JP2021504232A - 取り付けハブから展開するための可撓性のある人工衛星 - Google Patents

取り付けハブから展開するための可撓性のある人工衛星 Download PDF

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Abstract

例示的な人工衛星は、可撓性ブームにより互いに結合されたペイロード対を含み、可撓性ブームは、ペイロード対を関連する取り付けハブと容易に手動で係合させることを可能にし、また、ペイロードのうち少なくとも1つを取り付けハブから外側の方向に展開するための受動的解放力を提供するように構成される。受動的解放を可能にするためのポテンシャルエネルギーは、取り付けハブへのペイロードの取り付けのために屈曲させたとき、可撓性ブーム内に蓄積された歪みエネルギーとして提供される。歪みエネルギーは、取り付けハブからのペイロードのうち少なくとも1つの解放の際に解放される。更なるペイロードは、隣接するペイロードを接続する可撓性ブームを用いてペイロード対に直列に接続されてもよい。更なるペイロードは、複雑でない取り付け機構又は複雑な取り付け機構を介して取り付けハブから解放されてもよい。

Description

本発明は、概して、取り付けハブから展開するための人工衛星に関し、より詳細には、ESPAクラスハブへの取り付け及びESPAクラスハブからの展開のための可撓性のあるスモールサットと、ESPAクラスハブからの可撓性のあるスモールサットの取り付け及び展開の方法とに関する。
スモールサットとしても知られる小型人工衛星の開発は、重量、体積、質量、寸法、間隔等の要件を含む、長いリストの要件に遵守することを必要とする。これらの要件は、低電力低放熱仕様の必要性をしばしばもたらし、したがって、スモールサットのミッション有用性を減少させる可能性がある。これらの要件はまた、搭載機器及び展開機器の密なパッケージングをしばしばもたらす。
例えば、改良型使い切り式打ち上げ機(evolved expendable launch vehicle, EELV)二次ペイロードアダプタ(EELV secondary payload adapter, ESPA)から取り付け可能且つ展開可能なペイロードを有する人工衛星の場合、ペイロードモジュールは、多くの上記のリストの要件を遵守しなければならない。展開された人工衛星は、取り付け状態と展開状態との双方でいくつかの方式で相互接続される多数のペイロードを含み得る。展開後にペイロードモジュールを互いに対して安定化させる必要性、又はペイロードモジュールを互いに係合させる必要性のために、相互接続自体がミッション有用性を制限し得る。したがって、相互接続機器は、可動部品をしばしば必要とし、これは、電気接続性、熱接続性、RF接続性及び電力接続性のような1つ以上の側面に関してペイロードモジュールの間の接続性を制限するか或いは全く防止する。
さらに、ペイロードモジュール毎に展開機構が必要とされ、このような展開機構の複雑さは、ペイロードモジュールの相互接続性と比べて、しばしば増加する。複雑でしばしば高コストの展開機構の一例は、Planetary Systems CorporationからのLightbandである。これらの例のそれぞれにおいて、複雑さは、典型的には、重量、質量、体積、電力需要、コスト及び誤作動のリスクを有する構成部品の数を増加させる。
本開示は、ESPAクラスハブのような取り付けハブから取り付け可能且つ展開可能であり、上記のリストの懸念の多くに対処する例示的な人工衛星を提供する。例示的な人工衛星は、可撓性部材によって互いに結合された、ペイロードとも呼ばれるペイロードモジュール対を少なくとも含む。可撓性部材は、ESPAインタフェースにおけるトルクの要件と、ESPAハブへの取り付け中の剛性要件と、さらに、展開動作に対する剛性の必要性とを満たすように構成される。可撓性部材は、隣接するペイロードの間の継続的な接続を可能にし、それにより、ペイロードを互いに係合させてこのような接続性を確立するための複雑なシステムの必要性を除去する。さらに、可撓性部材は、ペイロードのうち1つ以上の展開を支援し、それにより、1つ以上の複雑で高コストな展開機構の必要性を低減又は完全に除去する。
例示的な人工衛星は、可撓性ブームにより互いに結合されたペイロード対を含み、可撓性ブームは、ペイロード対を関連する取り付けハブと容易に手動で係合させることを可能にし、また、ペイロードのうち少なくとも1つを取り付けハブから外側の方向に展開するための受動的解放力を提供するように構成される。受動的解放を可能にするためのポテンシャルエネルギーは、取り付けハブへのペイロードの取り付けのために屈曲させたとき、可撓性ブーム内に蓄積された歪みエネルギーとして提供される。歪みエネルギーは、取り付けハブからのペイロードのうち少なくとも1つの解放の際に解放され、この解放は、複雑でなく新種でない取り付け機構によって行われてもよい。更なるペイロードは、隣接するペイロードを接続する可撓性ブームを用いてペイロード対に直列に接続されてもよい。更なるペイロードは、複雑でない取り付け機構の複合体を介して取り付けハブから解放されてもよい。
一態様によれば、人工衛星は、ペイロード対と、ペイロードのそれぞれの間に延在して結合された可撓性ブームとを含む。人工衛星は、ブームを屈曲させることにより取り付けハブと係合し、取り付けハブからの人工衛星の受動的解放力を提供するように構成される。
受動的解放力は、取り付けハブから外側へのペイロードのうちの少なくとも1つの受動的分離を提供してもよい。
ブームの屈曲は、ハブの周りで互いに離間されたペイロードのそれぞれの取り付けを可能にしてもよい。
可撓性ブームは、単一の休止位置を有してもよい。
可撓性ブームは、ペイロードの間の非直線的な線状中心経路に沿って延在してもよい。
可撓性ブームは、ヒンジのないブームでもよい。
ペイロードのうち少なくとも1つは、取り付けハブから外側にペイロードを展開するために力をペイロードに加えることなく、取り付けハブからペイロードを取り外して解放するように構成されたカップリングを含んでもよい。
全ての構成におけるブームは、ペイロードの間の連続的な熱接続、RF接続又は電気接続を可能にしてもよい。
全ての構成におけるブームは、互いのペイロードの物理的な係合を防止するように構成されてもよい。
人工衛星は、第3のペイロードと、第3のペイロードとペイロード対のうち1つのペイロードとの間に延在して結合された第2の可撓性ブームとを更に含んでもよく、3つのペイロードと、2つの可撓性ブームとを含む人工衛星は、2つのブームを屈曲させることにより取り付けハブと係合し、取り付けハブからの人工衛星の受動的解放力を提供するように構成される。
人工衛星は、複数のポートを有する取り付けハブと組み合わされてもよく、ペイロード対のうち少なくとも1つのペイロードは、ポートのうち1つにおいて取り付けハブに取り付けられる。
他の態様によれば、人工衛星は、取り付けハブのポートに別々に取り付けるための取り付け部をそれぞれ有するペイロード対と、ペイロード対のペイロードのそれぞれの間に延在して結合された結合部材とを含み、結合部材は、結合部材が蓄積エネルギーを有する、取り付けハブへの取り付けのためのバイアス状態と、蓄積エネルギーの解放の後の、取り付けハブからの外側への少なくとも部分的な展開のためのデフォルト状態との間で遷移するように構成される。
ペイロードは、結合部材がバイアス状態にあるとき、結合部材がデフォルト状態にあるときよりも、共に近い間隔にあってもよい。
