JP6952215B2

JP6952215B2 - スペースクラフト、ランチャ、およびスペースクラフトのスタック

Info

Publication number: JP6952215B2
Application number: JP2021510151A
Authority: JP
Inventors: カエル，フィリップ
Original assignee: エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・エスアーエス
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2019-08-12
Publication date: 2021-10-20
Anticipated expiration: 2039-08-12
Also published as: US11319092B2; CA3141789C; FR3085157B1; EP3672873A1; CN112789219B; CA3141789A1; AU2019324460B2; JP2021526998A; WO2020038748A1; AU2019324460A1; CN112789219A; EP3672873B1; FR3085157A1; US20210316885A1

Description

発明の詳細な説明

本発明は、スペースクラフト（宇宙船，宇宙機）の分野に関し、より詳細には、軌道上への配置が意図されている衛星の分野に関する。

従来より、スペースクラフトは、当該スペースクラフトの機器のためのサポート（支持体）を形成する構造を備えている。図１には、スペースクラフトが静止軌道上にある場合に一般的に使用される支持構造の一例が示されている。平行六面体形状のこの支持構造２は、（ｉ）地球に向かうように方向付けられた平坦な壁（一般的には、地球壁４と称される）と、（ｉｉ）反対側に位置する平坦な壁（一般的には、反地球壁６と称される）と、（ｉｉｉ）４つの側壁（北壁、南壁、東壁８、および西壁９と称される）と、を有する。図１では、北壁および南壁は、示されていない。北壁、南壁、東壁８、および西壁９は、地球に向けられた軸Ａ_Ｔと平行である。地球壁４は、複数のオグジュアリ通信アンテナ（補助通信アンテナ）を保持（担持）（carry）する。各オグジュアリ通信アンテナは、（ｉ）構造１３上に取り付けられたソース（源）１０，１１，１２と、（ｉｉ）地球壁４によって保持されたリフレクタ１４，１５，１６と、を備える。北壁と南壁とは、複数のメインラジエータ（主ラジエータ）と複数のソーラーパネルとを保持する。東壁８と西壁９とは、東メイン通信アンテナ（東主通信アンテナ）１７と西メイン通信アンテナ（西主通信アンテナ）１８とを保持する。東メイン通信アンテナ１７についてのみ、詳細に説明する。

東通信アンテナ１７は、（ｉ）ソース１９と、（ｉｉ）可動アーム（ムーバブルアーム）２１によって保持されたリフレクタ２０と、を備えている。ソース１９は、放射素子２２のセットによって構成されている。放射素子２２は、各放射素子の放射中心軸Ａ_Ｃ−Ａ_Ｃを通る直線の上にある複数の点を中心として有する無線周波（ラジオ波）を放射または受信できる。放射素子２２は、メインラジエータに接続された複数のヒートパイプ２３（またはサーマルループ）によって冷却される。ヒートパイプ２３のそれぞれは、放射素子２２と直接的に熱接触するように、少なくとも２つの屈曲部（ベンド）２４，２５を有している。リフレクタ２０は、（ｉ）ソース１９から到来した無線周波を地球２６に向けて反射するとともに、（ｉｉ）地球２６から到来した無線周波を受信する。この目的のために、リフレクタ２０の放射／受信方向Ｄ_Ｅが東壁８によって形成される平面と平行になるように、東通信アンテナ１７の可動アーム２１が形成されている。そして、放射素子２２のそれぞれの放射中心軸Ａ_Ｃ−Ａ_Ｃが東壁８と約４５°の角度を成すように、放射素子２２は東壁８に固定されている。同様にして、西通信アンテナ１８のリフレクタ２０および放射素子２２は、西壁９に対して配向されている。

このような構成では、寄生反射現象（parasitic reflection phenomena）が生じうる。これらの漂遊反射現象（stray reflection phenomena）は、（ｉ）東壁８および西壁９における波の反射と、および、（ｉｉ）これらの反射波と送信波との再合成と、によって生じる。これらの寄生反射現象は、送信される信号（または受信される信号）の品質を劣化させうる。

本発明の第１の目的は、より良好な品質の無線周波の送信（および／または受信）に適しており、特に寄生反射現象の影響を受けにくいスペースクラフトを提供することにある。

本発明の第２の目的は、より広い照射野（視野）（field of view）を有しており、それゆえ地球のより広範囲の領域に亘って無線周波を送信（または受信）できるスペースクラフトを提供することにある。

