JP2009241805A - Artificial satellite - Google Patents

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JP2009241805A JP2008091968A JP2008091968A JP2009241805A JP 2009241805 A JP2009241805 A JP 2009241805A JP 2008091968 A JP2008091968 A JP 2008091968A JP 2008091968 A JP2008091968 A JP 2008091968A JP 2009241805 A JP2009241805 A JP 2009241805A
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市大郎 有坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a risk of intrusion control of contamination into a propellant tank concerning propellant filling at a launching site to an artificial satellite, and a cost required for propellant filling work. <P>SOLUTION: The artificial satellite comprises a satellite structure, the propellant tank equipped with a connecting adaptor and a valve mechanism with an ammunition, a pipe detachably connecting the connecting adaptor of the propellant tank and a thruster, and an ammunition control device driving the valve mechanism with the ammunition. The propellant tank is installed in the artificial satellite at the launching site of the artificial satellite. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、推薬の充填された推薬タンクを取り付ける人工衛星に関するものである。   The present invention relates to an artificial satellite to which a propellant tank filled with propellant is attached.

人工衛星(以下、衛星)の推薬タンクは、衛星本体に取り付けられ、配管を通じてスラスタの燃焼室に推薬を供給する。従来、推薬タンクの取り付け構造として、衛星の主構造体であるスラストチューブの中空円筒内に、推薬タンクを収納したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   A propellant tank of an artificial satellite (hereinafter referred to as satellite) is attached to the satellite body and supplies propellant to the combustion chamber of the thruster through a pipe. 2. Description of the Related Art Conventionally, a propellant tank mounting structure is known in which a propellant tank is housed in a hollow cylinder of a thrust tube that is a main structure of a satellite (see, for example, Patent Document 1).

特開平5−310197号公報JP-A-5-310197

従来の衛星では、予め衛星構体に推薬タンクを取り付け、衛星が打上げロケットに搭載される前の射場準備作業の中で、推薬タンクへ推薬を充填していた。充填用の推薬は、輸送用タンクにより推薬充填装置と共に射場へ運び込まれ、推薬充填装置を用いて推薬タンクへ充填される。   In a conventional satellite, a propellant tank is attached to the satellite structure in advance, and the propellant tank is filled with propellant during launch site preparation work before the satellite is mounted on the launch vehicle. The propellant for filling is carried to the launch site together with the propellant filling device by the transport tank, and is filled into the propellant tank using the propellant filling device.

一般に、推薬にはヒドラジンが用いられるが、ヒドラジンは毒性が強くかつ揮発性が高いため、推薬充填において厳しいコンタミネーション管理と充填量管理が必要となる。推薬充填装置の装着には厳しい清浄度管理と、射場における複雑な配管組立作業や配管リーク確認作業が伴い、また充填中ならびに充填後の充填装置撤収作業を行う際には、作業員は大気への推薬漏洩に備えて、特殊なスケープスーツを着用して長時間作業を行うことになる。   In general, hydrazine is used as a propellant. However, since hydrazine is highly toxic and highly volatile, strict contamination management and filling amount management are required in filling propellants. The installation of the propellant filling device is accompanied by strict cleanliness management, complicated piping assembly work and piping leak checking work at the launch site, and when removing the filling device during filling and after filling, In preparation for leakage of propellant, a special scape suit will be worn for a long time.

また、輸送用推薬タンクから衛星内部の推薬タンクへ充填される配管には、充填される推薬の品質を保つように幾つものフィルターが設置されている。推薬充填時にフィルターを通過させるため、輸送用タンクには高圧窒素ガスが充填されている。そのため、タンクならびに配管には窒素ガスや気化推薬などが混合するので、衛星内部の推薬タンクへの正確な推薬充填正味量や内部圧力を計測するとともに、常時周辺装置や大気の温度、圧力そして重量等をモニタしながら充填作業を行うことになる。   In addition, a number of filters are installed in the piping filled from the propellant tank for transportation into the propellant tank inside the satellite so as to maintain the quality of the propellant filled. The transport tank is filled with high-pressure nitrogen gas in order to pass through the filter during propellant filling. Therefore, since nitrogen gas and vaporized propellant are mixed in the tank and piping, the accurate amount of propellant filling in the propellant tank inside the satellite and the internal pressure are measured, and the peripheral equipment and atmospheric temperature, The filling operation is performed while monitoring the pressure and weight.