結合部材は、単一のデフォルト状態を有するように構成されてもよい。
全ての状態における結合部材は、ペイロードの間の連続的な熱接続、RF接続又は電気接続を可能にするように構成されてもよい。
全ての状態における結合部材は、互いのペイロードの物理的な係合を防止するように構成されてもよい。
人工衛星は、第3のペイロードと、第3のペイロードとペイロード対のうち1つのペイロードとの間に延在して結合された第2の結合部材とを更に含んでもよく、第2の結合部材は、第2の結合部材が蓄積エネルギーを有する、取り付けハブへの取り付けのためのバイアス状態と、蓄積エネルギーの解放の後の、取り付けハブからの外側への少なくとも部分的な展開のためのデフォルト状態との間で遷移するように構成される。
他の態様によれば、取り付けハブからの人工衛星の展開の方法は、(a)ペイロード対を有する人工衛星に、それらの間に延在する可撓性ブームを提供し、ペイロードのそれぞれが取り付けハブに結合されるステップと、(b)取り付けハブに対してペイロードのうち1つの結合を解放するステップと、(c)蓄積された歪みエネルギーを有するバイアス状態からデフォルト状態に可撓性ブームを遷移させ、それにより、可撓性ブームからの蓄積された歪みエネルギーの解放を介して、取り付けハブからペイロードのうち1つを外側に展開するステップとを含む。
可撓性ブームからの蓄積された歪みエネルギーの解放は、ブームがバイアス状態において屈曲されたものから屈曲されなくなることを含んでもよい。
当該方法は、結合部材が取り付けハブから外側にペイロードを展開する力をペイロードに加えることなく、ペイロードを取り付けハブに選択的に結合する結合部材を解放するステップを更に含んでもよい。
上記の目的及び関連する目的を達成するために、本発明は、以下に完全に詳細に記載され且つ特許請求の範囲に特に示される特徴を含む。以下の説明及び添付の図面は、本発明の特定の例示的な実施形態を詳細に示す。しかし、これらの実施形態は、本発明の原理が使用され得る様々な方法のうちのいくつかを示している。本発明の他の目的、利点及び新規な特徴は、図面と共に考慮されたとき、本発明の以下の詳細な記載から明らかになる。
必ずしも縮尺通りとは限らない添付の図面は、開示の様々な態様を示す。
本発明による人工衛星を含む航空宇宙機の概略図である。 取り付けハブに取り付けられた本発明による例示的な人工衛星の正射影図である。 図２の人工衛星の他の正射影図である。 図２の人工衛星を取り付けハブに取り付けるための例示的な解放機構の立面図である。 図４の部分A-Aに示す図４の解放機構の部分図である。 図４の線B-Bを貫通する図４の解放機構の断面図である。 図２に示す取り付けハブに取り付けられた図２の人工衛星の立面図である。 取り付けハブから少なくとも部分的に展開された人工衛星を示す、図２の人工衛星の立面図である。 取り付けハブから完全に展開された人工衛星を示す、図２の人工衛星の立面図である。 取り付けハブから分離された図２の人工衛星の立面図である。 展開状態における図２の人工衛星の概略図である。 収容状態における図２の人工衛星の概略図である。 取り付けハブに取り付けられた本発明による他の例示的な人工衛星の正射影図である。 図１３の人工衛星の他の正射影図である。 図１３に示す取り付けハブに取り付けられた人工衛星を示す、図１３の人工衛星の立面図である。 取り付けハブから分離された図１３の人工衛星の立面図である。
本開示は、概して、ESPAクラス機により宇宙空間に運ばれたESPAクラスハブのような取り付けハブから、一般的に惑星の大気圏外での航空宇宙展開のための人工衛星を対象とする。本開示は、より詳細には、ESPAクラスハブへの取り付け及びESPAクラスハブからの展開のための可撓性のあるスモールサットと、ESPAクラスハブからの可撓性のあるスモールサットの取り付け及び展開の方法とを対象とする。
本発明は、取り付けハブに取り付けるのが容易であり、航空宇宙機により宇宙空間に運ばれる人工衛星のための必要な標準及び要件を満たしつつ、取り付けハブから人工衛星を取り外して展開するための展開機構のコスト及び複雑さを低減する人工衛星を提供する。本発明は、概して、いわゆるスモールサット(典型的には、約500kg(約1,100ポンド)未満のスモールサットのような、より大きい人工衛星に比べて小さい質量及びサイズのもの)を対象とするが、本発明は、大きくても小さくても、様々なサイズの人工衛星を同様に対象とする。本発明はまた、大気中、水中等のように、他の解放環境における解放のためのモジュールにも適用可能でもよい。
図１は、典型的には宇宙空間と呼ばれる大気が少ないか或いは全くないか、重力が小さいか或いは全くない解放環境に、惑星の大気圏から機器を輸送するための、例示的な航空宇宙機10を示す。宇宙機10は、取り付けハブ14に取り付けられている間に、本発明による人工衛星12を解放環境に輸送するために利用されてもよい。
宇宙機10は、1つ以上のブースタ16に結合された胴体(図示せず)を含む。ブースタ16は、推進ガスをブースタ16から外側に向けるためのノズル18を含む。胴体には、フェアリング(fairing)20内に存在する1つ以上の取り付けハブ14が取り付けられていてもよい。胴体にはまた、同様にフェアリング20内に存在する人工衛星のような主宇宙機15のような、解放環境において解放されるための1つ以上の宇宙機が取り付けてられてもよい。取り付けハブ14及び人工衛星12は、図示の実施形態では、主宇宙機15に直接結合されていないが、いくつかの実施形態では、主宇宙機15への取り付けハブ14及び人工衛星12のうちの1つ以上の直接結合が組み込まれてもよい。いくつかの実施形態では、1つより多くの主宇宙機15が宇宙機10に含まれてもよく、或いは、主宇宙機15が省略されてもよい。
フェアリング20は、胴体に対して取り外し可能に解放可能であり、輸送中に主宇宙機15、取り付けハブ14及びハブ14に取り付けられた人工衛星12を保護する。フェアリング20は、ノーズコーン22を含んでもよく、或いは、ノーズコーン22は、そうでなければ胴体に取り付けられてフェアリング20から分離されてもよい。フェアリング20は、適切な解放環境にあるときに、宇宙機10の残りの部分からの取り付けハブ14(及びハブ14に取り付けられた人工衛星12)の解放を可能にするようにいずれか適当な方式で取り外すようにされてもよい。
次に、図２及び図３を参照すると、例えば、図１の宇宙機10と共に使用するための、例示的な人工衛星アセンブリ24が示されている。図示の人工衛星アセンブリ24は、取り付けハブ14と、ポート26のようなハブ14の取り付け位置に取り付けられた単一の人工衛星12とを含む。人工衛星12は、複数の相互結合されたペイロード30を含む。特に、図示の人工衛星12は、結合部材32により互いに結合されたペイロード対30を含む。ペイロードモジュール又はモジュールとも呼ばれてもよいペイロード30のそれぞれは、取り付けハブ14の別個のポート26に取り付けられる。
