JP3299143B2 - 衛星ステーション維持方法および装置 - Google Patents
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Description
維持、特に推力の接線、半径方向および垂線加速度成分
の同時制御により静止軌道に衛星を維持し、一方におい
てスラスタまたはスラスタ対が故障した場合に動作を継
続させる方法および装置に関する。
地球の軌道に乗って回転する。したがって、衛星は地球
上の固定点の上方に見える。それ故、対地静止衛星は、
静止衛星と呼ばれることが多く、静止軌道内で動作す
る。静止衛星は、気象および通信用途を含む多数の適用
に有効である。
衛星が静止軌道を外れることが一般によく知られてい
る。これらの力は、太陽や月の重力の影響、地球の楕円
形状、および太陽の放射圧を含むいくつかの原因による
ものである。これらの力をなくするために、静止衛星
は、所望の軌道にステーションを維持するために時々噴
射される推進システムを備えている。これは、衛星の傾
斜角、離心率および平均運動の制御を必要とする。傾斜
角は、地球の赤道に関する衛星の北−南の位置である。
離心率は衛星軌道の非円形度の尺度である。すなわち、
地球と衛星が回転したときの地球からの衛星の距離の変
化の尺度である。最後に平均運動とは、衛星の真下の地
球上の地点に関する衛星の東−西方向における平均位置
である。さらに詳細な説明のために、文献("Stationar
y Orbit Using Electric Propulsion"by Bernard M.Anz
el,presented to the 1988 International Electric Pr
opulsion Conference in West Germany)を参照された
い。
られた回転安定化された通信衛星で最初に達成された。
現在の衛星は、スピン安定または3軸安定衛星のいずれ
かである。スピン安定衛星は、衛星軌道の維持を助ける
ために衛星のスピンのジャイロ効果を使用する。ある用
途に対しては、衛星の寸法は、3軸安定方式に有利な影
響を与える。現在の3軸安定衛星は、南−北および東−
西方向の運動を制御するために分離したセットのスラス
タを使用している。北スラスタは、軌道傾斜角を制御す
るために要求される衛星速度の南−北変化、すなわちΔ
Vを発生させる。東スラスタおよび西スラスタは、軌道
平均運動および離心率を制御するために要求される結合
東−西ΔVを発生する。これら3つの各操縦に対して、
スラスタはトルクを消去するために対で噴射される。こ
れは、スラスタの方向が衛星の質量中心を通過しないた
めである。さらに、摂動の物理的現象によって要求され
た時に、3つの別々の操縦が異なる時点で実行される。
液体推進力による5ポンドのスラスタを使用した場合、
これらの操縦の頻度は、典型的に南北操縦および東西操
縦の対の両者に対して14日ごとである(東および西の
噴射は、ほぼ1/2軌道隔てて、或は約12時間ごとに
発生する)。
献にされている米国特許第5,020,746号明細書
において、3軸安定衛星のステーション維持は、衛星の
天頂面上に取付けられた2個のスラスタだけを使用して
行われる。北スラスタは、衛星の南北軸から北方向に角
度θだけその面から傾斜され、南スラスタは、その南北
軸から角度θ南方向に傾斜された状態で天頂面に取付け
られている。両スラスタはまた、衛星の東西軸に沿って
東または西に平行移動され、可変角度α1 およびα2 で
それぞれ回転させられる。この米国特許明細書には、静
止軌道に衛星を維持するために角度α1 およびα2 、並
びにスラスタの噴射位置を決定する技術が記載されてい
る。
載されている2個のスラスタシステムは、いくつかの点
で制約されている。東西運動および南北運動を制御する