推薬充填後は、配管組立時にコンタミネーション除去のためにダンプした廃推薬、充填中に気化して充填装置外に排出された気化推薬、充填後に充填配管に残った無効推薬、そして充填後の充填機材洗浄で発生した有害物質等を、推薬出荷元へ搬送する。従い、推薬充填のために多大なコストと安全上のリスク管理が必要となっている。   After propellant filling, waste propellant dumped to remove contamination during pipe assembly, vaporized propellant evaporated during filling and discharged out of the filling device, invalid propellant remaining in the filling pipe after filling, and Hazardous substances, etc. generated by washing the filling equipment after filling are transported to the propellant shipper. Therefore, tremendous cost and safety risk management is required for propellant filling.

従来、衛星の射場で輸送用推薬タンクから衛星内部の推薬タンクへ推薬の充填が行なわれていたので、作業安全性、推薬品質、作業スケジュール等に関する多くのリスクが存在するとともに、充填作業に多大なコストを要していた。このため、衛星製造コストに含まれる射場作業コストの低減とリスク低減が望まれていた。   In the past, propellant was filled from the propellant tank for transportation to the propellant tank inside the satellite at the launch site of the satellite, so there are many risks related to work safety, propellant quality, work schedule, etc. The filling operation was costly. For this reason, reduction of the launch site work cost included in the satellite manufacturing cost and risk reduction have been desired.

この発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、人工衛星への射場での推薬充填に関わるリスクやコストを低減することを目的とする。   This invention is made in order to solve the subject which concerns, and it aims at reducing the risk and cost regarding a propellant filling in the launch range to an artificial satellite.

この発明による人工衛星は、衛星構体と、接続アダプタと、タンクと、接続アダプタとタンクの間に設けられた接続アダプタ火工品付きバルブ機構とを具備した推薬タンクと、上記推薬タンクを衛星構体に対して装着する保持部と、上記推薬タンクの接続アダプタに対して接続される接続インタフェースを有し、スラスタに接続される配管と、上記火工品付きバルブ機構に対し駆動信号を出力する火口品制御装置と、を備え、
上記火工品付きバルブ機構は、上記火口品制御装置からの駆動信号を受ける前に接続アダプタとタンクとの流通路を塞ぎ、上記火口品制御装置からの駆動信号を受けた後、接続アダプタとタンクとの流通路を開放するものである。
An artificial satellite according to the present invention includes a propellant tank including a satellite structure, a connection adapter, a tank, a valve mechanism with a connection adapter pyrotechnic provided between the connection adapter and the tank, and the propellant tank. A holding unit attached to the satellite structure, a connection interface connected to the connection adapter of the propellant tank, a pipe connected to the thruster, and a drive signal to the valve mechanism with pyrotechnics A crater control device for outputting,
The valve mechanism with pyrotechnics closes the flow path between the connection adapter and the tank before receiving the drive signal from the crater control device, and after receiving the drive signal from the crater control device, The flow passage with the tank is opened.

この発明によれば、人工衛星への射場での推薬充填に関わるリスクやコストを低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the risk and cost associated with the propellant filling at the launch site to the artificial satellite.

実施の形態1.
以下、この発明に係る実施の形態1による人工衛星(以下、衛星)について、図を用いて説明する。図1は、実施の形態1による衛星の構成を示す図である。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, an artificial satellite (hereinafter referred to as a satellite) according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a satellite according to the first embodiment.