取り付けハブ14は、解放環境への輸送中に、1つ以上の人工衛星12の1つ以上のペイロード30を安定化させるためのいずれか適切な構造でもよい。図示の取り付けハブ14は、リングの形状のような、概ね剛性で環状の構造を有する改良型使い切り式打ち上げ機(evolved expendable launch vehicle, EELV)二次ペイロードアダプタ(EELV secondary payload adapter, ESPA)ハブである。取り付けハブ14は、軽量金属等の金属のようないずれか適切な材料で作られる。環状ハブの周りには複数のポート26が配置される。図示の取り付けハブ14は、取り付けハブ14の周りに等間隔で円周方向に分離された4つのポート26を含む。ポート26のそれぞれは、人工衛星12のペイロード30の取り付けを支持するための半径方向外側に突出するリム40を含む。開口42は、ポート26のそれぞれにより規定され、各開口42は、環状本体46の半径方向外側表面44から環状リング本体46の半径方向内側表面48まで、取り付けハブ14の環状本体46を完全に貫通して延在する。上下のカラー50は、環状本体46の対向する軸端部52及び54のそれぞれにおいて半径方向外側に延在する。
ポート26は、それぞれ、概ね円形であり、同じサイズである。ポート26のそれぞれは、対向する軸端部52及び54の間に等間隔で配置される。ポート26の等しい寸法、間隔及び中心間隔は、取り付けハブ14の周りの力のバランスを促進し、様々な人工衛星12の均一な取り付けを促進する。他の実施形態では、ポート26は、他のサイズ、形状でもよく、互いに対して異なる位置を有してもよいことが認識される。1つ以上の異なる数のポート26が含まれてもよい。
人工衛星12は、取り付けハブ14に取り付け、取り付けハブ14から展開するように構成されることが言及されるが、他の実施形態では、全てのペイロード30又は人工衛星12が必ずしも取り付けハブ14から取り外される必要はない。むしろ、いくつかのミッションでは、人工衛星12の1つ以上の取り付けられたペイロード30は、取り付けハブ14に取り付けられたままでもよく、取り付けられたペイロード30に結合された1つ以上のペイロード30は、取り付けハブ14から適切な順序で解放されてもよく、取り付けられたペイロード30のうち1つ以上に少なくとも部分的に結合されたままでもよい。
図示の人工衛星12は、結合部材32を屈曲させることにより取り付けハブ14と係合し、取り付け部材14からの人工衛星12の受動的解放力を提供するように構成される。受動的解放力は、取り付けハブ14から外側への人工衛星12のペイロード30のうち少なくとも1つの受動的分離を提供する。このように、人工衛星12は、更に説明するように、ペイロード30のうち少なくとも1つについての複雑な解放及び展開機構を必要としない。
人工衛星12のペイロード対30は、一般的に、限られた収容体積、質量及び重量を有することが必要とされる。ペイロード30は、矩形として概略的に示されているが、ペイロード30は、特定の取り付けハブとの使用又は特定のミッションのための寸法要件に適合する形状のような、いずれか適切な形状を有してもよい。例えば、ペイロード30は、約4フィート立方体から約1フィート立方体の範囲内より大きくないサイズでもよく、他の例では、約3フィート立方体から約2フィート立方体の範囲内より大きくないサイズでもよく、他の例では、約24インチ×約28インチ×約38インチの寸法を有し、したがって、いずれかの実施形態では、幅、長さ及び高さは互いに等しくなくてもよい。異なるペイロード30はまた、異なる収容体積でもよい。
ペイロード30は、ビジュアル、オーディオ、撮像、電力供給、通信、推進、コマンド及び制御機器のような、ミッションを完了するためのいずれかの必要な機器を含んでもよい。機器は、例えば、機械的、電気的、化学的、RF、化学的及び熱的構成要素を含んでもよい。機器の特定の例は、長距離撮像カメラ、アンテナ、中継器、バッテリ、燃料、ソーラーアレイ又は科学実験を含んでもよい。
ペイロード30は、結合部材32による収容、展開及び後展開の間に、互いに対して支持される。結合部材32は、取り付けハブ14のポート26から外側へのペイロード30のうち少なくとも1つの受動的解放を可能にするように構成される。結合部材32が可撓性結合部材であることを考慮して、結合部材32は、この受動的解放を可能にする。
例えば、図示の結合部材32は、ペイロード対30のペイロード30の間に延在して互いに結合する可撓性ブーム32である。ブーム32は、略円筒状であり、ブーム32の対向する端部66及び68の間の線状中心経路64に沿って延在する。線状中心経路64は直線ではなく、曲げ69を含む。曲げ69は、単一の頂点を有するような尖った角でもよく、或いは、多数の頂点を有するような曲線でもよい。
ブーム32の曲げ70は、曲げ69に対応し、ブーム32の中間点のように、対向する端部66及び68の間に位置する。このように、ブーム32は湾曲したブームであり、曲げ70は、対向して延在するブーム部72の間に配置される。ブーム部72は、等しいサイズ及び長さであり、曲げ70に移行するまで一般的に直線であるように示されている。例示的なブーム32は、中央に延びるキャビティを有するような中実又は中空でもよい。
他の実施形態では、ブーム32は、更なる曲げ70、2つより多くの部分72又は異なる形状、直径又は長さの部分72のうちいずれか1つ以上を含んでもよい。いくつかの実施形態では、部分72は直線でなくてもよい。いくつかの実施形態では、曲げ70は、可撓性ブーム32の中間点に配置されなくてもよい。
ブーム32の対向する端部66及び68は、ペイロード30を互いに分離するために、異なるペイロード30にそれぞれ取り付けられる。端部66及び68は、ファスナ、溶接、接着剤、他の機械的結合又はこれらのいずれかの組み合わせにより、固定的に結合されるように、ペイロード30に堅固に結合されてもよい。他の結合方法もまた、適切になり得る。
例示的なブーム32は、約8フィートから約2フィートの範囲、約7フィートから約3フィートの範囲又は約6フィートから5フィートの範囲、例えば、約5.5フィートのようなコード長を有する中心線状経路64を有する。
例示的なブーム32は、経路64の長さに沿って一貫した直径を有する。例えば、ブーム32は、約12インチから約2インチの範囲の直径、約10インチから約4インチの範囲の直径又は約8インチから約6インチの範囲の直径、例えば、約7インチの直径を有してもよい。
ブーム32は、十分な剛性及び最小限の可撓性を提供するいずれか適切な材料で作られてもよい。ブーム32は、例えば、グラファイト、アルミニウム、ベリリウム、炭素繊維又はガラス繊維を含んでもよい。ブーム32の柔軟な性質は、ブーム32の材料、寸法及び全体的な形状により影響される。
ブーム32の屈曲は、取り付けハブ14の周りに離間されたペイロード対30のペイロード30のそれぞれの取り付けを可能にするように、ブーム32を(屈曲を介して)バイアス状態に移動させることを可能にする。特に、ブーム32は、取り付けハブ14のポート26への人工衛星12の取り付けのために、バイアス状態に可撓性があるようにバイアスされてもよい。バイアス状態では、可撓性ブーム32は、バイアスされていないデフォルト位置からバイアスされた位置へのブーム32の屈曲から、ブーム32内に予め負荷がかけられた歪みエネルギーを保持する。歪みエネルギーの解放は、それぞれのペイロード30がポート26から切り離された後のように、それぞれのポート26から外側へのペイロード30のうち1つの受動的解放を可能にするように、取り付けハブ14から外側への人工衛星12の少なくとも部分的な展開を可能にする。このように、それぞれのペイロード30は、受動的解放の後に取り付けハブ14から間隔を空けて位置決めされる。
