JP2009190661A - Protective cover for optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、衛星に搭載される光学機器の光学視野を覆うための保護カバーに関するものである。 The present invention relates to a protective cover for covering an optical field of view of an optical device mounted on a satellite.
従来、光学機器を搭載する衛星においては、衛星打ち上げ時の塵や埃などのコンタミネーション(以下、コンタミ)による性能劣化対策が重要な課題である。このコンタミによる光学機器の性能劣化の防止を目的として、光学機器のレンズ鏡筒を覆う保護カバーを取り付け、衛星の打ち上げ後に、保護カバーを取り除いている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in satellites equipped with optical devices, measures for performance deterioration due to contamination (hereinafter referred to as contamination) such as dust or dust at the time of launching the satellite are an important issue. For the purpose of preventing the performance deterioration of the optical device due to this contamination, a protective cover that covers the lens barrel of the optical device is attached, and the protective cover is removed after launching the satellite (see, for example, Patent Document 1).
コンタミは衛星各部から排出されて、温度のより低い部位に付着する性質を持っている。衛星で用いられる光学機器は、レンズ部が低温になるため、衛星打ち上げ時にコンタミが付き易い。この対策として、保護カバーが光学機器に取り付けられているのであるが、保護カバーは光学センサから展開した後、特に何も使用されず、衛星にとっては必要のないものとなる。 Contamination is emitted from each part of the satellite and adheres to the lower temperature part. Optical devices used in satellites tend to be contaminated when the satellite is launched because the lens part is cold. As a countermeasure against this, the protective cover is attached to the optical device. However, after the protective cover is deployed from the optical sensor, nothing is used and it is not necessary for the satellite.
しかし、スペースデブリ防止の観点から、光学機器の保護カバーを軌道上に廃棄することができず、衛星の運用終了まで搭載された状態となっているのが実情である。 However, from the viewpoint of preventing space debris, the actual situation is that the protective cover of the optical device cannot be discarded in orbit and is mounted until the satellite operation is completed.
衛星の通常運用にとって必要ないものを搭載するということは、通常運用においてはデッドウェイト及びデッドスペースとなっている。このため、通常運用時に機能を持たない光学機器の保護カバーの有無は、軽量化を迫られている衛星やスペースに余裕のない衛星においては、大きな問題となってくる。 Mounting what is not necessary for the normal operation of the satellite is a dead weight and a dead space in the normal operation. For this reason, the presence or absence of a protective cover for optical devices that do not have a function during normal operation becomes a serious problem for satellites that are required to be lighter or that have insufficient space.
この発明は係る問題を解決するためになされたものであり、光学機器のコンタミ防止用の保護カバーに別の機能を付与して、衛星の打ち上げ後に、その搭載スペースを有効活用することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and has an object to provide another function to a protective cover for preventing contamination of an optical device and to effectively use the mounting space after launching a satellite. To do.
この発明による光学機器用保護カバーは、光学機器に取り付けられ、当該光学機器の視野に開口部を有したフードカバーと、衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、上記保護カバーの内側面における上記展開部周辺に取り付けられ、上記保護カバーが展開した状態で、衛星の周囲を観測するセンサとを備えたものである。 A protective cover for an optical device according to the present invention is a hood cover that is attached to an optical device and has an opening in the field of view of the optical device, and a protective cover whose inner surface covers the opening of the hood cover when a satellite is launched. An unfolding portion for supporting the hood cover so that the protective cover can be opened and closed, and deploying the protective cover at a position that does not interfere with the field of view of the optical device after launching the satellite; and an inner surface of the protective cover A sensor that is attached to the periphery of the expanding portion and that observes the surroundings of the satellite in a state where the protective cover is expanded.
この発明によれば、展開後に不要となる光学機器のコンタミ防止用の保護カバーを、センサ(観測機器)またはアンテナに利用することで、衛星への搭載スペースを有効利用することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to effectively use a space for mounting on a satellite by using, as a sensor (observation device) or an antenna, a protective cover for preventing contamination of an optical device that becomes unnecessary after deployment.
実施の形態1.