図において、衛星1は、衛星本体を成す衛星構体2と、衛星搭載ミッション機器3と、太陽電池パドル4と、スラスタ5と、カセット式の推薬タンク6を備えている。衛星構体2は、複数の構体パネルを箱型に組み合わせて、六面体形状の構造体を成している。衛星構体2における構体パネルの一面には、衛星搭載ミッション機器3が設置されている。衛星搭載ミッション機器3は、地上と通信するアンテナ装置や、地球や宇宙を観測する観測装置を構成している。太陽電池パドル4は、衛星構体2における衛星搭載ミッション機器3の取り付け面とは異なる、2つの対向面に取り付けられる。太陽電池パドル4は、太陽光により発電し、衛星構体2に電力を供給する。推薬タンク6は衛星構体2の内部に収容される。スラスタ5は衛星構体2に取り付けられ、衛星1に推進力を与えて位置や姿勢を移動させる推進装置として用いられる。
なお、説明の都合上、電源や姿勢制御装置などの他の衛星搭載機器については図示による説明を略す。
In the figure, a satellite 1 includes a satellite structure 2 that constitutes a satellite body, a satellite-equipped mission device 3, a solar cell paddle 4, a thruster 5, and a cassette type propellant tank 6. The satellite structure 2 forms a hexahedral structure by combining a plurality of structure panels in a box shape. On one surface of the structure panel in the satellite structure 2, a satellite-equipped mission device 3 is installed. The satellite-equipped mission equipment 3 constitutes an antenna device that communicates with the ground and an observation device that observes the earth and space. The solar cell paddle 4 is attached to two opposing surfaces different from the attachment surface of the satellite-equipped mission equipment 3 in the satellite structure 2. The solar cell paddle 4 generates power by sunlight and supplies power to the satellite structure 2. The propellant tank 6 is accommodated inside the satellite structure 2. The thruster 5 is attached to the satellite structure 2 and is used as a propulsion device that applies a propulsive force to the satellite 1 to move its position and attitude.
For the sake of explanation, illustration of the other satellite-equipped devices such as a power source and an attitude control device will be omitted.

図2は推薬タンクを装填した人工衛星の内部構成と、衛星構体内部における推薬タンクの設置構造と、推薬タンクの構成を示す図である。図において、衛星構体2の内部には、セントラルシリンダ7と火口品制御装置20と配管9が設けられている。また、衛星構体2の内部には、前述のカセット式の推薬タンク6が装着される。   FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of an artificial satellite loaded with a propellant tank, the installation structure of the propellant tank inside the satellite structure, and the configuration of the propellant tank. In the figure, a central cylinder 7, a crater product control device 20, and a pipe 9 are provided inside the satellite structure 2. Further, the above-described cassette type propellant tank 6 is mounted inside the satellite structure 2.

セントラルシリンダ7は衛星構体2の中央部に配置され、中空の円筒形状を成した構造部材である。セントラルシリンダ7における円筒端部は開口しており、この開口部が衛星構体2におけるスラスタ取り付け面の開口穴15に対向している。衛星構体2の開口穴15は着脱可能なアクセスパネルにより塞がれる。セントラルシリンダ7の周囲には、姿勢制御装置、電源、計算機、データおよび電源バスや電装部品などの各種衛星搭載機器が配置される。また、衛星構体2の外表面におけるセントラルシリンダ7の周囲には、複数のスラスタ5が配置されている。セントラルシリンダ7の内部には、1つもしくは2つ以上の推薬タンク6が装着され、保持部21により着脱可能に保持固定されている。図の例は、1つの推薬タンク6が取り付けられ、他の推薬タンク6が取り付けられる前の状態を示している。推薬タンク6は、衛星構体2のアクセスパネルを開いた状態で、開口穴15を介してセントラルシリンダ7の内部に挿入されるか、もしくはセントラルシリンダ7の内部から引き出される。   The central cylinder 7 is a structural member arranged in the center of the satellite structure 2 and having a hollow cylindrical shape. The cylindrical end portion of the central cylinder 7 is open, and this opening portion faces the opening hole 15 of the thruster mounting surface in the satellite structure 2. The opening hole 15 of the satellite structure 2 is closed by a removable access panel. Around the central cylinder 7, an attitude control device, a power source, a computer, data, and various satellite-equipped devices such as a power bus and electrical components are arranged. A plurality of thrusters 5 are arranged around the central cylinder 7 on the outer surface of the satellite structure 2. One or two or more propellant tanks 6 are mounted inside the central cylinder 7 and are detachably held and fixed by a holding portion 21. The example of the figure shows a state before one propellant tank 6 is attached and another propellant tank 6 is attached. The propellant tank 6 is inserted into the central cylinder 7 through the opening hole 15 with the access panel of the satellite structure 2 opened, or is drawn out of the central cylinder 7.

