module (M16) located at the tip of the C-shape; And a plurality of connection fixing means for connecting the two. For this reason, from the state in which the first module (M1) to the last module (M20) are sequentially stacked, for example, the rotation connecting means between the modules is changed to J1, J2,.
When represented by J19, first, J1, J2, J3, J5,
J4, J7, J6 one by one, then J8 and J9, J10 and J11, J12 and J13, J1
4 and J15, two each in the order of J16 and J17,
Then, by expanding the modules one by one in the order of J18 and J19, the modules can be expanded without causing interference. According to the exemplary deployment method, it is possible to further suppress the movement of the space structure before and after deployment.

【0100】また、この発明の宇宙構造体の展開システ
ム(請求項7)では、上記宇宙構造体と、モジュールが
折り畳まれた状態を保持すると共に解除命令に基づいて
前記保持を解除する一時保持手段と、展開命令に基づい
て前記回転連結手段を中心としてモジュールを展開させ
る展開手段と、宇宙構造体に設置され且つ保持手段およ
び展開手段に対して解除命令および展開命令を出す制御
手段とを備えたので、宇宙構造体を宇宙空間において展
開することができる。
In the space structure deployment system according to the present invention (claim 7), the space structure and the temporary holding means for holding the module in a folded state and releasing the holding based on a release command. Deployment means for deploying the module around the rotation connection means based on the deployment command, and control means installed on the space structure and issuing a release command and a deployment command to the holding means and the deployment means. Therefore, the space structure can be deployed in outer space.

【0101】また、この発明の宇宙構造体の展開システ
ム(請求項8)では、宇宙構造体と地上との間で通信を
行う通信手段と、地上に設置され、通信手段を介して前
記制御手段に解除命令または展開命令を出すよう指令す
る指令手段とを備えたので、地上から遠隔操作により宇
宙構造体を展開できる。
In the space structure deployment system according to the present invention (claim 8), the communication means for performing communication between the space structure and the ground, and the control means provided on the ground and via the communication means. And a command means for instructing the space structure to issue a release command or a deployment command, so that the space structure can be deployed remotely from the ground.

【0102】また、この発明の宇宙構造体(請求項9)
では、宇宙構造体に、利用可能な内部空間を有するイン
フレータブル膜構造の与圧ブロックを内設することで、
当該宇宙構造体を与圧ブロックの保護構造として用いる
ことができる。例えばモジュールに防護壁を設けること
で、スペースデブリなどの衝突から与圧ブロックを保護
することが可能になる。また、放射線の遮蔽板を設ける
ことにより、与圧ブロック内の被爆を抑制することがで
きるようになる。
The space structure of the present invention (claim 9)
Then, by installing a pressurized block of an inflatable membrane structure with an available internal space in the space structure,
The space structure can be used as a protection structure for the pressurized block. For example, by providing a protective wall on the module, it is possible to protect the pressurized block from collisions such as space debris. Further, by providing the radiation shielding plate, it becomes possible to suppress the exposure in the pressurized block.

【0103】また、この発明の太陽発電モジュール(請
求項10)では、上記宇宙構造体のモジュールに太陽電
池パネルを設置したので、姿勢制御をすることなく、太
陽光発電を行うことができる。
In the solar power module of the present invention (claim 10), since a solar cell panel is installed on the module of the space structure, the solar power can be generated without controlling the attitude.

【0104】また、この発明の太陽発電モジュール(請
求項11)では、上記宇宙構造体のモジュールに複数の
反射鏡を設けると共に、これら反射鏡の角度を制御する
サーボモーターを設け、当該宇宙構造体の内部に太陽電
池パネルを設置したので、太陽電池パネルに対してより
大きな宇宙構造体を用いて集光することができる。
In the solar power generation module according to the present invention, the space structure module is provided with a plurality of reflecting mirrors, and a servo motor for controlling the angles of these reflecting mirrors is provided. Since the solar cell panel is installed inside the device, light can be focused on the solar cell panel using a larger space structure.