蓄積された歪みエネルギーが解放されるとき、可撓性ブーム32は、急速に、ブーム32のバイアス状態からデフォルト状態に遷移する。一実施形態では、遷移は、ブーム32を二分して中心線状経路64に沿って延在する中央平面に沿った可撓性ブーム32の端部66又は68の変動を含んでもよい。この遷移は、ペイロード30が、バイアス状態のブーム32よりも、デフォルト状態のブーム32によって互いに離れた位置に移動することを引き起こす。遷移は、変動する端部66又は68が、約1mmから約10mmの範囲、約2mmから約8mmの範囲、約3mmから約7mmの範囲又は約4mmから約6mmの範囲、例えば、約5mmのような距離を平面内で直線的に移動することを可能にする。例えば、より大きい直径を有する取り付けハブ14では、ブーム32は、ペイロード30の取り付けを提供するために、より小さい直径を有する取り付けハブで使用する場合よりも小さく屈曲させる必要があってもよい。この最小の移動は、ブーム部72の間の角度を、ブーム32のバイアス状態からデフォルト状態まで最小限に増加させる。
ブーム32は、休止状態とも呼ばれる単一の休止長及び単一のデフォルト状態を有するように構成される。ブーム32はまたヒンジがなく、少なくとも部分的に単一の休止長を可能にする。その結果、全ての構成(例えば、バイアス状態、デフォルト状態及びこれらの間の遷移)におけるブーム32は、ペイロード30がブーム32の全ての構成において互いに離間されるように、ペイロード対30のペイロード30の物理的係合を互いに妨げる。
上記のように可撓性であるが、ブーム32はまた、人工衛星12の十分な剛性を提供するように構成される。ブーム32は、自由飛行又は自由操縦人工衛星12にとって十分な剛性になるように、取り付けハブ14から分離した展開動作中に十分な剛性を可能にする。これらの特性のため、人工衛星12が取り外し状態にあるとき(且つ可撓性ブーム32がデフォルト状態にあるとき)、単に必要な操作剛性を維持するために、互いのペイロード30の展開後の嵌合は必要ない。
同様に、ブーム32はまた、宇宙機10の打ち上げ中に収容されている間及び宇宙機10の解放環境への遷移の間のように、人工衛星12が取り付けハブ14に取り付けられている間に、剛性要件を満たすことを可能にする。例えば、取り付けハブ14から取り外されたとき、図示の人工衛星12は、2つの質量とこれらの間にバネを有するフリーフリー(free-free)の2体のシステムの固有共振周波数(取り外し周波数)を有する。可撓性ブーム32が取り付けハブ14への人工衛星12の取り付けを可能にするために屈曲され、次いで、取り付けハブ14に取り付けられたとき、図示の人工衛星12は、2つの質量及び3つのバネのシステムの第2の周波数(取り付け周波数)を有する。
取り外された人工衛星12は、取り付けハブに取り付けられたときの共振周波数の約30%から約5%の範囲、又は取り付けハブに取り付けられたときの共振周波数の約20%から約5%の範囲を有してもよく、或いは、約1:10の取り付け共振周波数に対する取り外し共振周波数を有してもよい。ブーム32は、取り付け共振周波数に対する取り外し共振周波数の比を提供するように、その形状、サイズ及び材料を介して構成される。
一実施形態では、人工衛星12の取り外し共振周波数は、約1Hzから約5Hzの範囲、又は約2Hzから約4Hzの範囲、又は約3.5Hz若しくは約3.0Hzでもよい。このような実施形態では、人工衛星12の取り付け共振周波数は、約10Hzから約50Hzの範囲又は約20Hzから約40Hzの範囲、又は約30Hz若しくは約35Hzでもよい。
可撓性ブーム32がヒンジなしであり、単一のデフォルト又は休止状態を有することを考慮して、ブーム32は、ペイロード対30のペイロード30の間の連続的な接続性を可能にする。例えば、ブーム32の全ての構成において、可撓性ブーム32は、例えば、連続的な熱接続、電気接続、電力接続及びRF接続を可能にする。人工衛星12のこの側面は、それぞれのペイロードの間に延在するヒンジ接続を有する従来の人工衛星と比較して、ミッション有用性を大幅に増加させることを可能にする。
次に図４〜７を参照すると、ペイロード30は、ここでは解放機構とも呼ばれるそれぞれの取り付け機構80により、それぞれのポート26にそれぞれ取り付けられる。各取り付け機構80は、それぞれのペイロード30の取り付け部82をそれぞれのポート26のリム40に物理的に結合する。ハブ14からの切断の際に、屈曲されたブーム32から切断されたペイロード30に与えられることができる予負荷歪みエネルギーを考慮して、人工衛星12は、2つのペイロード30を取り付けハブ14に取り付けるための2つの複雑な取り付け機構80を含む必要はない。むしろ、人工衛星12は、1つの複雑な取り付け機構106と、1つの複雑でなく新種でない取り付け機構84とを含んでもよく、これらの相違について、詳細に更に説明する。
例えば、取り付け機構84は、Lightbandのような別の複雑な新種の取り付け機構よりも、一般的に、少ない構成要素及び作動部分、低い電力必要量及び低いコストを有する。図示の人工衛星12は、少なくとも1つの複雑でなく新種でない取り付け機構84を含み、これもまた、より低コストになり得る。複雑でない取り付け機構84は、それぞれのペイロード30のそれぞれの取り付け部82に取り付けられてもよい。他の実施形態では、複雑でない取り付け機構84は、人工衛星12を取り付けハブ14に取り付ける前に、取り付けハブ14のそれぞれのポート26に最初に取り付けられるように、人工衛星12から分離されてもよい。
特に図４〜６を参照すると、例示的な複雑でない取り付け機構84が示されている。取り付け機構84は、取り付けハブ14から外側にペイロード30を展開する力をペイロード30に加えることなく、取り付けハブ14からそれぞれのペイロード30を取り外して解放するように構成される。むしろ、修正バレルリング(modified barrel ring)のような機構84は、単にそれぞれのリム40及びそれぞれの取り付け部82の取り付けを解放するように、分離されるように構成される。1つの例示的な機構84が示されているが、いくつかの実施形態では、他の機構が適切になり得る。
例示的な機構84は、2つの分離可能な半体85を含む。それぞれの半体85は、半円環状の形状を有するストラップ86と、ストラップ86から半径方向内側に延在するスロット付きセグメント88とを含む。スロット付きセグメント88は、ストラップ86に一体化されてもよく、或いは、別法ではいずれか適切な手段によりストラップ86に取り付けられてもよい。半体85は、接続部92を形成するように接続する一式の取り付け具94をそれぞれ含む接続部92により互いに接続可能である。図示の機構84は、機構84の環状形状の周りに円周方向で反対の位置に反対に配置された一対の接続部92を含む。接続部92のそれぞれの取り付け部94は、それぞれの半体92のストラップ86及びスロット付きセグメント88により、他方の接続部92の取り付け部94に接続される。接合部96は、各接続部92の取り付け部94の間に延在する。接合部96の一端又は両端の解放は、互いの半体85の分離を提供し、したがって、ペイロード30とポート26との切断を提供する。
より詳細には、スロット付きセグメント88は、軸方向に隣接する環状リング98及び100を収容して保持するように構成される。環状リング98及び100の一方は、リム40又は取り付け部82の一方と一体化されてもよく或いは別法で取り付けられてもよく、環状リング98及び100の他方は、リム40又は取り付け部82の他方と一体化されてもよく或いは別法で取り付けられてもよい。環状リング98及び100の半径方向外側キー102及び104は、スロット付きセグメント88に収容されるようにそれぞれ成形される。スロット付きセグメント88はV字形であり、環状リング98及び100の半径方向外側キー102及び104は、共に対応するV字形を形成する。いくつかの実施形態では、キー及びスロットは、いずれかの他の適切な対応する形状を有してもよい。