図1は、この発明に係る実施の形態1による光学機器用の保護カバーを搭載した衛星を示す図である。
図において、衛星1は光学機器10を搭載し、光学機器10の前面には光学機器10の光学視野に開口部を有したフードカバー2を装着している。この開口部はフードカバー2の先端部に設けられ、この先端部の前面に保護カバー3が装着されている。保護カバー3は、衛星1の打ち上げ時、衛星1が軌道に投入されるまでの間、光学機器10の視野を覆う。これにより、光学機器10に設けられたレンズや透光フィルタや光学素子等の光学部品11に混入する、コンタミを防止する。保護カバー3には、環境モニタセンサ9が取り付けられている。また、フードカバー2は、光学機器の視野に入射する迷光を防止するとともに、光学部品11にコンタミが混入するのを防止する。衛星1の打ち上げ後、図1に示すように保護カバー3が展開してフードカバー2の開口部が開き、光学機器10が視野を妨げない位置まで保護カバー3が展開動作する。環境モニタセンサ9は、衛星の周囲環境をモニタする。この環境モニタセンサ9は、視野角内における指向性を有しないものが好ましい。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a view showing a satellite equipped with a protective cover for optical equipment according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, the satellite 1 carries an
一般に、「ハッブル宇宙望遠鏡」や「ひので」に代表されるように、光学機器に対してはコンタミ防止用のフードカバーや保護カバーが搭載されている。従来は、保護カバーがデッドスペースとなっている。
一方で、ドーズモニタに代表されるような軌道上環境のモニタを行なうセンサを搭載するためには、衛星の外周にセンサの搭載場所を確保しなければならない。しかし、環境モニタセンサは搭載場所があればどこにでも搭載できるという機器ではなく、そのセンサ機器の視野を確保した搭載位置でなければならず、機器の搭載上の制約は大きかった。
In general, as represented by “Hubble Space Telescope” and “Hinode”, a hood cover and a protective cover for preventing contamination are mounted on the optical apparatus. Conventionally, the protective cover is a dead space.
On the other hand, in order to mount a sensor for monitoring an on-orbit environment as represented by a dose monitor, a mounting position of the sensor must be secured on the outer periphery of the satellite. However, the environmental monitor sensor is not a device that can be mounted anywhere if there is a mounting location, but must be a mounting position that secures the field of view of the sensor device, and there are significant restrictions on mounting the device.
図2は、この発明の実施の形態1を示す保護カバー3が閉じた状態を示す図であり、図3は保護カバー3が展開した状態を示す図である。
図2において、保護カバー3はフードカバー2に取り付けられ、ヒンジ6によりフードカバー2に対して開閉可能に支持される。衛星1の打ち上げ前、保護カバー3はフードカバー2の開口部を覆う位置で、展開部7による回転が制止した状態で係止される。この保護カバー3が閉じた状態では、保護カバー3の内側面(裏面)は光学機器10に対向し、保護カバー3の外側面(表面)は宇宙空間に露出して衛星の外側を向く。また、環境モニタセンサ9は、保護カバー3の内側面に装着されている。保護カバー3が閉じた状態では、環境モニタセンサ9がフードカバー2の開口部と対向するように位置し、環境モニタセンサ9は保護カバー3の内側面とフードカバー2の開口部とで構成される空間内に収納される。この構成により、保護カバー3を閉じることで、光学部品11のみならず、環境モニタセンサ9へのコンタミの付着を抑えることができる。
FIG. 2 is a view showing a state in which the
In FIG. 2, the
また、図3において、衛星1が地上から打ち上げられ、軌道投入された後、展開部7が動作して保護カバー3がフードカバー2に対して展開する。保護カバー3は光学機器10の光学視野を妨げない位置まで展開し、展開部7による回転が制止した状態で係止される。図の例では、フードカバー2の開口面に対し平行な位置まで(展開角度が概ね180度になる位置まで)展開している。展開部7は、例えばモータやコイルばねのようなアクチュエータと、係止機構を備えて構成される。展開部7の詳細構造については発明の主旨とするところではないので、詳細説明を略す。
In FIG. 3, after the satellite 1 is launched from the ground and put into orbit, the deployment unit 7 operates to deploy the
図に示すように、保護カバー3の内側面における、ヒンジ6および展開部7の周辺に環境モニタセンサ9が固定される。保護カバー3は、軽量化を目的として厚さの薄い複合材料で構成されるので、剛性が小さい。このため、衛星1の姿勢変化により環境モニタセンサ9の慣性が大きく作用し、保護カバー3が変形すると、環境モニタセンサ9の視線が大きく変化してしまう。この変形を抑えるためには、保護カバー3を支持するヒンジ6との接合部近辺に環境モニタセンサ9を設置するのが良い。これにより、環境モニタセンサ9の視線変化を、比較的安定化させることができる。勿論、重量や慣性の小さな環境モニタセンサ9であれば、保護カバー3への変形作用を無視し得るので、図3に示す環境モニタセンサ9bのように、ヒンジ6および展開部7との接合部から離れたところに他の複数のセンサを設置しても良いことは謂うまでもない。
As shown in the drawing, an
ここで、保護カバー3が展開すると、光学機器10の視野15が確保されると同時に、