【0105】また、この発明の太陽発電モジュール(請
求項12)では、前記太陽電池パネルを、前記宇宙構造
体の内部に設置した小型の宇宙構造体のモジュールに設
置したので、反射鏡で集光した太陽光線が小型の宇宙構
造体に設置した太陽電池パネルで光電変換されることに
なるから、集光効率が向上する。
Further, in the solar power module of the present invention (claim 12), since the solar cell panel is installed on a small space structure module installed inside the space structure, the light is condensed by a reflector. The collected sunlight is photoelectrically converted by a solar cell panel installed in a small space structure, so that the light collection efficiency is improved.

【0106】また、この発明の太陽発電衛星(請求項1
3)では、複数の太陽発電モジュールと、当該太陽発電
衛星を支持する主構造体と、この太陽発電衛星により発
電した電力を高周波マイクロ波に変換してアンテナから
送電する送電手段とを備えたので、太陽発電モジュール
によって発電した電力を、高周波マイクロ波の形態で地
上に送電することができる。
The solar power generation satellite according to the present invention (Claim 1)
3) includes a plurality of solar power generation modules, a main structure supporting the solar power generation satellite, and power transmission means for converting power generated by the solar power generation satellite into high-frequency microwaves and transmitting power from an antenna. The power generated by the solar power generation module can be transmitted to the ground in the form of high-frequency microwaves.

【0107】また、この発明の宇宙船(請求項14)
は、上記宇宙航行用の母船と、この母船に取り付けた上
記太陽発電モジュールと、同じく母船に取り付けられ、
前記太陽発電モジュールにより発電した電力により推進
力を得る電気推進器とを備えたので、故障によりエネル
ギーの供給が不能になるのを防止できる。
The spacecraft of the present invention (claim 14)
Is mounted on the mother ship, and the solar power module mounted on the mother ship for space navigation and the solar power module mounted on the mother ship,
Since the electric power propulsion unit is provided with a propulsion force by the electric power generated by the solar power generation module, it is possible to prevent the energy supply from being disabled due to failure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の形態1にかかる宇宙構造体を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a space structure according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した宇宙構造体を示す平面展開図であ
る。
FIG. 2 is a developed plan view showing the space structure shown in FIG. 1;

【図3】図1に示したモジュールの一例を示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a module illustrated in FIG. 1;

【図4】補強部材の取付形態の変形例を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory view showing a modified example of a mounting form of a reinforcing member.

【図5】図1に示したジョイント構造を示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory view showing the joint structure shown in FIG. 1;

【図6】図1に示したカプラーの構造を示す斜視図であ
る。
FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the coupler shown in FIG.

【図7】モジュールを折り畳んだ状態を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which the module is folded.

【図8】ノッチ・ピン式の仮固定装置を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory view showing a notch pin type temporary fixing device.

【図9】モジュールの構造の変形例を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a modification of the module structure.

【図10】宇宙構造体の収納形態を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a storage configuration of the space structure.

【図11】宇宙構造体の展開システムを示す構成図であ
る。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a space structure deployment system.

【図12】図11に示した展開システムの機能ブロック
図である。
12 is a functional block diagram of the deployment system shown in FIG.

【図13】この展開システムの動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the deployment system.

【図14】宇宙構造体の展開過程(展開前)を示す説明
図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a deployment process (before deployment) of the space structure.

【図15】宇宙構造体の展開過程(ステップ1)を示す
説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 1) of the space structure.

【図16】宇宙構造体の展開過程(ステップ2)を示す
説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 2) of the space structure.

【図17】宇宙構造体の展開過程(ステップ3)を示す
説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 3) of the space structure.

【図18】宇宙構造体の展開過程(ステップ4)を示す
説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 4) of the space structure.

【図19】宇宙構造体の展開過程(ステップ5)を示す
説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 5) of the space structure.

【図20】宇宙構造体の展開過程(ステップ6)を示す
説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 6) of the space structure.

【図21】宇宙構造体の展開過程(ステップ7)を示す
説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 7) of the space structure.

【図22】宇宙構造体の展開過程(ステップ8)を示す
説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 8) of the space structure.