取り付け機構84の接続部92の一方又は双方の解放は、スロット付きセグメント88により互いに隣接する係合に保持されないとき、環状リング98及び100を互いに分離することを可能にすることにより、ペイロード30及びポート26の切断を提供する。接続部92の解放は、例えば、機械的、電気機械的又は化学的なようないずれか適切な方法により行われてもよい。
図７を参照すると、ペイロード30のうち他方は、典型的にはより複雑な取り付け機構106により取り付けハブ14のそれぞれのポート26に取り付けられる。より複雑な取り付け機構106は、それぞれのペイロード30の取り付け部82をそれぞれのポート26のリム40に結合する。図示の人工衛星12は、それぞれのペイロード30のそれぞれの取り付け部82に取り付けられた取り付け機構106を含む。他の実施形態では、複雑な取り付け機構106は、取り付けハブ14への人工衛星12の取り付け前に、取り付けハブ14のそれぞれのポート26に最初に取り付けられるように、人工衛星12から分離されてもよい。
次に、図７〜１０を参照すると、取り付けハブ14からの人工衛星12の展開が順に示されている。取り付け機構80は順に解放され、取り付け機構84は取り付け機構106の前に解放される。
図７では、人工衛星12が取り付けハブ14に取り付けられている。取り付け機構84及び取り付け機構106を含む取り付け機構80のそれぞれは、ペイロード対30のそれぞれのペイロード30のそれぞれの取り付け部82と係合して或いは少なくとも隣接して、それぞれのリム40を維持する。可撓性ブーム32は、そのバイアス状態に屈曲されており、したがって、ペイロード30のうち少なくとも1つの展開に適した予負荷力又は歪みエネルギーを可撓性ブーム32内に構築する。予負荷は、一般的に、取り付け/解放機構106のような複雑な解放機構により典型的に提供される力を提供する。
図８では、接続部92が解放され、それにより、取り付け機構84を解放する。ペイロード30aの取り付け部82は、取り付け部82が取り付けられたポート26aのそれぞれのリム40から切断される。取り付け部82の解放は、可撓性ブーム32が屈曲せず、蓄積された歪みエネルギーを解放することを可能にする。バイアス位置からデフォルト位置への可撓性ブーム32の遷移は、ペイロード30aが取り付けハブ14から外側に移動することを可能にする。取り付けハブ14からのペイロード30aの展開を行うためにブーム32を使用することにより、ポート26aにおける高価で複雑な取り付け機構の必要性が全く除去される。
図９では、複雑な取り付け機構106が作動しており、したがって、ペイロード30bがポート26bから外側に展開されることを可能にする。人工衛星12は、取り付けハブ14から完全に分離され、取り付けハブ14から分離して操縦するためのフリーフリー(free-free)モードにある。人工衛星12は、図１０において取り付けハブ14から離れて図示されている。ペイロード30a及び30bは、取り付けハブ14から分離した人工衛星12の操縦及び使用の間に、ブーム32により互いに離間されたままである。
要するに、人工衛星12は、従来の人工衛星12よりも多数の利点を提供する。可撓性ブーム32の使用は、軌道動作のために、また、ESPA取り付けハブ14における収容のためにも十分に剛性がある。ESPAインタフェースポート26における力に対するわずかな衝撃のみが、屈曲されたブーム32により与えられる。曲げられたブーム32の予負荷は、取り付けハブ14からのペイロード対30の1つのペイロード30の迅速な展開を提供し、人工衛星12を展開するための2つの複雑な取り付け機構106の必要性を除去する。この除去は、取り付けハブ14への人工衛星12の取り付けの全体的なコスト、部品数及び複雑さを低減する。可撓性ブーム32は、予負荷を構築してそれぞれの取り付け部82をそれぞれのポート26と係合するために必要な最小限の屈曲のため、ポート26aへのペイロード30aの手動の取り付けのような取り付けを複雑にしない。ペイロード30の間の連続的な接続の提供と、ペイロード30の相互への展開後の嵌合の必要性の排除とを介して、より大きいミッション有用性が可能になる。さらに、図１１〜１４に示すように、本発明の概念は、更なる可撓性ブーム32を使用することのように、更なるペイロード30を含むように拡張できる。
次に、図１１及び図１２を部分的に参照すると、本開示は、それぞれの取り付けハブ14からの人工衛星12のペイロード30のうち少なくとも1つの受動的展開を有する人工衛星12の設計方法を含む。上記に示すように、図示の人工衛星12は、取り付けハブ14に取り付けられて打ち上げ又は解放環境への移動中に取り付けハブ14により運ばれる人工衛星の剛性要件を満たすように構成され、また、取り付けハブ14から分離された解放環境における制御された移動を可能にする、十分に剛性で自由に取り外される人工衛星を提供する。
図１１及び１２の概略図において、2つのペイロードは、ペイロード30α及びペイロード30βとして識別される。ペイロード30αは、複雑でない取り付け機構84により取り付けハブ14に取り付けられ、ペイロード30βは、複雑な取り付け機構106により取り付けハブ14に取り付けられる。図１１は、人工衛星12の自由な取り外し状態又は展開状態を、2つの質量及び1つのバネのシステムとして示す。図１２は、人工衛星12の収容状態又は取り付け状態を2つの質量及び3つのバネのシステムとして示し、更なる2つのバネは取り付け機構84及び106である。
図１１の展開システムは、式１により表され得る固有周波数を有し、ωnは固有周波数であり、K32はブーム32のバネ定数であり、mα及びmβはペイロード対30の結合されたペイロード30α及び30βの質量を表す。式１に関して、ペイロード30α及び30βの質量は、いくつかの実施形態において等しいと仮定できる。
Figure 2021504232
図１２の収容システムは、式２及び３により表される第2のより高い周波数ω2を有する。同様に、このような式において、ペイロード30α及び30βの質量は、いくつかの実施形態において等しいと仮定でき、したがって、mは、mα又はmβのいずれかを表す。少なくとも式２及び式３について、複雑でない取り付け機構84のバネ定数K84及び複雑な取り付け機構106のバネ定数K106は、いくつかの実施形態では等しいと仮定でき、したがって、KはK84又はK106のいずれかを表す。
Figure 2021504232
Figure 2021504232
 さらに、人工衛星12の収容状態では、したがって、ブーム32のバイアス状態では、ブーム32の剛性は、式４を介して、目標固有周波数から導出される。取り付け機構84の解放の後に取り付けハブ14からペイロード30うちの1つの受動的解放を提供するブーム32の予負荷力FPLは、式５により表される。式５において、ΔRαは、予負荷力の解放の際の取り付けハブ14から外側へのそれぞれのペイロード30のたわみ距離である。
Figure 2021504232
Figure 2021504232
 上記の式１から５に関して、3つの人工衛星の実施形態の関連する寸法及び特性が以下の表１に提供される。例えば、異なる実施形態は、異なる直径及びポート26の数(すなわち、ポート26の間の異なる円周方向の間隔)を有する異なる取り付けハブ14と共に使用され得る人工衛星12の態様を表す。
Figure 2021504232