ために、スラスタの取付け位置は特定の衛星ステーショ
ン位置に対して特別に設計されなければならない。この
特別の設計にもかかわらず、達成されるのは離心率の部
分的な制御だけである。また、2個のスラスタの1つの
故障のために生じた離心率の増加をなくすために、バッ
クアップスラスタを備えていなければならない。
献にされている米国特許第5,443,231号明細書
において、4個のスラスタは、それらの方向が衛星の質
量中心を通過する状態で3軸安定衛星の天頂面に取付け
られている。北のスラスタ対および南のスラスタ対は、
北方向および南方向においてそれぞれ衛星の南北軸と例
えば36°の角度θをなしている。スラスタは横方向に
分離され、南北軸を中心として例えば10°の角度αだ
け回動される。4個のスラスタにより、3つの軌道ベク
トル、すなわち傾斜角、離心率および平均運動が完全に
制御される。各スラスタは、ΔVの3つの成分すなわち
垂直、接線および半径方向(地球の方向)の成分を生成
する。これは、それらの推力ラインが衛星の質量中心を
通る方向に導かれるためである。本発明によって与えら
れる構造により、北の対の各スラスタは、軌道上昇ノー
ドの近くで噴射され、南の対の各スラスタは、軌道下降
ノードの近くで噴射される。各スラスタ噴射によって、
南北運動を制御する垂直ΔV成分と同時に、東西運動を
制御する接線および半径方向のΔV成分が生成される。
された対応したスラスタが停止され、上昇ノードと下降
ノードとの中間点で残った2個の第3および第4のスラ
スタの同時噴射が行なわれる。これらの噴射により、等
しいΔV成分が生成され、その結果加算的な半径方向成
分を除いて、垂直および接線ΔVの消去が達成される。
第3および第4の噴射によって生じた半径方向成分は、
上昇ノードおよび下降ノードにおける噴射によって生じ
た離心率エラーおよび太陽圧の作用により生じた離心率
変化を消去する。
時に衛星の軌道付近の可変点において同じスラスタを使
用する付加的なスラスタ噴射が要求されることである。
このような付加的な噴射には、実行可能または不可能か
も知れない高価な認定試験を要する合計噴射時間の増加
に対してスラスタを適合させる必要がある。
の天頂面の北側に3個(A,B,C)および南側に3個
(D,E,F)取付けられ、全てのスラスタA,B,
C,D,E,Fが衛星の質量中心(CM)を通る方向に
向いたそれらの推力軸を有している6個のイオンスラス
タを使用し、この衛星がX,Y,Z軸としてそれぞれ定
められた東西軸、南北軸およびローカル垂直軸を有する
静止衛星ステーション維持方法および装置を提供する。
直および半径方向ΔV成分を生成するようにY,Z平面
に位置される。スラスタA,C,D,Fは、3つの直交
したΔV成分の全て、すなわち垂直、半径方向および接
線成分をそれぞれ生成するように上記に参照にされた米
国特許第5,443,231号明細書に記載されている
ように位置される。
加速度を生成することが必要とされた場合に衛星のCM
をはずれた方向に向けられることができるようにジンバ
ル制御される。これらのトルクは、衛星上の擾乱のため
に累積したモーメンタムを制動するために使用されるこ
とができる。スラスタA,C,D,Fは、米国特許第
5,443,241号明細書に記載されているように最
適な軌道制御を行い、かつCMを通る方向に向けられた
状態のままであり、一方スラスタB,Eはモーメンタム
を制動するためにジンバル制御される。これらスラスタ
噴射によって生じた加速度は、予め選択された方法で軌
道傾斜角だけに影響を与えるようにタイミングを調節さ
れる。
E,CDは、パワー推進装置(PPU)として接続され
ている。すなわち、そのスラスタ対はPPUの故障のと
き動作からはずされる。単一のスラスタ故障は、故障し
たスラスタを含んだPPUの故障として扱われるため、