【図23】宇宙構造体の展開過程(ステップ9)を示す
説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 9) of the space structure.

【図24】宇宙構造体の展開過程(ステップ10)を示
す説明図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 10) of the space structure.

【図25】宇宙構造体の展開過程(ステップ11)を示
す説明図である。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 11) of the space structure.

【図26】宇宙構造体の展開過程(ステップ12)を示
す説明図である。
FIG. 26 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 12) of the space structure.

【図27】宇宙構造体の展開過程(ステップ13)を示
す説明図である。
FIG. 27 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 13) of the space structure.

【図28】宇宙構造体の展開過程(ステップ14、展開
後)を示す説明図である。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a deployment process (step 14, after deployment) of the space structure.

【図29】宇宙構造体の応用例を示す説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram showing an application example of the space structure.

【図30】太陽発電衛星を示す構成図である。FIG. 30 is a configuration diagram showing a solar power generation satellite.

【図31】太陽発電衛星の変形例を示す斜視図である。FIG. 31 is a perspective view showing a modification of the solar power generation satellite.

【図32】太陽発電衛星の別の変形例を示す斜視図であ
る。
FIG. 32 is a perspective view showing another modification of the solar power generation satellite.

【図33】太陽発電衛星の別の変形例を示す斜視図であ
る。
FIG. 33 is a perspective view showing another modification of the solar power generation satellite.

【図34】発電モジュールの変形例を示す構成図であ
る。
FIG. 34 is a configuration diagram showing a modification of the power generation module.

【図35】図34に示した発電モジュールの集光装置を
示す説明図である。
FIG. 35 is an explanatory view showing a light collecting device of the power generation module shown in FIG. 34.

【図36】図34に示した発電モジュールの変形例を示
す斜視図である。
FIG. 36 is a perspective view showing a modification of the power generation module shown in FIG.

【図37】宇宙構造体を用いた宇宙基地を示す説明図で
ある。
FIG. 37 is an explanatory diagram showing a space base using a space structure.

【図38】宇宙構造体を惑星探査船に用いた場合を示す
構成図である。
FIG. 38 is a configuration diagram showing a case where the space structure is used for a planetary exploration ship.

【図39】別形態の宇宙構造体を示す説明図である。FIG. 39 is an explanatory view showing another form of the space structure.

【図40】120面を有する宇宙構造体を示す斜視図で
ある。
FIG. 40 is a perspective view showing a space structure having 120 surfaces.

【図41】ドーナッツ形状の宇宙構造体を示す斜視図で
ある。
FIG. 41 is a perspective view showing a donut-shaped space structure.

【図42】従来の太陽発電衛星の一例を示す構成図であ
る。
FIG. 42 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional solar power generation satellite.

【図43】図42に示した発電モジュールを示す構成図
であり、(a)が正面図、(b)が断面図である。
43 is a configuration diagram showing the power generation module shown in FIG. 42, (a) is a front view, and (b) is a cross-sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 宇宙構造体 101 梁 102 結合部 103 ワイヤ M1〜M20 モジュール J1〜J19 ジョイント C1〜C11 カプラー 200 展開システム 201 記憶装置 204 処理装置 205 電源 206 通信システム 207 通信アンテナ 208 電気回路 209 地上指令基地 210 遠隔操作システム 211 通信アンテナ 212 通信システム 213 遠隔操作プログラム 214 コンピューター 217 インターネット 218 太陽電池パネル 300 発電モジュール 301 太陽電池パネル 350 太陽発電衛星 351 アーム 352 主構造体 353 送電装置 354 送電アンテナ REFERENCE SIGNS LIST 100 space structure 101 beam 102 coupling portion 103 wire M1 to M20 module J1 to J19 joint C1 to C11 coupler 200 deployment system 201 storage device 204 processing device 205 power supply 206 communication system 207 communication antenna 208 electric circuit 209 ground command base 210 remote control System 211 Communication antenna 212 Communication system 213 Remote control program 214 Computer 217 Internet 218 Solar panel 300 Power generation module 301 Solar panel 350 Solar power satellite 351 Arm 352 Main structure 353 Power transmission device 354 Power transmission antenna