配管9はセントラルシリンダ7に取り付けられ、セントラルシリンダ7の内部とスラスタ5の間を接続して推進系配管インターフェイスを構成している。配管9の端部には接続アダプタ11との接続インタフェースを構成する接続アダプタ12が設けられている。配管9は接続される推薬タンク6の数に応じて分岐支管の数が決まり、また同分岐支管の端部に接続される接続アダプタ12の数が決まる。配管9の分岐支管は1つまたは複数の主管に接続される。配管9の主管は各スラスタ5に設けられた燃焼室8に接続されている。また、推薬タンク6は、タンク28の推薬供給孔に直結された配管10と、配管10の端部に設けられた接続アダプタ11と、配管10に設けられた火工品付きバルブ機構13を備え付けられている。   The piping 9 is attached to the central cylinder 7 and connects the inside of the central cylinder 7 and the thruster 5 to constitute a propulsion system piping interface. A connection adapter 12 constituting a connection interface with the connection adapter 11 is provided at the end of the pipe 9. In the pipe 9, the number of branch branches is determined according to the number of propellant tanks 6 to be connected, and the number of connection adapters 12 connected to the ends of the branch branches is determined. The branch branch pipe of the pipe 9 is connected to one or a plurality of main pipes. A main pipe of the pipe 9 is connected to a combustion chamber 8 provided in each thruster 5. The propellant tank 6 includes a pipe 10 directly connected to the propellant supply hole of the tank 28, a connection adapter 11 provided at an end of the pipe 10, and a pyrotechnic valve mechanism 13 provided in the pipe 10. Is provided.

推薬タンク6は予め推薬として例えばヒドラジンが充填されている。推薬タンク6はセントラルシリンダ7に装着される際、衛星構体側の配管9の接続アダプタ12に対し、推薬タンク側の配管10の接続アダプタ11を着脱可能に接続する。これによって配管10が配管9に接続される。また、火口品制御装置20の配線を、火工品付きバルブ機構13に着脱可能に接続する。火口品制御装置20は、地上からの制御コマンドを受けると、火工品付きバルブ機構13に駆動信号を出力する。これにより、火口品制御装置20は、火工品付きバルブ機構13の火薬を起爆して内部の栓を駆動し、バルブを開放するように制御する。火工品付きバルブ機構13は、軌道上で火工品によりバルブが開放されない限り、推薬タンク6に充填された推薬が外部に漏れ出さないように構成されている。このように、推薬タンク6に接続アダプタ12および火工品付きバルブ機構13を備え付けることにより、推薬が充填された推薬タンク6を任意の場所(例えば、衛星の射場)に搬送した後、搬送先の場所で推薬タンク6を衛星構体内部に組み込むことが可能となる。また、接続アダプタ12を設けることで、推薬タンク6を推進系配管インターフェイスに接続する作業が容易になる。   The propellant tank 6 is previously filled with, for example, hydrazine as a propellant. When the propellant tank 6 is attached to the central cylinder 7, the connection adapter 11 of the pipe 10 on the propellant tank side is detachably connected to the connection adapter 12 of the pipe 9 on the satellite structure side. As a result, the pipe 10 is connected to the pipe 9. Moreover, the wiring of the crater control device 20 is detachably connected to the valve mechanism 13 with pyrotechnics. Upon receiving a control command from the ground, the crater control device 20 outputs a drive signal to the pyrotechnic valve mechanism 13. As a result, the crater control device 20 controls the explosion of the pyrotechnic valve mechanism 13 to drive the internal plug and open the valve. The valve mechanism 13 with pyrotechnics is configured so that the propellant filled in the propellant tank 6 does not leak to the outside unless the valve is opened by pyrotechnics on the track. After the propellant tank 6 is provided with the connection adapter 12 and the pyrotechnic valve mechanism 13 in this way, the propellant tank 6 filled with the propellant is transported to an arbitrary place (for example, a launch site of a satellite). The propellant tank 6 can be incorporated in the satellite structure at the destination of the transfer destination. Further, providing the connection adapter 12 facilitates the work of connecting the propellant tank 6 to the propulsion system piping interface.