その対のスラスタは両方とも使用されない。この単一の
スラスタ故障によって、システムのスラスタは6個から
4個に減少する。故障状況は、(1)B,Eの故障、
(2)A,Fの故障および(3)C,Dの故障の3つで
ある。
の結果、米国特許第5,443,231号明細書に記載
された4個のスラスタ構造A,C,D,Fになる。この
場合のシステムの動作は、対角線のスラスタの対が半年
の間に軌道ごとに交互に2度噴射される。
のために、CおよびDスラスタが1年を通じてドリフト
および離心率だけを制御することが要求される。この場
合、スラスタBおよびEは、傾斜角制御と同時にジンバ
ル制御を使用してモーメンタム制動を行うことができ
る。
により、AおよびFスラスタが年間を通じてドリフトお
よび離心率だけを制御することが要求される。(2)の
場合のように、スラスタBおよびEが、傾斜角制御と同
時にジンバル制御を使用してモーメンタム制動を行うた
めに使用される。
たりの平均噴射数を1軌道当たり1度に減少することに
よってスラスタ/スラスタ対の故障の場合における従来
技術の欠点を克服する。したがって、これは衛星スラス
タを適合させるために要求される高価な試験の数を減少
させる。
の目的、特徴および利点は、以下の本発明を実行する最
良モードの詳細な説明および添付図面から容易に明らか
になるであろう。最初に図1を参照すると、地球を中心
とした静止軌道にある3軸安定衛星10が示されている。
衛星10に対する1組のローカル座標は、ローカル垂直線
(Z)軸12、東西(X)軸14および南北(Y)軸16によ
って規定されている。座標の原点は、衛星10の質量中心
(CM)である。図1に示されているようにローカル垂
直線12は、天底および天頂方向を表わす地球と衛星10と
を通過する線である。天底方向とは地球に向いた方向で
あり、天頂方向とは地球とは反対の方向である。図1
は、スラスタ噴射が為される位置を示すために第1の位
置Aおよび第2の位置Bにおける衛星10を表している。
図1には、スラスタの噴射アークが示されている。
2,24,26,28および30が衛星10の天頂面32に取付けら
れている。6個のスラスタは、推力ラインが衛星10の質
量中心を通過するように角度θだけ天頂面32から傾斜さ
れている。北の3個のスラスタ20,22および24は、構造
上できるだけ天頂面32の北端部の近くに取付けられるこ
とが好ましい。同様にして、南の3個のスラスタ26,28
および30は、構造上できるだけこの面32の南端部の近く
に取付けられている。この取付けによって、各対の傾斜
角度が最小にされ、したがって余弦損失(cosine loss)
が最小にされる。余弦損失とは、スラスタが生成するΔ
Vの各単位に対して南北方向にわずかに(傾斜角の余弦
に等しい)生じる幾何学的非効率性である。北スラスタ
20,22,24および南スラスタ26,28,30の推力ライン
は、北向きの方向および南向きの方向においてそれぞれ
南北軸16と例えば36°の角度θをなす。
それらは次のように示されることができる:北西(2
0)、北中央(22)および北東(24)スラスタが“北”
のスラスタの組を形成し、南西(26)、南中央(28)お
よび南東(30)スラスタが“南”のスラスタの組を形成
する。
南の外側スラスタ20,24,26および30はまたそれぞれ横
方向に分離され、南北軸16を中心として角度αだけ回動
される。これは図3に示されている。回動角は、軌道離
心率を実効的に制御するように十分に大きくなければな
らない。回動角は、ステーション上での活動期間中に遭
遇する最大太陽力対衛星質量比によって課せられる接線
ΔV要求から決定される。したがって、これにより天頂
面に沿った北および南スラスタ対の両者の水平分離が決
定される。ほぼ10乃至12°の回動角αが適切であ
る。
ために、回動角αおよび傾斜角θは、変化させられる必