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤木 朋宏 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 田原 諭 横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重 工業株式会社基盤技術研究所内 (72)発明者 鬼頭 克巳 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 (72)発明者 新津 真行 名古屋市港区大江町10番地 三菱重工業株 式会社名古屋航空宇宙システム製作所内 (72)発明者 山脇 功次 茨城県つくば市千現2丁目1番1号 宇宙 開発事業団 技術研究本部 先端ミッショ ン研究センター内 Fターム(参考) 5F051 BA02 JA08 JA09 JA10 JA14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Tomohiro Akagi 2-1-1, Shinhama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside the Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Satoshi Tahara 1-8-1, Koura, Kanazawa-ku, Yokohama-shi (72) Inventor Katsumi Kito 10 Oemachi, Minato-ku, Nagoya City Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.10 Nagoya Aerospace Systems Works (72) Inventor Masayuki Niitsu 10 Oecho, Minato-ku, Nagoya City Nagoya Aerospace Systems Works, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Koji Yamawaki 2-1-1 Sengen, Tsukuba, Ibaraki Pref. Advanced Technology Research Division, Space Development Agency of Japan F-term (reference) 5F051 BA02 JA08 JA09 JA10 JA14

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断面に円形部分を持ち、中空殻状構造の
構成要素である6角形をした複数のモジュールと、 モジュールの辺同士を回転可能に連結する回転連結手段
と、 モジュールの展開に応じてモジュールの辺同士が接した
とき、当該辺同士を連結して固定し得る連結固定手段と
を備え、 回転連結手段をもってモジュールを折り畳んだ状態か
ら、モジュールを展開して中空殻状構造に変形させると
き、モジュール同士が干渉しないように当該モジュール
に前記回転連結手段と連結固定手段とを組み合わせて取
り付けたことを特徴とする宇宙構造体。
1. A plurality of hexagonal modules each having a circular section in cross section and being a component of a hollow shell structure, rotation connection means for rotatably connecting sides of the modules, and And connecting and fixing means for connecting and fixing the sides when the sides of the module are in contact with each other. The module is expanded and deformed into a hollow shell-like structure from a state in which the module is folded by the rotary connecting means. A space structure wherein the rotational connection means and the connection fixing means are combined and attached to the module so that the modules do not interfere with each other.
【請求項2】 さらに、前記モジュールを6本の梁から
なる枠体構造にし、この枠体構造の節同士を接続するワ
イヤーその他の補強部材を設けたことを特徴とする請求
項1に記載の宇宙構造体。
2. The module according to claim 1, wherein the module has a frame structure composed of six beams, and a wire or other reinforcing member for connecting nodes of the frame structure is provided. Space structure.
【請求項3】 さらに、面内で折り畳み可能なように前
記枠体の節に関節を設けたことを特徴とする請求項2に
記載の宇宙構造体。
3. The space structure according to claim 2, wherein a joint is provided at a node of the frame so as to be foldable in a plane.
【請求項4】 6本の梁からなる枠体構造のうち、対向
する二対の梁の中央に中央関節を設けると共に、当該二
対の梁が共用する関節部分の間にアクチュエータによっ
て伸縮する伸縮手段を渡したことを特徴とする請求項2
または3のいずれか一つに記載の宇宙構造体。
4. A frame structure comprising six beams, wherein a central joint is provided at the center between two pairs of opposing beams, and an expansion / contraction is performed by an actuator between joint portions shared by the two pairs of beams. 3. The method according to claim 2, wherein the means is passed.
Or the space structure according to any one of 3.
【請求項5】 前記モジュールを展開するにあたり、無
重力下における展開時の力バランスをシミュレーション
によって求め、展開前と展開後における空間の位置ずれ
が小さくなる展開パターンに基づき、モジュールに前記
回転連結手段と固定連結手段とを組み合わせて取り付け
たことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載
の宇宙構造体。