図3は火工品付きバルブ機構13の構成例を示す図であり、(a)は栓30によりバルブが閉じた状態、(b)は弁31によりバルブが開放した状態を示す。図において、火工品付きバルブ機構13は、推薬タンク6の配管10に取り付けるための接続部29と、栓30と、弁31と、弁31に接続されたブースタ32と、ブースタ32が摺動するシリンダ33と、ブースタ32を起爆させるためのイニシエータ34と、受部35を備えている。栓30は中実板で構成され貫通孔は存在しない。弁31は中央に貫通孔が設けられている。弁31は栓30に当接して、栓30とブースタ32の間に接続される。ブースタ32は端部が栓30に当接し、シリンダ33内を摺動して栓30とともに弁31を可動する。   FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a configuration example of the valve mechanism 13 with a pyrotechnic, wherein FIG. 3A shows a state where the valve is closed by the plug 30, and FIG. 3B shows a state where the valve is opened by the valve 31. In the figure, the pyrotechnic valve mechanism 13 includes a connecting portion 29 for attaching to the piping 10 of the propellant tank 6, a plug 30, a valve 31, a booster 32 connected to the valve 31, and a booster 32 slidingly. The cylinder 33 which moves, the initiator 34 for detonating the booster 32, and the receiving part 35 are provided. The plug 30 is made of a solid plate and has no through hole. The valve 31 has a through hole in the center. The valve 31 contacts the stopper 30 and is connected between the stopper 30 and the booster 32. The booster 32 has an end abutting against the stopper 30 and slides in the cylinder 33 to move the valve 31 together with the stopper 30.

次に、火工品付きバルブ機構13の動作について説明する。
図3(a)において、火口品制御装置20の制御前は、栓30が配管10の流通を塞いだ状態となっており、配管10内に存在する推薬が推薬タンク6から流れ出ないように流通路を阻害し、バルブが閉鎖した状態となる。
Next, the operation of the pyrotechnic-equipped valve mechanism 13 will be described.
In FIG. 3A, before the control of the crater control device 20, the plug 30 is in a state of blocking the flow of the pipe 10, so that the propellant existing in the pipe 10 does not flow out of the propellant tank 6. The flow path is obstructed and the valve is closed.

図3(b)において、火口品制御装置20がバルブを開放するための制御コマンドを受けると、火口品制御装置20がイニシエータ34に駆動信号(駆動電圧)を送ることにより、イニシエータ34が発火する。イニシエータ34が発火することで内部の火薬が点火し、ブースタ32が起爆される。ブースタ32の起爆により、ブースタ32が接続部29側に移動し、ブースタ32に押されて栓30および弁31が受部35側に移動する。受部35は栓30が抜け落ちないように栓30を捕捉する。かくして、弁31が配管10を流通させることで、バルブが開放する。   In FIG. 3 (b), when the crater product control device 20 receives a control command for opening the valve, the crater product control device 20 sends a drive signal (drive voltage) to the initiator 34, so that the initiator 34 is ignited. . As the initiator 34 ignites, the internal gunpowder ignites and the booster 32 is detonated. The booster 32 is moved to the connection portion 29 side by the explosion of the booster 32 and is pushed by the booster 32 to move the plug 30 and the valve 31 to the receiving portion 35 side. The receiving part 35 captures the plug 30 so that the plug 30 does not fall out. Thus, the valve is opened when the valve 31 circulates the pipe 10.

なお、推薬タンク6のタンク28と火工品付きバルブ機構13の間には、手動式のバルブ(図示せず)を設けると良い。この際、推薬を充填するときは手動式のバルブを開放するとともに火工品付きバルブ機構13を取り外す。推薬を充填した後は、手動式のバルブを閉鎖してから火工品付きバルブ機構13を取り付けた後、手動式のバルブを開放することができる。   A manual valve (not shown) may be provided between the tank 28 of the propellant tank 6 and the pyrotechnic valve mechanism 13. At this time, when filling the propellant, the manual valve is opened and the pyrotechnic valve mechanism 13 is removed. After filling the propellant, the manual valve can be opened after the manual valve is closed and then the pyrotechnic valve mechanism 13 is attached.