要がある可能性がある。この角度修正は、通常のジンバ
ルおよびサーボ機構(示されていない)によって行なわ
れてもよい。6個のスラスタ20,22,24,26,28および
30は、3つの軌道ベクトル、すなわち傾斜角、離心率お
よび平均運動を完全に制御し、かつモーメンタム制動を
行う。
は、米国特許第5,443,231号明細書ではそれぞ
れNA+,NA−,SD+およびSD−とも呼ばれてお
り、それらの推力ラインは衛星の質量中心を通る方向に
導かれるため、それらはΔVの3つの成分、すなわち垂
直、接線および半径方向成分を生成する。半径方向成分
は地球に向かう方向である。
Y,Z平面だけに存在し、そこにおいてのみスラストを
行う。したがって、それらは垂直および半径方向のΔV
成分だけを生成する。
噴射時に加速度に加えてトルクを生成することが要求さ
れた場合、衛星の質量中心(CM)をはずれた方向を向
くことができるように、それらは全てジンバル制御され
る。これらのトルクは、衛星10上の擾乱のために累積し
たモーメンタムを制動するために使用されることができ
る。北および南の外側スラスタ20,24,26および30は、
米国特許第5,443,231号明細書に記載されてい
るように最適軌道上制御(ステーション維持と同義であ
ることが多い)を行なうが、CMを通る方向に向けられ
た状態のままである。しかしながら、北中央および南中
央スラスタ22,28もまたモーメンタム制動トルクを生成
する方位にジンバル制御される。この新しい位置におい
て、スラスタの推力は衛星10のCMとは反対方向に導か
れる。スラスタ22,28のモーメンタム制動噴射によって
生成された加速度は、予め選択された方法で軌道傾斜角
だけに影響を与えるようにタイミングを調節される。
0,22−28および24−26はパワー推進装置(PPU)と
して接続され、1個のスラスタの故障によりPPU対が
動作から除外される。したがって、単一のスラスタ故障
により、システムのスラスタは特定の方法で6個から4
個に減少される。(1)スラスタ22または28或は22,28
両方の故障、(2)スラスタ20または30或は両方の故
障、および(3)スラスタ24または26或は両方の故障と
いう3つの故障状況が存在する。
の)動作に関して、北スラスタ20,22および24は、π/
2すなわちほぼ90°のRAにおいて噴射アークを有し
(ここで、RAは、春分点での太陽の基準位置から衛星
位置まで赤道平面において測定された角度である赤経で
ある)、南スラスタ26,28および30は、3π/2すなわ
ちほぼ270°のRAにおいて噴射アークを有する。
°≦太陽RA≦270°の場合に、スラスタ22,28の故
障(1の場合)に対するステーション維持を行うための
4つの噴射計画が示されている。この半年の期間中、ス
ラスタ20および30だけが噴射される。以下の説明におい
て(/i),(/d)および(/e)をそれぞれ、
制御し、かつジンバル角度を使用してモーメンタム制動
(MD)を行うためにそれぞれ90°および270°で
噴射される。それらはまた衛星10のドリフト速度(/
d)および軌道離心率(/e)を補償し、したがって東
西制御を行うために同時にまたは180°で順次して噴
射される。
°≦太陽RA≦90°にある場合には、スラスタ24およ
び26だけが噴射される。これは、図4のBに示されてい
る。この半年の期間中、ステーション維持のためにスラ
スタ24および26が使用される。それらは、衛星10の軌道
傾斜角(/i)を制御し、ジンバルを使用してモーメン
タム制動MDを行うためにそれぞれ90°および270
°で噴射される。それらはまた衛星10のドリフト速度
(/d)および軌道離心率(/e)を補償し、したがっ
て東西制御を行うためにほぼ0°で噴射される。
担した結果、食の期間中スラスタを噴射する必要がなく
なる。静止軌道において、これらの期間は各分点を囲ん