本発明の第３の目的は、より容易に製造できるスペースクラフトを提供することにある。

本発明の第４の目的は、放射素子を冷却するためにより効果的（効率的）なデバイスを有するスペースクラフトを提供することにある。

本発明の第５の目的は、より容易に取り付け可能な、放射素子の冷却のためのデバイスを有するスペースクラフトを提供することにある。

この目的のために、本発明は、スペースクラフトを対象としている。前記スペースクラフトは、
支持構造と、
少なくとも１つのメイン通信アンテナと、を備えており、
前記支持構造は、（ｉ）互いに離間して平行に配置された２つの基壁と、（ｉｉ）前記基壁に固定された少なくとも３つの平坦な側壁と、を有しており、
前記少なくとも１つのメイン通信アンテナは、
少なくとも１つの平坦な側壁によって保持された少なくとも１つの放射素子と、
展開位置（deployed position）と収納位置（folded position）との間において移動可能な可動アームと、
前記可動アームによって保持されたリフレクタと、を備えており、
前記少なくとも１つの放射素子は、放射中心軸を有しており、かつ、無線周波の放射または受信が可能であり、
前記リフレクタは、前記可動アームが展開位置にある場合に、放射方向における無線周波の反射または受信に適しており、
前記少なくとも１つの放射素子を保持する前記少なくとも１つの側壁に対して、前記放射素子の前記放射中心軸が直交するように、前記少なくとも１つの放射素子が前記少なくとも１つの側壁に固定されており、
前記可動アームが展開位置にある場合に、前記少なくとも１つの放射素子を保持する少なくとも１つの側壁と前記放射方向との間に、２５°〜６５°のオフセット角度を成すように、前記可動アームが形成されている。

一部の特定の実施形態によれば、前記スペースクラフトは、以下に挙げる複数の構成の内の１つ以上を有している。

−前記オフセット角度は、３５°〜５５°である。

−前記オフセット角度は、４５°に等しい。

−互いに直接的に取り付けられた隣接する２つの平坦な側壁のそれぞれは、前記側壁と直交する放射中心軸を有する少なくとも１つの放射素子を保持する。

−前記支持構造は、前記基壁と平行に延在する断面において正方形断面を有するように互いに垂直に固定された４つの平坦な側壁を有しており、
前記可動アームが展開位置にある場合に、前記正方形断面の対向する２つのコーナー（隅部，角部）を結ぶ対角線が、前記リフレクタの前記放射方向に沿って延在している。

−前記スペースクラフトは、
基壁によって保持された少なくとも１つのメインラジエータと、
流体によって熱を輸送するための少なくとも１つのＬ字形のデバイス（Ｌ字形デバイス）を有する熱輸送デバイスと、をさらに備えており、
熱を輸送するための前記デバイスは、
前記メインラジエータを保持する前記基壁と直接的に熱接触する第１直線部と、
単一の屈曲部と、
（ｉ）前記少なくとも１つの放射素子、および、（ｉｉ）前記少なくとも１つの放射素子を保持する前記平坦な側壁と、直接的に熱接触する第２直線部と、を有している。

−前記少なくとも１つの放射素子を保持する前記平坦な側壁は、少なくとも１つの側方カットアウト（側方切欠部）を有しており、
熱を輸送するための前記デバイスの前記屈曲部は、前記側方カットアウトと係合しており、
前記第２直線部は、前記少なくとも１つの放射素子を保持する前記平坦な側壁の外面の上に延在している。

−前記スペースクラフトは、
前記少なくとも１つの放射素子に送信される電気信号の増幅に適した少なくとも１つの電子増幅コンポーネントと、
前記少なくとも１つの放射素子および前記少なくとも１つの電子増幅コンポーネントを含むハウジングと、を備えている。

−前記スペースクラフトは、
基壁によって保持された少なくとも１つのメインラジエータと、
少なくとも１つのオグジュアリラジエータと、を備えており、
前記少なくとも１つのオグジュアリラジエータは、（ｉ）前記オグジュアリラジエータが前記メインラジエータと平行にかつ隣接して配置されている収納位置と、（ｉｉ）前記オグジュアリラジエータが実質的に前記メインラジエータの延長部として延在している展開位置と、の間において回動するように取り付けられている。