 取り付けハブ14への人工衛星12の取り付けを可能にするための人工衛星12の屈曲を考慮して、人工衛星12は、それぞれのペイロード30が取り付けられているそれぞれのポート26のうち少なくとも1つにトルクを加える。複雑な取り付け機構106がトルクを与えないという仮定又はK106が無限に剛性であるという仮定が行われるとき、例示的なブーム32は、取り付け機構84及びペイロード30αに取り付けられたリム40にトルクを与える。
表１の実施形態3の例示的な場合(K84≠K106の更なる仮定を伴う)、取り付け機構84に取り付けられたそれぞれのリム40上のトルクは、約5Nmから約35Nmの範囲又は約10Nmから約30Nmの範囲又は約20Nmから約25Nmの範囲、例えば、約21Nmでもよい。
環状ESPA取り付けハブ14のリム40で規定されたトルク能力が約1.2×103Nmである表１の実施形態3の同じ修正された例示的な場合では、可撓性ブーム32からの与えられるトルクは、仕様を介してリム40で許容されるトルクの約1%から約5%以下でもよい。例えば、トルクは、許容トルクの約1.5%から約3%の範囲又は例えば許容トルク能力の約1.7%でもよい。
次に、図１３〜１６を参照すると、他の例示的な人工衛星が112で示されている。人工衛星112は、人工衛星12を参照するために使用されるのと同じ参照符号を使用するが、100でインデックス付けされる。さらに、人工衛星12の上記の説明は、以下に記載する場合を除いて、人工衛星112にも同様に適用可能である。さらに、人工衛星12及び112の態様は、互いに置き換えられてもよく、或いは、適用可能である場合には、互いに関連して使用されてもよいことが、明細書を読んで理解することで認識される。
まず、図１３を参照すると、人工衛星112が取り付けハブ114に取り付けられて示されている。人工衛星112は、複数のペイロード130と、複数の可撓性ブーム132とを含む。本発明による人工衛星112は、可撓性ブーム132により互いに結合された2つの初期ペイロード130を含み、更なるペイロード130は、例えば、直列に、例えば、更なる可撓性ブーム132により初期ペイロード130に接続される。
図示の人工衛星112は、3つのペイロード130を含み、隣接するペイロード130は、例えば、直列に、可撓性ブーム132により互いに結合される。ペイロード130は、同じ体積を有するものとしてそれぞれ示されているが、これらの体積は、いくつかの実施形態では異なってもよい。同様に、可撓性ブーム132は、同じものとして示されているが、ブーム132は、他の実施形態では、形状、サイズ、長さ又は比率のうちいずれか1つ以上で異なってもよい。
図１３〜図１５では、人工衛星112は、取り付けハブ114に取り付けられている。2つの複雑でない取り付け機構184及び1つの取り付け機構206は、それぞれのペイロード130のそれぞれの取り付け部182と係合して或いは少なくとも隣接して、それぞれのリム140を維持する。可撓性ブーム132は、それぞれのバイアス状態に曲げられている。取り付け機構184は、取り付けハブ114から外部ペイロード130a及び130cを切断するために利用される。
人工衛星112を取り付けハブ114から展開するために、取り付け機構180は順に解放され、ポート126a及び126cの取り付け機構184は、ポート126bの取り付け機構206の前にそれぞれ解放される。取り付け機構184は、同時に解放されてもよく、或いは、一方が他方の解放の前に解放されてもよい。
例えば、2つの取り付け機構184の接続部(図５の接続部92と同じ)が解放され、それにより、取り付け機構184が解放されたとき、ペイロード130a及び130cの取り付け部182は、取り付け部182が取り付けられたポート126a及び126cのそれぞれのリム140から切断される。取り付け部182の解放は、可撓性ブーム132が屈曲せず、蓄積された歪みエネルギーを解放することを可能にする。バイアス位置からデフォルト位置への可撓性ブーム132の遷移は、ペイロード130a及び130cが取り付けハブ114から外側に移動することを可能にする。取り付けハブ114からのペイロード130a及び130cの展開を行うためにブーム132を使用することにより、ポート126a及び126cにおける高価で複雑な取り付け機構の必要性が全く除去される。
図１６では、複雑な取り付け機構206(図１５)も作動しており、したがって、ペイロード130bがポート126bから外側に展開されることを可能にする。人工衛星112は、取り付けハブ114から完全に分離される。ペイロード130a、130b及び130cは、人工衛星112の操縦及び使用の間に、ブーム132により互いに離隔されたままである。
いくつかの実施形態では、取り付け機構184は、中間ペイロード130bを切断するために使用されてもよく、代わりに複雑な取り付け機構がペイロード130a又はペイロード130cのうち1つを展開するために使用されてもよい。更に他の実施形態では、ペイロード130a又はペイロード130cのうち1つのみが、複雑でない取り付け機構184を介して取り付けハブ114から切断されてもよく、ペイロード130のうち他の2つは、複雑な取り付け機構206を介して展開される。
更に図１３〜１６を参照し、図７〜１０も参照すると、本発明は、取り付けハブ14、114からの人工衛星12、112の展開の方法を含む。当該方法は、(a)ペイロード対30、130を有する人工衛星12、112に、それらの間に延在する可撓性ブーム32、132を提供し、ペイロード30、130のそれぞれが取り付けハブ14、114に結合されるステップと、(b)取り付けハブ14、114に対してペイロード30、130のうち1つの結合を解放するステップと、(c)蓄積された歪みエネルギーを有するバイアス状態からデフォルト状態に可撓性ブーム32、132を遷移させ、それにより、可撓性ブーム32、132からの蓄積された歪みエネルギーの解放を介して、取り付けハブ14、114からペイロードのうち1つを外側に展開するステップとを含む。当該方法は、可撓性32、132ブームからの蓄積された歪みエネルギーの解放が、ブームがバイアス状態において屈曲されたものから屈曲されなくなることを含むことを含んでもよい。当該方法は、取り付け機構84、184が取り付けハブ14、114から外側にペイロード30、130を展開する力をペイロード30、130に加えることなく、ペイロード30、130を取り付けハブ14、114に選択的に結合する取り付け機構84、184を解放するステップ(d)を更に含んでもよい。
要するに、上記の実施形態のそれぞれを参照して、本開示は、可撓性ブーム32、132により互いに結合されたペイロード対30、130を含む例示的な人工衛星12、112を提供し、可撓性ブーム32、132は、ペイロード対30、130を関連する取り付けハブ14、114と容易に手動で係合させることを可能にし、また、ペイロード30、130のうち少なくとも1つを取り付けハブ14、114から外側の方向に展開するための受動的解放力を提供するように構成される。受動的解放を可能にするためのポテンシャルエネルギーは、取り付けハブ14、114へのペイロード30、130の取り付けのために屈曲させたとき、可撓性ブーム32、132内に蓄積された歪みエネルギーとして提供される。歪みエネルギーは、取り付けハブ14、144からのペイロード30、130のうち少なくとも1つの解放の際に解放され、この解放は、複雑でなく新種でない取り付け機構によって行われてもよい。更なるペイロード30、130は、隣接するペイロード30、130を接続する可撓性ブームを用いてペイロード対30、130に直列に接続されてもよい。更なるペイロード30、130は、取り付け機構84、184を介して或いは複雑な取り付け機構106、206により取り付けハブ14、114から解放されてもよい。