で1年に2度発生し、それぞれほぼ45日間である。
2,24,26および28は動作状態に維持される。この場
合、スラスタ22,28は傾斜角(/i)の制御と同時にジ
ンバル制御を使用してモーメンタム制動(MD)だけを
行う。スラスタ22および28は、約90°のRAおよび約
270°のRAでそれぞれ噴射される。これらの噴射
は、それらのΔV半径方向成分が消去された結果、軌道
離心率において実効的変化が生じないように、等しい加
速度を生成するように予め選択されている。
26は東西パラメータ、すなわちドリフト速度(/d)お
よび離心率(/e)だけを制御するために使用され、し
たがってそれらは衛星10のCMを通る方向に噴射する。
同時または順次に噴射されたスラスタ24および26の加算
的なΔVの半径方向成分によって離心率がほとんど除去
され、ドリフト速度(/d)制御はそれらのΔVの接線
成分の差だけ行なわれる。
モーメンタム制動(MD)のために使用されるスラスタ
22,28の噴射では結合は生じないので、除去されるべき
軌道離心率(/e)は太陽放射力のみにより生じたもの
である。その結果、スラスタ24および26の噴射から要求
される合計加速度は減少し、噴射のタイミングは太陽R
Aから180°離れていなければならない。この結果、
春分点および秋分点を囲む2つの食の期間中の噴射が要
求される。この要求を避けるために、スラスタ24および
26の噴射を互いに180°隔てなければならない。した
がって、春分点の期間中、スラスタ24はRA=90°で
噴射し、スラスタ26はRA=270°で噴射する。反対
に秋分点の期間中は、スラスタ24はRA=270°で噴
射し、スラスタ26はRA=90°で噴射する。軌道離心
率(/e)およびドリフト速度(/d)をそれぞれ制御
するために使用される加算的および減算的ΔVの接線成
分のためにこれは効果的である。したがって、上記よっ
て発生した傾斜角(/i)結合は、軌道傾斜角(/i)
を制御するためのスラスタ22および28の噴射の大きさを
等しくすることによって予測され、相殺されることがで
き、その結果、食期間中の噴射が不要になる。
0,22,28および30は動作状態を維持している。スラス
タ22,28は、軌道傾斜角(/i)の制御と同時に、ジン
バル制御を使用してモーメンタム制動(MD)を行な
う。スラスタ22,28の噴射は、約90°のRAおよび約
270°のRAでそれぞれ発生する。スラスタ噴射は、
それらのΔV半径方向成分が消去された結果、軌道離心
率(/e)において実効的変化が生じないように、等し
い加速度を生成するように予め選択されている。スラス
タ20,30は、東西ドリフト速度(/d)および軌道離心
率(/e)を制御するために使用され、それらの推力が
衛星10のCMを通る方向に導かれる。
ラスタ20およびスラスタ30の同時(または順次)噴射の
ΔV半径方向成分の加算的特性によって行なわれる。ド
リフト速度(/d)制御は、それらのΔV接線成分の差
によって行なわれる。
よびモーメンタム制動(MD)のために使用されるスラ
スタ22,28の噴射では結合は生じないので、除去される
べき軌道離心率(/e)は太陽放射力のみによって生成
されたものである。その結果、スラスタ20および30の噴
射により要求される全体の加速度は減少し、噴射タイミ
ングは太陽RAからほぼ180°離れていなければなら
ない。これには、春分点および秋分点を囲む2つの食の
期間中にスラスタ20,30が噴射することが要求される。
この要求を避けるために、スラスタ20および30の噴射は
互いに180°隔てられていなければならない。したが
って、春分点の期間中、スラスタ20はRA=270°で
噴射し、スラスタ30はRA=90°で噴射する。反対
に、秋分点の期間中スラスタ20はRA=90°で噴射
し、スラスタ30はRA=270°で噴射する。これは、