図4は配管の接続アダプタの構成を示す図であり、(a)は構成図、(b)は接続された状態を示す図である。図において、接続アダプタ11は、凸型コニカルシール部40と、雄ねじ部41を備えている。また、接続アダプタ12は、凹型コニカルシール部42と、雌ねじ部43を備えている。接続アダプタ11の凸型コニカルシール部40と接続アダプタ12の凹型コニカルシール部42とが密接に接触し、雄ねじ部41と雌ねじ部43が相互に締結することで、接続アダプタ11と接続アダプタ12とが気密を確保して結合され、配管9と配管10が連結される。なお、接続アダプタ11、12の構成はこれに限ることはなく、コニカルシール部とねじ部の組合せについても相互に反対の組合せであっても良い。   4A and 4B are diagrams showing the configuration of a connection adapter for piping. FIG. 4A is a configuration diagram, and FIG. 4B is a diagram showing a connected state. In the figure, the connection adapter 11 includes a convex conical seal portion 40 and a male screw portion 41. Further, the connection adapter 12 includes a concave conical seal portion 42 and a female screw portion 43. The convex conical seal portion 40 of the connection adapter 11 and the concave conical seal portion 42 of the connection adapter 12 are in close contact with each other, and the male screw portion 41 and the female screw portion 43 are fastened to each other. Are connected with airtightness, and the pipe 9 and the pipe 10 are connected. Note that the configuration of the connection adapters 11 and 12 is not limited to this, and the combination of the conical seal portion and the screw portion may be a combination opposite to each other.

次に、衛星構体2に対し、推薬充填済みのカセット式推薬タンク6を取り付ける際の手順について説明する。推薬タンク6は、次の1)乃至5)の順序で、衛星1に組みつけられる。
1)推薬製造元で事前に推薬タンク6内に推薬が充填される。
2)推薬タンク6を衛星1の射場まで運搬する。このとき、セントラルシリンダ7の内部に推薬タンク6が装着されていない状態で、射場まで衛星1が運搬される。
3)衛星1の射場で、衛星1の構体パネル2からアクセスパネルを外し、開口穴15からセントラルシリンダ7の内部に推薬タンク6を挿入する。
4)接続アダプタ11と12を連結することで、配管9と配管10を連結する。
5)火口品制御装置20の配線を火工品付きバルブ機構13に接続することで、推薬タンク6の装着作業が完了する。
この装着作業において、配管9と配管10の接続時に配管内に混入するエアが問題となる場合は、配管にエア抜きバルブを設けて、接続アダプタ11と12を連結した後、配管内のエアを真空引きすることで、残留エアを無視し得るレベルまで減ずることができる。
なお、衛星1が地上から宇宙空間に打ち上げられた後、衛星軌道上で地上局から火口品制御装置20に制御コマンドを送る。
その後、火口品制御装置20は火工品付きバルブ機構13に駆動電圧を送り、火工品付きバルブ機構13が駆動する。これにより、火工品付きバルブ機構13のバルブが開放状態となり、推薬タンク6と衛星内部の配管9との流通路が確保される。
かくして、推薬タンク6から供給される推薬がスラスタ5の燃焼室8に供給され、燃焼室8内での推薬の燃焼によりスラスタ5が推進力を得る。
Next, a procedure for attaching the propellant-filled cassette type propellant tank 6 to the satellite structure 2 will be described. The propellant tank 6 is assembled to the satellite 1 in the following order 1) to 5).
1) The propellant is filled in the propellant tank 6 in advance by the propellant manufacturer.
2) Transport the propellant tank 6 to the launch site of the satellite 1. At this time, the satellite 1 is transported to the launch site in a state where the propellant tank 6 is not mounted inside the central cylinder 7.
3) At the launch site of the satellite 1, the access panel is removed from the structure panel 2 of the satellite 1, and the propellant tank 6 is inserted into the central cylinder 7 through the opening hole 15.
4) The pipes 9 and 10 are connected by connecting the connection adapters 11 and 12 together.
5) The mounting operation of the propellant tank 6 is completed by connecting the wiring of the crater control device 20 to the valve mechanism 13 with pyrotechnics.
In this installation work, when air mixed into the pipe becomes a problem when the pipe 9 and the pipe 10 are connected, an air vent valve is provided in the pipe, and after connecting the connection adapters 11 and 12, the air in the pipe is removed. By evacuating, the residual air can be reduced to a negligible level.
In addition, after the satellite 1 is launched into the space from the ground, a control command is sent from the ground station to the crater control device 20 on the satellite orbit.
Thereafter, the crater control device 20 sends a drive voltage to the valve mechanism 13 with pyrotechnics to drive the valve mechanism 13 with pyrotechnics. Thereby, the valve | bulb of the valve mechanism 13 with a pyrotechnics will be in an open state, and the flow path of the propellant tank 6 and the piping 9 inside a satellite will be ensured.
Thus, the propellant supplied from the propellant tank 6 is supplied to the combustion chamber 8 of the thruster 5, and the thruster 5 obtains propulsive force by combustion of the propellant in the combustion chamber 8.