5. When deploying the module, a force balance at the time of deployment under zero gravity is obtained by simulation, and based on a deployment pattern in which the positional displacement of the space before and after deployment is reduced, the module is connected to the rotational connection means. The space structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the space structure is mounted in combination with a fixed connection means.
【請求項6】 球殻形状を形成し得る20個の6角形モ
ジュールを有し、かつ、 そのうちの5個のモジュール(M1〜M5)が各一辺を
もってC字形状に連結され、 つぎのモジュール(M6)が、前記C字後端に位置する
モジュール(M5)のC字を構成する外側最外辺と連結
しており、 当該モジュール(M6)を含めた8個のモジュール(M
6〜M15)が各一辺をもってジグザグになって略直線
状に連結され、 つぎの5個のモジュール(M16〜M20)が各一辺を
もって逆C字形状に連結され、 前記直線状に連結したモジュール(M6〜M15)のう
ち、端に位置するモジュール(M15)が、前記逆C字
先端に位置するモジュール(M16)の逆C字を構成す
る外側最外辺と連結する複数の回転連結手段と、 上記回転連結手段をもって各モジュールを展開したと
き、その辺で接触するモジュール同士を連結する複数の
連結固定手段と、を備えたことを特徴とする請求項2〜
5のいずれか一つに記載の宇宙構造体。
6. It has 20 hexagonal modules capable of forming a spherical shell shape, and 5 of the modules (M1 to M5) are connected to each other in a C-shape with one side thereof. M6) is connected to the outermost side of the C-shaped module (M5) located at the rear end of the C-shape, and includes eight modules (M6) including the module (M6).
6 to M15) are connected in a substantially linear manner in a zigzag with each side, and the next five modules (M16 to M20) are connected in an inverted C-shape with each side, and the modules (linearly connected) M6 to M15), a plurality of rotation connection means for connecting the module (M15) located at the end with the outermost outer side constituting the inverted C-shape of the module (M16) located at the tip of the inverted C-shape; A plurality of connecting and fixing means for connecting the modules which are in contact with each other when each module is unfolded by the rotary connecting means.
6. The space structure according to any one of 5.
【請求項7】 上記請求項1〜6に記載した宇宙構造体
と、 モジュールが折り畳まれた状態を保持すると共に解除命
令に基づいて前記保持を解除する一時保持手段と、 展開命令に基づいて前記回転連結手段を中心としてモジ
ュールを展開させる展開手段と、 宇宙構造体に設置され、保持手段および展開手段に対し
て解除命令および展開命令を出す制御手段と、を備えた
ことを特徴とする宇宙構造体の展開システム。
7. A space structure according to claim 1, wherein said module holds a module in a folded state, and temporarily holds said module based on a release command. A space structure comprising: deployment means for deploying a module around a rotation connection means; and control means installed on the space structure and issuing release and deployment instructions to the holding means and the deployment means. Body deployment system.
【請求項8】 さらに、宇宙構造体と地上との間で通信
を行う通信手段と、 地上に設置され、通信手段を介して前記制御手段に解除
命令または展開命令を出すよう指令する指令手段とを備
えたことを特徴とする請求項7に記載の宇宙構造体の展
開システム。
8. Communication means for communicating between the space structure and the ground, and command means installed on the ground for instructing the control means to issue a release command or a deployment command via the communication means. The space system deployment system according to claim 7, comprising:
【請求項9】 さらに、宇宙構造体に、利用可能な内部
空間を有するインフレータブル膜構造の与圧ブロックを
内設したことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つ
に記載の宇宙構造体。
9. The space structure according to claim 1, further comprising a pressurizing block of an inflatable film structure having an available internal space inside the space structure. body.
【請求項10】 上記請求項1〜6に記載した宇宙構造
体のモジュールに太陽電池パネルを設置したことを特徴
とする太陽発電モジュール。
10. A solar power module comprising a space structure module according to claim 1 and a solar cell panel installed thereon.