軌道離心率(/e)およびドリフト速度(/d)をそれ
ぞれ制御するために使用される加算的および減算的ΔV
接線成分により効果的である。したがって、上記のもの
によって生成された傾斜角(/i)結合は、軌道傾斜角
(/i)を制御するためのスラスタ22および28の噴射の
大きさを等しくすることによって予測され、相殺される
ことができ、結果的に食期間中の噴射が不要になる。
合のステーション維持動作の概要であり、ここにおいて
軌道ベクトルを次のように定める: (/i)=軌道傾斜角 (/d)=軌道ドリフト速度 (/e)=軌道離心率 また、モーメンタム制動を“MD”と省略する。 表I ステーション維持動作 動 作 スラスタ/RA 年間の時期 公 称 /i,/d,/e 20,24/90°,26,30/ 270° 全季節 MD 22/ 90°,28/270° スラスタ22,28 故障 /i,MD 24/ 90°,26/ 270 ° 冬/春 /d,/e 24,26/ 0° /i,MD 20/ 90°,30/270° 夏/秋 /d,/e 20,30/ 180° スラスタ20,30 故障 /i,MD 22/ 90°,28/270° 食期間を除く /d,/e 24,26/RA太陽+ 180° 全季節 /d,/e 24/ 90°,26/270° 春期食 24/270°,26/ 90° 秋期食 スラスタ24,26 故障 /i,MD 22/ 90°,28/270° 食期間を除く /d,/e 20,30/RA太陽+ 180° 全季節 /d,/e 20/270°,30/ 90° 春期食 20/ 90°,30/270° 秋期食 ここに記載された本発明の形態は現在好ましい実施形態
であるが、その他多数のものが可能である。これは本発
明の可能性のある等価な形態またはそこから派生するも
の全てについて言及するものではない。ここで使用され
ている用語は限定的なものではなく単なる説明的なもの
に過ぎず、また種々の変更が本発明の技術的範囲を逸脱
することなく可能であることが理解される。
て図示され、上記の詳細な説明において説明されている
が、本発明は記載された実施形態だけに限定されるもの
ではなく、それらは本発明の技術的範囲を逸脱すること
なく種々の再構成、修正および置換が可能であることが
理解されるであろう。
ョン維持を示すために地球を中心とした静止軌道にある
3軸安定衛星を2つの異なる位置で示した概略図。
軸衛星の簡単化された3次元斜視図。
ラスタの配置を示した3軸衛星の簡単化された3次元斜
視図。
のスラスタ/スラスタ対の1つが故障した場合、衛星ス
テーション維持を達成するために残りの対角線のスラス
タ対のそれぞれを使用した噴射アークを示した概略図。
Claims (9)
- 【請求項1】 地球を中心とする軌道を周回し、それぞ
れ衛星の質量中心を通る地球に関する東西軸および南北
軸と、地球と衛星の質量中心を通る線であるローカル垂
直軸とを有し、地球と反対側を向いた天頂面を備えてい
る3軸安定衛星用のステーション維持システムにおい
て、 衛星の天頂面の北側および南側の側縁に沿ってそれぞれ
3個づつ並んだ2列の配置で取付けられた6個のスラス
タを具備し、各スラスタが衛星の質量中心を通る推力ラ
インを有し、6個のスラスタが天頂面の北側の側縁に沿
って配置された北西スラスタ、北中央スラスタ、および
北東スラスタと、天頂面の南側の側縁に沿って配置され
た南西スラスタ、南中央スラスタ、および南東スラスタ
とを含んでおり、北側の側縁に沿って配置された前記3
個のスラスタが前記南北軸に関して北方向に天頂面から
傾斜されており、南側の側縁に沿って配置された前記3
個のスラスタが衛星の質量中心を通過する南北軸に関し
て南方向に天頂面から傾斜されており、北東および南東
スラスタが南北軸に関して東方向に傾斜され、北西およ
び南西スラスタが南北軸に関して西方向に傾斜され、北