本発明について、特定の好ましい実施形態に関して図示及び説明したが、等価な変更及び修正は、この明細書及び添付の図面を読んで理解することで、他の同業者にも思い浮かぶことが明らかである。特に、上記の要素(構成要素、アセンブリ、記憶装置、組成物等)により実行される様々な機能に関して、このような要素を記述するために使用される用語(「手段」への言及を含む)は、別段の指示がない限り、本発明のここ例示された例示的な実施形態において機能を実行する開示の構造と構造的に等価ではないとしても、記載の要素の特定の機能(すなわち、機能的に同等である)を実行するいずれかの要素に対応することを意図する。さらに、本発明の特定の特徴は、いくつかの例示の実施形態のうちの1つ以上のみに関して上記に説明されることがあるが、このような特徴は、いずれかの所与の用途又は特定の用途に対して所望で有利であり得るように、他の実施形態の1つ以上の他の特徴と組み合わされてもよい。

Claims (20)

  1. 人工衛星であって、
    ペイロード対と、
    前記ペイロードのそれぞれの間に延在して結合された可撓性ブームと
    を含み、
    前記人工衛星は、前記ブームを屈曲させることにより取り付けハブと係合し、前記取り付けハブからの前記人工衛星の受動的解放力を提供するように構成される、人工衛星。
  2. 前記受動的解放力は、前記取り付けハブから外側への前記ペイロードのうちの少なくとも1つの受動的分離を提供する、請求項１に記載の人工衛星。
  3. 前記ブームの前記屈曲は、前記ハブの周りで互いに離間された前記ペイロードのそれぞれの取り付けを可能にする、請求項１又は２に記載の人工衛星。
  4. 前記可撓性ブームは、単一の休止位置を有する、請求項１乃至３のうちいずれか1項に記載の人工衛星。
  5. 前記可撓性ブームは、前記ペイロードの間の非直線的な線状中心経路に沿って延在する、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  6. 前記可撓性ブームは、ヒンジのないブームである、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  7. 前記ペイロードのうち少なくとも1つは、前記取り付けハブから外側に前記ペイロードを展開するために力を前記ペイロードに加えることなく、前記取り付けハブから前記ペイロードを取り外して解放するように構成された取り付け機構を含む、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  8. 全ての構成における前記ブームは、前記ペイロードの間の連続的な熱接続、RF接続又は電気接続を可能にする、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  9. 全ての構成における前記ブームは、互いの前記ペイロードの物理的な係合を防止するように構成される、請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  10. 第3のペイロードと、前記第3のペイロードと前記ペイロード対のうち1つのペイロードとの間に延在して結合された第2の可撓性ブームとを更に含み、前記3つのペイロードと、前記2つの可撓性ブームとを含む前記人工衛星は、前記2つのブームを屈曲させることにより前記取り付けハブと係合し、前記取り付けハブからの前記人工衛星の受動的解放力を提供するように構成される、請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  11. 複数のポートを有する前記取り付けハブと、請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の人工衛星とを含む人工衛星アセンブリであって、
    前記ペイロード対のうち少なくとも1つのペイロードは、前記ポートのうち1つにおいて前記取り付けハブに取り付けられる、人工衛星アセンブリ。
  12. 人工衛星であって、
    取り付けハブのポートに別々に取り付けるための取り付け部をそれぞれ有するペイロード対と、
    前記ペイロード対の前記ペイロードのそれぞれの間に延在して結合されたブームと
    を含み、
    前記ブームは、前記ブームが蓄積エネルギーを有する、前記取り付けハブへの取り付けのためのバイアス状態と、前記蓄積エネルギーの解放の後の、前記取り付けハブからの外側への少なくとも部分的な展開のためのデフォルト状態との間で遷移するように構成される、人工衛星。
  13. 前記ペイロードは、前記ブームが前記バイアス状態にあるとき、前記ブームが前記デフォルト状態にあるときよりも、共に近い間隔にある、請求項１２に記載の人工衛星。
  14. 前記ブームは、単一のデフォルト状態を有するように構成される、請求項１２又は１３に記載の人工衛星。
  15. 全ての状態における前記ブームは、前記ペイロードの間の連続的な熱接続、RF接続又は電気接続を可能にするように構成される、請求項１２乃至１４のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  16. 全ての状態における前記ブームは、互いの前記ペイロードの物理的な係合を防止するように構成される、請求項１２乃至１５のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  17. 第3のペイロードと、前記第3のペイロードと前記ペイロード対のうち1つのペイロードとの間に延在して結合された第2のブームとを更に含み、前記第2のブームは、前記第2のブームが蓄積エネルギーを有する、前記取り付けハブへの取り付けのためのバイアス状態と、前記蓄積エネルギーの解放の後の、前記取り付けハブからの外側への少なくとも部分的な展開のためのデフォルト状態との間で遷移するように構成される、請求項１２乃至１６のうちいずれか１項に記載の人工衛星。
  18. 取り付けハブからの人工衛星の展開の方法であって、
    ペイロード対を有する前記人工衛星に、それらの間に延在する可撓性ブームを提供し、前記ペイロードのそれぞれが取り付け機構により前記取り付けハブに結合されるステップと、
    前記取り付けハブに対して前記ペイロードのうち第1のペイロードを選択的に結合する前記取り付け機構を解放するステップと、
    蓄積された歪みエネルギーを有するバイアス状態からデフォルト状態に前記可撓性ブームを遷移させ、それにより、前記可撓性ブームからの前記蓄積された歪みエネルギーの解放を介して、前記取り付けハブから前記ペイロードのうち前記第1のペイロードを外側に展開するステップと
    を含む方法。
  19. 前記可撓性ブームからの前記蓄積された歪みエネルギーの前記解放は、前記ブームが前記バイアス状態において屈曲されたものから屈曲されなくなることを含む、請求項１８に記載の方法。
  20. 結合部材が前記取り付けハブから外側に前記ペイロードのうち前記第1のペイロードを展開する力を前記ペイロードのうち前記第1のペイロードに加えることなく、前記ペイロードのうち前記第1のペイロードを前記取り付けハブに選択的に結合する前記取り付け機構を解放するステップを更に含む、請求項１８又は１９に記載の方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3392155T3 (pl) * 2015-12-18 2022-04-19 Airbus Defence And Space, S.A. Pierścień adapterowy do ładunku użytecznego