【請求項11】 上記請求項1〜6に記載した宇宙構造
体のモジュールに複数の反射鏡を設けると共に、これら
反射鏡の角度を制御するサーボモーターを設け、当該宇
宙構造体の内部に太陽電池パネルを設置したことを特徴
とする太陽発電モジュール。
11. A space structure module according to claim 1, further comprising a plurality of reflectors, a servo motor for controlling the angles of the reflectors, and a solar cell inside the space structure. A solar power module comprising a panel.
【請求項12】 さらに、前記太陽電池パネルを、前記
宇宙構造体の内部に設置した小型の宇宙構造体のモジュ
ールに設置したことを特徴とする請求項11に記載の太
陽発電モジュール。
12. The solar power module according to claim 11, wherein the solar cell panel is installed in a small space structure module installed inside the space structure.
【請求項13】 請求項10〜12に記載した複数の太
陽発電モジュールと、当該太陽発電衛星を支持する主構
造体と、この太陽発電衛星により発電した電力を高周波
マイクロ波に変換してアンテナから送電する送電手段と
を備えたことを特徴とする太陽発電衛星。
13. A plurality of solar power generation modules according to claim 10; a main structure supporting said solar power generation satellite; and a power generated by said solar power generation satellite converted into high-frequency microwaves and transmitted from an antenna. What is claimed is: 1. A solar power generation satellite comprising: a power transmission means for transmitting power.
【請求項14】 宇宙航行用の母船と、この母船に取り
付けた請求項10〜13に記載した太陽発電モジュール
と、同じく母船に取り付けられ、前記太陽発電モジュー
ルにより発電した電力により推進力を得る電気推進器と
を備えたこと特徴とする宇宙船。
14. A mother ship for space navigation, a solar power module according to claim 10 attached to the mother ship, and electricity that is similarly mounted on the mother ship and obtains propulsion by electric power generated by the solar power module. A spacecraft comprising a propulsion device.
【請求項15】 20個の6角形モジュールを、複数の
回転連結手段により、そのうちの5個のモジュール(M
1〜M5)を各一辺をもってC字形状に連結し、つぎの
モジュール(M6)を、前記C字後端に位置するモジュ
ール(M5)のC字を構成する外側最外辺に連結し、当
該モジュール(M6)を含めた8個のモジュール(M6
〜M15)を各一辺をもってジグザグになって略直線状
に連結し、つぎの5個のモジュール(M16〜M20)
を各一辺をもって逆C字形状に連結し、前記直線状に連
結したモジュール(M6〜M15)のうち、端に位置す
るモジュール(M15)を、前記逆C字先端に位置する
モジュール(M16)の逆C字を構成する外側最外辺と
連結し、 前記最初のモジュール(M1)から最後のモジュール
(M20)を順次積層した状態から、 各モジュール間にある回転連結手段を、J1、J2…J
18、J19で表した場合、 まず、J1、J2、J3、J5、J4、J7、J6の順
で一つずつ、 つぎに、J8およびJ9、J10およびJ11、J12
およびJ13、J14およびJ15、J16およびJ1
7の順で二つずつ、 そして、J18、J19の順で一つずつ、前記モジュー
ルを展開することを特徴とする宇宙構造体の展開方法。
15. Twenty hexagonal modules are connected to each other by a plurality of rotational connecting means, and five of the modules (M
1 to M5) are connected in a C-shape with each side, and the next module (M6) is connected to the outermost outer side of the C-shaped module (M5) located at the rear end of the C-shape. Eight modules (M6) including the module (M6)
To M15) in a zigzag with one side connected in a substantially straight line, and the next five modules (M16 to M20)
Are connected in an inverted C-shape with each side, and the module (M15) positioned at the end of the modules (M6 to M15) connected linearly is replaced with the module (M16) positioned at the tip of the inverted C-shape. From the state in which the first module (M1) to the last module (M20) are sequentially stacked and connected to the outermost side forming the inverted C-shape, the rotational connection means between the modules is changed to J1, J2,.
18, J19, one by one in the order of J1, J2, J3, J5, J4, J7, J6, then J8 and J9, J10 and J11, J12
And J13, J14 and J15, J16 and J1
7. A method for deploying a space structure, comprising deploying the modules two by two in the order of 7, and one by one in the order of J18 and J19.
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