中央および南中央スラスタが前記南北軸と前記ローカル
垂直軸とによって規定された平面上に位置されており、 予め定められた噴射期間にしたがって、軌道上昇ノード
付近において北西および北東スラスタを噴射し、かつ軌
道下降ノードの付近において南西および南東スラスタを
噴射することにより軌道平面に関して垂直方向、軌道の
半径方向および軌道の接線方向の互いに直交する衛星の
軌道制御用のΔV加速度成分を生成し、軌道上昇ノード
の付近における北中央スラスタの噴射および軌道下降ノ
ード付近における南中央スラスタの噴射により前記垂直
方向および半径方向のΔV成分を生成してモーメンタム
制動を行なうと共に、北西、北東、南西、南東スラスタ
の少なくとも1つの故障の場合に傾斜角制御を行うこと
を特徴とする3軸安定衛星用のステーション維持システ
ム。 - 【請求項2】 前記天頂面の北側および南側の各スラス
タは、衛星の質量中心から推力ラインを移動させること
を可能にするためにそれぞれジンバル制御されることを
特徴とする請求項1記載のシステム。 - 【請求項3】 前記6個のスラスタのそれぞれが対向し
たスラスタと対の装置として相互に関係され、前記北西
および南東スラスタが第1の対のスラスタを形成し、北
東および南西スラスタが第2の対のスラスタを形成し、
かつ北中央および南中央スラスタが第3の対のスラスタ
を形成しており、前記各対のスラスタにおける一方のス
ラスタが故障したときには、前記各対のスラスタにおけ
る他方のスラスタの動作を停止するように制御されるこ
とを特徴とする請求項2記載のシステム。 - 【請求項4】 前記第3の対のスラスタの動作を停止さ
せる故障の発生により予め定められた噴射シーケンスが
開始され、この噴射シーケンスにおいて、 軌道傾斜角を制御し、かつモーメンタムを制動するため
に北東スラスタがほぼ90°の赤経で噴射され、かつ南
西スラスタがほぼ270°の赤経で噴射され、1年のう
ちの最初の6か月間、前記北東および南西スラスタが軌
道ドリフト速度および離心率を補償するためにほぼ0°
の赤経で噴射され、 軌道傾斜角を制御し、かつモーメンタムを制動するため
に北西スラスタがほぼ90°の赤経で噴射され、かつ南
東スラスタがほぼ270°の赤経で噴射され、1年のう
ちの残りの6か月間、前記北西および南東スラスタが軌
道ドリフト速度および離心率を補償するためにほぼ18
0°の赤経で噴射されることを特徴とする請求項3記載
のシステム。 - 【請求項5】 前記第1の対のスラスタの動作を停止さ
せる故障の発生により予め定められた噴射シーケンスが
開始され、この噴射シーケンスにおいて、 軌道傾斜角を制御し、かつモーメンタムを制動するため
に北中央スラスタがほぼ90°の赤経で噴射され、かつ
南中央スラスタがほぼ270°の赤経で噴射され、各年
の食の期間を除く12か月の期間中、軌道ドリフト速度
および離心率を補償するために北東および南西スラスタ
が太陽の赤経からほぼ180°ずれた地点で噴射され、
春分点および秋分点の食の期間中は噴射を行うスラスタ
は存在しないことを特徴とする請求項3記載のシステ
ム。 - 【請求項6】 前記第1の対のスラスタの動作を停止さ
せる故障の発生により予め定められた噴射シーケンスが
開始され、この噴射シーケンスにおいて、 軌道傾斜角を制御し、かつモーメンタムを制動するため
に北中央スラスタがほぼ90°の赤経で噴射され、かつ
南中央スラスタがほぼ270°の赤経で噴射され、 春分点の食の期間中、軌道ドリフト速度および離心率を
補償するために北東スラスタがほぼ90°の赤経で噴射
され、かつ南西スラスタがほぼ270°の赤経で噴射さ
れ、 秋分点の食の期間中、軌道ドリフト速度および離心率を
補償するために北東スラスタがほぼ270°の赤経で噴
射され、かつ南西スラスタがほぼ90°の赤経で噴射さ