保護カバー3の内側面が視野15と同一方向の視野を確保することができる。環境モニタセンサ9は、保護カバー3の内側面に設けられているので、環境モニタセンサ9の視野16を、視野15と同一方向に確保することができる。この際、環境モニタセンサ9がフードカバー2の先端に配置されるので、光学機器10の視野15と環境モニタセンサ9の視野16とが視野干渉することがなく、環境モニタセンサ9の視野16がフードカバー2に干渉することもない。すなわち、光学機器自身の視野を確保できるとともに、展開した保護カバー3も視野を確保され、視野干渉の問題を生じない。
Here, when the
The inner surface of the
かくして、衛星の打ち上げ時に光学機器10の視野を覆うコンタミ防止用の保護カバー3について、保護カバー3を開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後に保護カバー3を展開する展開部7を設け、保護カバー3の内側面に観測機器として環境モニタセンサ9を搭載することで、コンタミ防止用の保護カバー3のデッドスペースを有効活用することが可能となる。
Thus, the
以上説明したとおり、この実施の形態1では、光学機器に取り付けられ、当該光学機器の光学視野に開口部を有したフードカバーと、衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の光学視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、上記保護カバーの内側面における上記展開部周辺に取り付けられ、上記保護カバーが展開した状態で、衛星の周囲環境をモニタ(観測)する環境モニタセンサのような観測機器とを備えて、光学機器用の保護カバーを構成する。 As described above, in the first embodiment, the hood cover attached to the optical device and having an opening in the optical field of the optical device, and the inner surface covers the opening of the hood cover when the satellite is launched. A protective cover, an opening portion that supports the hood cover so that the protective cover can be opened and closed, and deploys the protective cover at a position that does not interfere with the optical field of view of the optical device after launching the satellite; and the protective cover Protective cover for optical equipment, provided with an observation device such as an environmental monitor sensor that is attached to the inner surface of the inner surface of the inner surface of the satellite and monitors the surrounding environment of the satellite with the protective cover deployed. Configure.
この構成により、衛星を軌道投入した後、展開後に不要となる光学機器のコンタミ防止用の保護カバーが占有するデッドスペースを利用して、観測機器の搭載位置に使用することで、限られた衛星の搭載スペースを有効に使用し、機器の搭載制約を軽減することができる。 With this configuration, a limited number of satellites can be used by placing them in orbit, and using the dead space occupied by the protective cover for preventing contamination of optical equipment that is no longer required after deployment. The mounting space can be used effectively and the mounting restrictions of the equipment can be reduced.
また、これによって、不要になった保護カバーをセンサ搭載部品として利用し、環境モニタセンサのようなセンサ(観測機器)を余分に搭載することができるので、多目的な衛星運用が可能になる。
なお、環境モニタセンサは、保護カバー3の内側面に複数個を実装しても良いことは謂うまでもない。
In addition, this makes it possible to use a protective cover that is no longer necessary as a sensor mounting component and to mount an extra sensor (observation device) such as an environmental monitor sensor, thereby enabling multipurpose satellite operation.
Needless to say, a plurality of environmental monitor sensors may be mounted on the inner surface of the
実施の形態2.
図4は、この発明に係る実施の形態2を示す図であり、保護カバー3に評価用試験片12を搭載した例を示す図である。
図において、軌道上にて、例えば熱制御材の劣化試験のような材料試験を実施する場合、評価用の試験片を用いる。この実施の形態2では、保護カバー3の内側面に評価用試験片12を搭載することで、評価用試験片12の搭載位置を確保する。これによって、衛星の搭載スペースを有効に使用し、機器の搭載制約が軽減される。また、元来デッドスペースとなる箇所を利用するだけで、多目的な衛星運用が可能になる。
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment according to the present invention, and is a diagram showing an example in which an
In the figure, when a material test such as a deterioration test of a heat control material is performed on a track, a test piece for evaluation is used. In the second embodiment, the mounting position of the
実施の形態3.