−前記少なくとも１つのオグジュアリラジエータの概略的な形状（凡その形状，全体的な形状）は、三角形である。

−前記三角形の複数の頂点の内の１つは、（ｉ）先端が切り落とされた形状を有しており、かつ、（ｉｉ）前記メインラジエータに対して回動（旋回）するように取り付けられたエッジ（端部）を画定する。

−前記スペースクラフトは、基壁によって保持された少なくとも１つのメインラジエータを備えており、
前記少なくとも１つのメインラジエータは、少なくとも３つのコーナーを有しており、
前記メインラジエータの少なくとも１つのコーナーは、前記放射方向と平行な断面に沿って先端が切り落とされた形状である。

−前記支持構造（２８）は、
前記基壁と直交する方向に延在しており、かつ、平行四辺形の頂点に配置されている４つのポストと、
前記４つのポストを同じ中心に堅固に（剛体的に）接続する補強構造と、を備えている。

−前記支持構造は、メインラジエータを保持する前記基壁の面と平行な断面において多角形断面を有しており、
前記多角形断面は、三角形（triangular）断面、矩形（長方形）（rectangular）断面、正方形（square）断面、台形（trapezoidal）断面、五角形（pentagonal）断面、六角形（hexagonal）断面、または任意の多角形（any polygon）を形成する断面である。

本発明は、フェアリング（整形板）と、上述の複数の構成の内の１つに係る少なくとも１つのスペースクラフトと、を備えたランチャにも関する。前記スペースクラフトは、前記フェアリングの下に配置されており、
前記スペースクラフトは、（ｉ）基壁によって保持されており、かつ、（ｉｉ）発射方向と直交するように配置されている、少なくとも１つのメインラジエータを備えている。

本発明は、スペースクラフトの複数のスタックにも関する。前記スタックにおいて、
前記支持構造は、
前記基壁と直交する方向に延在しており、かつ、平行四辺形の頂点に配置されている４つのポスト（支柱）と、
前記４つのポストを同じ中心（センター）に堅固に接続する補強構造と、を備えており、
前記スタックは、
重ねて（上下に）配置された少なくとも２つのスペースクラフトを含んでおり、
第１スペースクラフトの各ポストは、第２スペースクラフトのポストによって保持されており、
各スペースクラフトの前記ポストは、同一方向に延在している。

本発明は、各図面を参照しつつ、もっぱら例示として示される以下の説明を読むことにより、さらに良く理解されるであろう。

−図１は、地球の周りの静止軌道上にある、従来技術に係るスペースクラフトを示す概略的な断面図であって、北壁と平行な平面がその断面として適用されている断面図である。

−図２は、地球の周りの静止軌道上にある、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトを示す概略的な断面図であって、基壁と平行な平面がその断面として適用されている断面図である。

−図３は、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。

−図４は、図３に示すスペースクラフトの部分切欠斜視図である。

−図５は、サーマルデバイスの一部、側壁の一部、およびソースハウジングの一部の斜視図である。

−図６は、本発明に係る２つのスペースクラフトのスタックおよび透過させて示したフェアリングの斜視図である。

−図７は、従来技術に係る２つのスペースクラフトのスタックおよび透過させて示したフェアリングの斜視図である。

−図８は、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの補強構造についての第１の変形例を示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。

−図９は、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの補強構造についての第２の変形例を示す断面図であって、その断面が図８の断面と同一である断面図である。

−図１０は、本発明の第２の実施形態に係るスペースクラフトの一部の斜視図であって、同図では展開可能なオグジュアリラジエータが収納位置に配置されている。

−図１１は、本発明の第２の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図であって、同図では展開可能なオグジュアリラジエータが展開位置に配置されている。

−図１２は、本発明の第３の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。

−図１３は、本発明の第３の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。

−図１４は、本発明の第４の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。

−図１５は、本発明の第４の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。

−図１６は、本発明の第５の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。

−図１７は、本発明の第５の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。

−図１８〜図２０はそれぞれ、本発明の第６の実施形態、第７の実施形態、および第８の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。