以上説明したとおり、実施の形態1による衛星1は、推薬充填済みのカセット式推薬タンク6を射場において装填することができる。このため、推薬製造元で輸送タンクに充填する代わりに、衛星1の推薬タンク6に直接推薬を充填すれば良い。また、射場での多くのリスクを伴う推薬充填作業を行なう必要はない。
これによって、射場で推薬を充填する際のコンタミネーション浸入、作業負担の大きな作業、および事故発生時のスケジュールインパクトとそれに伴うコスト等のリスクを低減することができる。
As described above, the satellite 1 according to the first embodiment can be loaded with the propellant-filled cassette type propellant tank 6 at the launch site. Therefore, instead of filling the transport tank by the propellant manufacturer, the propellant tank 6 of the satellite 1 may be filled directly with the propellant. Moreover, it is not necessary to perform the propellant filling operation with many risks at the launch site.
As a result, it is possible to reduce risks such as contamination intrusion when filling the propellant at the launch site, work with a heavy work load, schedule impact at the time of an accident, and costs associated therewith.

また、推薬タンク6には、衛星推進系システム配管と接続するための接続アダプタ11が予め装着されており、接続アダプタ11とタンク28の間には充填された推薬を完全に塞き止めるための火工品付きバルブ機構13が備わっている。このため、射場での推薬タンク6の取り付け作業時に、推薬が大気に流出することがない。
したがって、射場でのハイリスク作業を行なうことなく、推薬タンク6を衛星1に装着し、接続アダプタ11を接続アダプタ12に接続することで、推薬タンク6の組立て作業が可能となる。
またこの結果、射場での推薬充填準備作業から充填後後処置までの長時間に渡る現場作業を、短時間で行なうことのできる組立て作業に代替することができるので、充填される推薬のコンタミネーション管理と充填量の管理のレベルを向上させることができる。
The propellant tank 6 is preinstalled with a connection adapter 11 for connecting to the satellite propulsion system piping, and the propellant filled between the connection adapter 11 and the tank 28 is completely blocked. A valve mechanism 13 with pyrotechnics is provided. For this reason, the propellant does not flow out to the atmosphere when the propellant tank 6 is attached at the launch site.
Therefore, the propellant tank 6 can be assembled by attaching the propellant tank 6 to the satellite 1 and connecting the connection adapter 11 to the connection adapter 12 without performing high-risk work at the launch site.
As a result, it is possible to replace the long-term field work from propellant filling preparation work at the launch site to post-fill post-treatment with assembly work that can be performed in a short time. The level of contamination management and filling amount management can be improved.