図5は、この発明に係る実施の形態3による、迷光防止用のフードカバー2にセンサ(観測機器)を搭載した例を示す図である。図において、スターセンサや太陽センサや環境モニタセンサのようなセンサ19が、フードカバー2に搭載されている。センサ19は視界16がフードカバー2の外周から外側に向かうように配置される。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which a sensor (observation device) is mounted on a
通常、光学機器への迷光を防止するために設けられたフードカバー2は、迷光防止を目的に使用されており、他の目的には利用されていない。すなわち、迷光防止用のフードカバー2は、本来、レンズへの迷光さえ防げればよい。
Usually, the
しかし、この実施の形態3によれば、迷光防止用フードカバー2の外周にセンサ19や、軌道上の材料劣化を試験するための評価用試験片12を搭載することで、衛星の搭載スペースを有効に使用することができる。また、従来、デッドスペースだった箇所である、フードカバー2の外周面を実装スペースに利用することで、多目的な衛星運用が可能になる。
However, according to the third embodiment, the mounting space of the satellite is reduced by mounting the
実施の形態4.
図6は、この発明に係る実施の形態4による保護カバー3において、環境モニタセンサ9の代わりに、アンテナ14を備えた構成を示す図である。
図において、この実施の形態4による保護カバー3は、内側面にアンテナ14のアンテナ鏡面が構成されており、保護カバー3が展開した後、その内側面をアンテナとして機能させる。これにより、保護カバー3の内側面が、光学機器10の視野15と同方向である衛星1の外側方向を向いて、アンテナの視野19を得ている。なお、図中、その他の構成については、実施の形態1と同様である。また、実施の形態1の構成に追加して、実施の形態4のアンテナ14を備えても良いことは、謂うまでもない。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration in which an antenna 14 is provided instead of the
In the figure, the
通常、地球との通信や衛星間通信を用途とする衛星搭載用のアンテナは、衛星における光学機器10の実装面とは別の位置に搭載される。このようなアンテナは、打上げ時は収納され、軌道上で展開して使用される。アンテナを収納している状態では、アンテナの収納領域に機器が搭載できず、アンテナの収納領域は衛星のデッドスペースとなる。このデッドスペースは、光学機器におけるコンタミ防止用の保護カバーと同様、衛星の機器配置の搭載制約になっていた。
Usually, a satellite-mounted antenna used for communication with the earth or inter-satellite communication is mounted at a position different from the mounting surface of the
しかし、この実施の形態4では、アンテナ14付きの保護カバー3を設けて、光学機器におけるコンタミ防止用の保護カバーとアンテナの機能を兼ね備えることで、収納時は光学機器のコンタミを防止する保護カバーとして機能し、展開後は保護カバーの内側面をアンテナとして利用することで、両者のデッドスペースを利用する。このことにより、衛星の搭載スペースを有効に使用し、機器の搭載制約が軽減される。また、本来、デッドスペースとなる箇所を有効に利用することで、多目的な衛星運用が可能になる。
However, in the fourth embodiment, the
1 衛星、2 フードカバー、3 保護カバー、4 光学機器、6 ヒンジ、7 展開部、9 環境モニタセンサ、12 評価用試験片、13 フードカバー、14 アンテナ付保護カバー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Satellite, 2 Hood cover, 3 Protection cover, 4 Optical equipment, 6 Hinge, 7 Expanding part, 9 Environmental monitor sensor, 12 Test piece for evaluation, 13 Hood cover, 14 Protection cover with antenna
Claims (3)
衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、
上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の光学視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、
上記保護カバーの内側面における上記展開部周辺に取り付けられ、上記保護カバーが展開した状態で、衛星の周囲を観測するセンサと、
を備えた光学機器用保護カバー。 A hood cover attached to an optical device and having an opening in the optical field of view of the optical device;
When the satellite is launched, a protective cover whose inner surface covers the opening of the hood cover;
The protective cover is supported to be openable and closable with respect to the hood cover, and after launching the satellite, a deployment part that deploys the protective cover at a position that does not interfere with the optical field of view of the optical device;
A sensor for observing the surroundings of the satellite in the state where the protective cover is deployed in the state where the protective cover is deployed on the inner surface of the protective cover
Protective cover for optical equipment.
衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、
上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の光学視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、
上記保護カバーの内側面に設けられ、上記保護カバーが展開した状態で、所定方向を向くアンテナと、
を備えた光学機器用保護カバー。 A hood cover attached to an optical device and having an opening in the optical field of view of the optical device;
When the satellite is launched, a protective cover whose inner surface covers the opening of the hood cover;
The protective cover is supported to be openable and closable with respect to the hood cover, and after launching the satellite, a deployment part that deploys the protective cover at a position that does not interfere with the optical field of view of the optical device;
An antenna that is provided on an inner surface of the protective cover and that faces the predetermined direction in a state where the protective cover is unfolded;
Protective cover for optical equipment.
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