−図２１は、本発明の第９の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。

−図２２は、本発明の第１０の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。

本特許出願において、「スペースクラフト」という用語（ターム）は、大気圏外の空間における軌道上での運用を目的としており、かつ、機器を輸送可能な任意の（あらゆる）システムを指す。スペースクラフトには、独自の推進手段が設けられていてもよい。あるいは、スペースクラフトは、宇宙の任意の地点において単にリリースされ、その後に他の宇宙資産（space assets）によって回収されるように意図されていてもよい。スペースクラフトは、静止軌道または他の任意のタイプの軌道などの軌道上に配置されてもよい。

以下の記載において、「直接的に接触」という用語は、複数の部材（要素）間に、介在部材が存在していないこと、または、隙間（empty space）が存在していないことを意味する。

本発明に係るスペースクラフト２８は、地球２６に向けた軸（一般的には、地球に向かう視軸（照準軸）（axis of sight）Ａ_Ｔと称される）に対して４５°の角度αを成す、少なくとも１つの側壁を備えている。

図２〜図５を参照する。第１の実施形態に係るスペースクラフト２８は、略立方体形状（generally square parallelepipedal shape）の支持構造３０を備えている。この支持構造は、（ｉ）平坦な第１基壁３２と、（ｉｉ）平坦な第２基壁３４と、（ｉｉｉ）４つの平坦な側壁３６，３８，４０，４２と、を有する。支持構造３０は、多角形断面を有しており、特に、基壁３２，３４と平行な断面において正方形断面を有する。

第１基壁３２および第２基壁３４は、互いに離間して平行に配置されている。当該第１基壁および当該第２基壁は、（ｉ）ペイロードを冷却するためのメインラジエータ４４，４６と、（ｉｉ）ソーラーパネル（不図示）と、を保持する。

４つの側壁３６，３８，４０，４２は、支持構造３０が断面（Ｘ，Ｚ）において正方形断面を有するように、互いに垂直に固定されている。断面（Ｘ，Ｚ）は、基壁３２，３４と平行である。

互いに直接的に取り付けられた隣接する２つの側壁３６，３８は、地球２６に向かうように方向付けられている。本明細書の残りの部分では、これらの側壁は、下方側壁と称される。互いに直接的に取り付けられたその他の隣接する２つの側壁４０，４２は、地球２６とは反対側に向かうように方向付けられている。本明細書の残りの部分では、これらの側壁は、上方側壁と称される。

図２から理解される通り、この第１の実施形態に係るスペースクラフト２８は、一旦軌道上に乗ると、図１に示されるその通常位置に対して斜めに配置される。従って、軌道上では、第１の実施形態に係るスペースクラフトの４つの側壁３６，３８，４０，４２は、地球に向かう視軸Ａ_Ｔに対して４５°の角度αを成すように配向されている。この姿勢（position）においては、支持構造３０によって形成された正方形断面の対向する２つのコーナーを結ぶ対角線Ｄが、地球に向かう視軸Ａ_Ｔと一致する。

スペースクラフト２８は、（ｉ）上方側壁４０，４２によって保持されるメイン通信アンテナ５２，５４と、（ｉｉ）下方側壁３６，３８によって保持されるオグジュアリ通信アンテナ４８，５０，５１と、を有している。

メイン通信アンテナ５２とメイン通信アンテナ５４とは、互いに同一性を有している。以下では、メイン通信アンテナ５２のみについて詳細に説明する。しかし、一般性を失うことなく、本発明が２つの異なるアンテナを有することも可能であることに留意されたい。

メイン通信アンテナ５２は、（ｉ）ソースハウジング５６と、（ｉｉ）無線周波の送信または受信が可能なリフレクタ５８と、（ｉｉｉ）リフレクタ５８を保持する可動アーム６０と、を備えている。

メイン通信アンテナ５２のソースハウジング５６は、上方側壁４２に取り付けられている。他方のメイン通信アンテナ５４のソースハウジング５６は、上方側壁４０に固定されている。上方側壁４０は、上方側壁４２と隣接しており、かつ、当該上方側壁４２に直接的に取り付けられている。

ソースハウジング５６は、放射素子６２を備えている。当該放射素子は、（ｉ）電気信号から無線周波を発生させること、および、（ｉｉ）当該無線周波をリフレクタ５８に対して送信すること、に適している。