れることを特徴とする請求項3記載のシステム。 - 【請求項7】 前記第2の対のスラスタの動作を停止さ
せる故障の発生により予め定められた噴射シーケンスが
開始され、この噴射シーケンスにおいて、 軌道傾斜角を制御し、かつモーメンタムを制動するため
に北中央スラスタがほぼ90°の赤経で噴射され、かつ
南中央スラスタがほぼ270°の赤経で噴射され、各年
の食の期間を除く12か月の期間中、軌道ドリフト速度
および離心率を補償するために北西および南東スラスタ
が太陽の赤経からほぼ180°ずれた地点で噴射され、
春分点および秋分点の食の期間中は噴射を行うスラスタ
は存在しないことを特徴とする請求項3記載のシステ
ム。 - 【請求項8】 前記第2の対のスラスタの動作を停止さ
せる故障の発生により予め定められた噴射シーケンスが
開始され、この噴射シーケンスにおいて、 軌道傾斜角を制御し、かつモーメンタムを制動するため
に北中央スラスタがほぼ90°の赤経で噴射され、かつ
南中央スラスタがほぼ270°の赤経で噴射され、 春分点の食の期間中、軌道ドリフト速度および離心率を
補償するために北西スラスタがほぼ270°の赤経で噴
射され、かつ南東スラスタがほぼ90°の赤経で噴射さ
れ、 秋分点の食の期間中、軌道ドリフト速度および離心率を
補償するために北西スラスタがほぼ90°の赤経で噴射
され、かつ南東スラスタがほぼ270°の赤経で噴射さ
れることを特徴とする請求項3記載のシステム。 - 【請求項9】 地球を中心とする軌道を周回し、それぞ
れ衛星の質量中心を通る地球に関する東西軸および南北
軸と、地球と衛星の質量中心を通る線である 垂直軸とを
有し、地球と反対側を向いた天頂面を備えている3軸安
定衛星のステーションの維持方法において、前記衛星は、その天頂面の北側および南側の側縁に沿っ
てそれぞれ3個づつ並んだ2列の配置で取付けられてい
る6個のスラスタを具備し、6個の各スラスタがジンバ
ル制御され、かつ衛星の質量中心を通る推力ラインを有
し、天頂面の北側の側縁に沿って配置された前記3個の
スラスタが衛星の質量中心を通過する南北軸に関して北
方向に天頂面から傾斜されており、天頂面の南側の側縁
に沿って配置された前記3個のスラスタが衛星の質量中
心を通過する南北軸に関して南方向に天頂面から傾斜さ
れており、北側の3個の前記各スラスタが衛星の天頂面
の中心に対して反対側の南側の前記各スラスタと組合わ
されて第1、第2および第3のスラスタ対を形成し、 それらの各対の一方のスラスタが故障した場合にその対
の他方のスラスタの動作を停止させ、 故障スラスタのない正常の動作状態、第1の対のスラス
タの故障が発生した状態、第2の対のスラスタの故障が
発生した状態、および第3の対のスラスタの故障が発生
した状態にそれぞれ対応して第1、第2、第3および第
4の予め選択された噴射シーケンスを提供し、各噴射シ
ーケンスが他のものに関して互いに排他的であり、 衛星を予め定められた軌道に維持するために全てのスラ
スタが正常に動作している状態で第1の予め選択された
スラスタ噴射シーケンスを維持し、 第1のスラスタ対に関連したスラスタの故障時に第2の
予め選択されたスラスタ噴射シーケンスを開始し、その
対の故障しないスラスタの動作を停止して衛星を予め定
められた軌道に維持し、 第2のスラスタ対に関連したスラスタの故障時に第3の
予め選択されたスラスタ噴射シーケンスを開始し、その
対の故障しないスラスタの動作を停止して衛星を予め定
められた軌道に維持し、 第3のスラスタ対に関連したスラスタの故障時に第4の
予め選択されたスラスタ噴射シーケンスを開始し、その
対の故障しないスラスタの動作を停止して衛星を予め定
められた軌道に維持するステップを含んでいる3軸安定
衛星のステーション維持方法。
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