US11214388B2 (en) * 2019-01-09 2022-01-04 Raytheon Company Self-contained payload accommodation module
US11208217B1 (en) * 2019-04-08 2021-12-28 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa SmallSat platform with standard interfaces
US20210122502A1 (en) * 2019-10-25 2021-04-29 Momentus Inc. Launch and Flight Configurations for Transfer Space Vehicles
US11787570B2 (en) * 2020-08-06 2023-10-17 Raytheon Company Multi-part Marman band clamp with retainer
US11780611B2 (en) * 2020-09-16 2023-10-10 Maxar Space Llc Spacecraft with universal external port
CN114313311B (zh) * 2022-03-04 2022-05-27 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 一种多体变构卫星的拓扑构型

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3478986A (en) * 1967-12-06 1969-11-18 Charles P Fogarty Space delivery system
US5052640A (en) * 1989-08-29 1991-10-01 Hughes Aircraft Company Spacecraft design enabling the flat packing of multiple spacecraft in the launch vehicle
US5242135A (en) 1990-01-30 1993-09-07 Scott David R Space transfer vehicle and integrated guidance launch system
US6220548B1 (en) 1998-09-14 2001-04-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Deployed equipment modules for satellite architecture improvement
US6206327B1 (en) 1999-03-31 2001-03-27 Lockheed Martin Corporation Modular spacecraft bus
FR2839949B1 (fr) * 2002-05-22 2005-01-07 Centre Nat Etd Spatiales Procede d'assemblage dans l'espace d'un satellite artificiel constitue d'au moins deux modules et dispositif pour sa mise en oeuvre
JP5479146B2 (ja) * 2010-02-19 2014-04-23 三菱重工業株式会社 結合分離装置、結合分離システム、及び結合分離方法
US8550408B2 (en) * 2010-07-16 2013-10-08 The Boeing Company Dual evolved expendable launch vehicle (EELV) secondary payload adaptor (ESPA) port small satellite design
US8770522B1 (en) * 2010-12-01 2014-07-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Deployable space boom using bi-stable tape spring mechanism
US9004409B1 (en) * 2011-08-23 2015-04-14 Space Systems/Loral, Llc Extendable antenna reflector deployment techniques
US8720830B1 (en) 2012-01-30 2014-05-13 United Launch Alliance, L.L.C. Efficient solar panel wing-stowage on a space launch vehicle
US8789797B2 (en) 2012-02-23 2014-07-29 Alliant Techsystems Inc. Payload adapters including antenna assemblies, satellite assemblies and related systems and methods
US8939409B2 (en) * 2012-05-07 2015-01-27 The Johns Hopkins University Adaptor system for deploying small satellites
US8876062B1 (en) * 2012-10-31 2014-11-04 Space Systems/Loral, Llc Shape memory alloy pre-loaded deployment hinge
FR3004166B1 (fr) 2013-04-09 2015-04-17 Astrium Sas Systeme de satellites comportant deux satellites fixes l'un a l'autre et procede pour leur mise en orbite
US9732776B2 (en) * 2014-10-10 2017-08-15 The Boeing Company Marman clamp with a shape memory alloy actuator
US10053243B2 (en) * 2015-04-22 2018-08-21 The Johns Hopkins University Release system for deploying satellites
EP3100954A1 (de) 2015-06-04 2016-12-07 Airbus DS GmbH Rakete mit mehreren stufen
US9796488B2 (en) * 2015-10-02 2017-10-24 The Boeing Company Dual port payload attach ring compatible satellite

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