有益であることに、ソースハウジング５６は、アクティブタイプである。このことは、当該ソースハウジングが、増幅コンポーネント６３を備えていることを意味する。当該増幅コンポーネントは、電気信号を放射素子に送信する前に、当該電気信号を増幅することに適している。

図面の簡略化のため、図２では、単一の放射素子６２および単一の電子増幅コンポーネント６３が、概略的に示されている。

放射素子６２は、例えば、ヘリカル、コーン、パッチ、またはダイポール（双極子）である。当該放射素子は、リフレクタ５８に向かうように方向付けられた放射中心軸Ａｃ−Ａｃを有している。放射素子６２を保持する側壁４２によって形成された平面Ｐ−Ｐに対して、放射中心軸Ａｃ−Ａｃが直交して配置されるように、当該放射素子は上方側壁４２に固定されている。

好ましくは、ソースハウジング５６は、上方側壁４２の周縁エッジ６４に隣接して取り付けられている。上方側壁４２は、下方側壁３８のエッジに取り付けられている。

可動アーム６０は、上方側壁４２に取り付けられている。可動アーム６０は、（ｉ）図５に示す通り、リフレクタ５８が支持構造３０に対して折り畳まれた位置（収納位置と称される）と、（ｉｉ）図２に示す通り、最大限に移動可能な限度まで当該可動アームが展開された位置（展開位置と称される）と、の間において移動可能である。

リフレクタ５８が展開位置にある場合、放射方向Ｄ_Ｅにおいて無線周波の照射野（field）６６の送信または受信が可能である。放射方向Ｄ_Ｅは、地球に向かう視軸Ａ_Ｖと平行である。

メイン通信アンテナ５２，５４の可動アーム６０は、当該可動アームが展開位置にある場合に、オフセット角度βが４５°に等しくなるように形成されている。本明細書において、「オフセット角度β」という用語は、可動アーム６０が展開位置にある場合に、（ｉ）上方側壁４２によって形成された平面Ｐ−Ｐと、（ｉｉ）リフレクタ５８によって送信される無線周波の放射方向Ｄ_Ｅと、の間に画定（規定）される角度を表すことが理解される。

有益であることに、可動ブランチ６０のこの構成により、上方側壁４２と直交する放射中心軸Ａｃ−Ａｃをそれぞれ有する放射素子６２の位置に関連して、寄生反射現象を抑える（制限する）ことが可能になる。実際に、この構成では、上方側壁４０，４２の一部および下方側壁３６，３８の一部は、リフレクタ６０によって放射（出射）または受信される無線周波の照射野６６から、より遠ざかっている。

オグジュアリ通信アンテナ４８，５０，５１は、メイン通信アンテナ５２，５４と概ね同様である。但し、（ｉ）当該オグジュアリ通信アンテナのリフレクタ５９の直径が、当該メイン通信アンテナのリフレクタ５８の直径よりも小さいこと、および、（ｉｉ）当該補助通信アンテナのソースハウジング５７および可動アーム６１が、下方側壁３６，３８に固定されていること、において、当該オグジュアリ通信アンテナと当該メイン通信アンテナとは異なっている。

（ｉ）メインアンテナの放射素子６２の位置と、（ｉｉ）メインアンテナの可動アーム６０の構成と、（ｉｉｉ）結果として生じるスペースクラフト２８の斜めの配向とによって、オグジュアリアンテナは、データ送信のために利用可能なより広い（大きい）表面積Ｃ_Ａ２８を有しうる。本特許出願では、送信のために利用可能なこの表面積は、照射野Ｃ_Ａ２８と称される。実際に、図１と図２とを比較すると、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフト２８では、照射野Ｃ_Ａ２８が、現状技術（state of the art）に係るスペースクラフトのオグジュアリ通信アンテナ１０，１４；１１，１５；１２，１６の照射野Ｃ_Ａ２よりも広いことが理解できる。その結果、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトによれば、地球２６のより広い領域に亘ってデータを送信することが可能となる。