さらに、推薬タンク6の接続アダプタを人工衛星推進系システム配管に直接接続するだけで、配管作業が完了する。このため、射場にて充填装置や輸送タンクを衛星推薬タンクに接続して、推薬を充填するための複雑な配管組立てを行う必要がなく、コンタミネーションのリスクを高めることとなる接続アダプタ数も少なくて済む。
その結果、人工衛星推進系システム内部にコンタミネーション源が浸入する可能性が極めて高くなるが、この発明によるカセット式推薬タンクの場合、そのリスクを軽減することも可能となる。
Furthermore, the piping work is completed only by directly connecting the connection adapter of the propellant tank 6 to the artificial satellite propulsion system piping. For this reason, it is not necessary to connect a filling device or transport tank to the satellite propellant tank at the launch site, and to perform complicated piping assembly to fill the propellant, and the number of connection adapters that increases the risk of contamination Less.
As a result, the possibility of contamination sources entering the satellite propulsion system becomes extremely high. However, in the case of the cassette type propellant tank according to the present invention, the risk can be reduced.

また、推薬タンク6を用いることで、推薬タンク6への推薬充填作業を全て専用設備が整う推薬製造元で行うことができる。このため、厳しいコンタミネーション管理と、厳密な充填手順管理に伴うリスクを大きく軽減でき、かつ射場での推薬の充填作業において充填無効となった推薬と、充填装置の出荷元への返送、並びにに返送前の有害な洗浄作業等が不要となる。   Moreover, by using the propellant tank 6, all the propellant filling operations to the propellant tank 6 can be performed by the propellant manufacturer with dedicated equipment. For this reason, the risks associated with strict contamination management and strict filling procedure management can be greatly reduced, and the propellant that has become invalid during filling of the propellant at the launch site, and the return of the filling device to the shipper, In addition, harmful cleaning work before returning is unnecessary.

この発明の実施の形態1による人工衛星の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the artificial satellite by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による推薬タンクの構成と、推薬タンクを装填した人工衛星の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the propellant tank by Embodiment 1 of this invention, and the internal structure of the artificial satellite which loaded the propellant tank. この発明の実施の形態1による火工品付きバルブ機構13の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the valve mechanism 13 with a pyrotechnics by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による接続アダプタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the connection adapter by Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 人工衛星(衛星)、2 衛星構体、5 スラスタ、6 推薬タンク、7 セントラルシリンダ、9 配管、10 配管、11接続アダプタ、12 接続アダプタ、13 火工品付きバルブ機構、20 火口品制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Artificial satellite (satellite), 2 satellite structure, 5 thruster, 6 propellant tank, 7 central cylinder, 9 piping, 10 piping, 11 connection adapter, 12 connection adapter, 13 valve mechanism with pyrotechnics, 20 crater control device .

Claims (1)

衛星構体と、
接続アダプタと、タンクと、接続アダプタとタンクの間に設けられた接続アダプタ火工品付きバルブ機構とを具備した推薬タンクと、
上記推薬タンクを衛星構体に対して装着する保持部と、
上記推薬タンクの接続アダプタに対して接続される接続インタフェースを有し、スラスタに接続される配管と、
上記火工品付きバルブ機構に対し駆動信号を出力する火口品制御装置と、
を備え、
上記火工品付きバルブ機構は、上記火口品制御装置からの駆動信号を受ける前に接続アダプタとタンクとの流通路を塞ぎ、上記火口品制御装置からの駆動信号を受けた後、接続アダプタとタンクとの流通路を開放することを特徴とした人工衛星。
The satellite structure,
A propellant tank comprising a connection adapter, a tank, and a valve mechanism with a connection adapter pyrotechnics provided between the connection adapter and the tank;
A holding part for mounting the propellant tank on the satellite structure;
A connection interface connected to the propellant tank connection adapter, and a pipe connected to the thruster;
A crater control device that outputs a drive signal to the valve mechanism with pyrotechnics,
With
The valve mechanism with pyrotechnics closes the flow path between the connection adapter and the tank before receiving the drive signal from the crater control device, and after receiving the drive signal from the crater control device, An artificial satellite characterized by opening the flow path to the tank.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103963999A (en) * 2014-04-08 2014-08-06 北京控制工程研究所 Locking and disconnecting device of thrust vector adjustment mechanism
CN112319863A (en) * 2020-11-19 2021-02-05 重庆开拓卫星科技有限公司 Non-intervention type on-orbit flexible solar cell array unfolding device

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