加えて、有益であることに、本発明に係るスペースクラフト２８では、オグジュアリ通信アンテナのソースハウジング５７および／またはリフレクタ５９が、支持構造３０に近接して取り付けられている。その一方、図１に示されている従来技術に係るスペースクラフトでは、オグジュアリ通信アンテナのソースハウジング１０，１１，１２は、支持構造から突出した構造１３に取り付けられている。このことは、本発明と比較して、スペースクラフトに対して質量面での不利益（ペナルティ）および追加の製造コストの面での不利益をもたらす。

図４および図５を参照する。本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフト２８は、熱輸送デバイス６８をさらに備えている。当該熱輸送デバイスは、（ｉ）ペイロードによって放散された熱をメインラジエータ４４，４６に伝達するために適した流体によって熱を輸送するためのデバイスと、（ｉｉ）放射素子６２および電子増幅コンポーネント６３によって放散された熱をメインラジエータ４４，４６に伝達することに適した流体によって熱を輸送するためのデバイスと、を備えている。

図４に示されている第１の実施形態に係るスペースクラフトの例では、上方側壁４２に取り付けられたソースハウジング５６を冷却することに適した、（ｉ）３つの輸送用デバイス（輸送のためのデバイス）７０〜７２を含む第１セット６７と、（ｉｉ）３つの輸送用デバイス７３〜７５を含む第２セット６９と、が示されている。なお、この図では、図示の簡略化のため、他方の上方側壁４０に固定されたソースハウジング５６を冷却するための輸送用デバイスについては示されていない。輸送用デバイスの第１セット６７は、第１基壁３２と直接的に熱接触している。輸送用デバイスの第２セット６９は、第２基壁３４と直接的に熱接触している。

互いに反対の方向に向けて配置されたメインラジエータ４４，４６によって放射素子６２および電子部品６３を冷却することによって、北面と南面とを連結（接続）することにより、（ｉ）冷却冗長機能を提供すること、および、（ｉｉ）スペースクラフトに対する太陽の位置によらず最大限に冷却を行うこと、の両方が可能になる。

以下、輸送用デバイス７０のみについて詳細に説明する。

輸送用デバイス７０は、例えばヒートパイプによって構成されている。

輸送用デバイス７０は、（ｉ）第１基壁３２の内面上に延在しているアームと、（ｉｉ）上方側壁４２の外面７６上に延在しているアームと、を有するＬ字形である。

特に、図５を参照する。輸送用デバイス７０は、（ｉ）第１直線部７７と、（ｉｉ）単一の屈曲部７８と、（ｉｉｉ）第２直線部８０と、を有している。

第１直線部７７は、メインラジエータ４４を保持する第１基壁３２と直接的に熱接触している。屈曲部７８は、上方側壁４２に形成された第１側方カットアウト（第１側方切欠部）８２と係合している。第２直線部８０は、（ｉ）一方の面において、ソースハウジング５６の放射素子６２および電子増幅コンポーネント６３と直接的に熱接触しており、かつ、（ｉｉ）他方の面において、当該放射素子を保持する上方側壁４２の外面７６と直接的に熱接触している。

同様に、第２セット６９の輸送用デバイス７３〜７５の屈曲部７８は、上方側壁４２の反対側のエッジに配置された側方カットアウト８３に係合している。有益であることに、第２セット６９の輸送用デバイス７３〜７５は、第１セット６７の輸送用デバイス７０〜７３と交互に配置されている。

輸送用デバイス７０〜７５は、放射素子６２および増幅電子コンポーネント６３と直接的に接触しているので、非常に効率的である。当該輸送用デバイスによれば、大量の放散されたパワー（電力）を効率的に除去できる。この構成により、メイン通信アンテナ５２，５４は、例えば、Ｋａ、Ｑ、Ｖ、またはＷバンドなどの高周波帯域（高周波バンド）の無線周波を送信できる。実際には、複数の放射素子６２間の距離は、当該放射素子によって放射される無線周波の波長の関数として決定されることが一般的である。放射素子６２が高周波帯域の無線周波を放射する場合、放射素子６２は、互いに近接して配置される必要がある。しかし、放射素子６２同士を近接させると、無線周波を放射する増幅器によって放散されるパワー密度は増加する。有益であることに、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの輸送用デバイス７０〜７５によれば、２つのメインラジエータ４４，４６に大量の熱を効率的に輸送することが可能となる。

有益であることに、輸送用デバイス７０〜７５は、すべて同一のＬ字形を有している。これにより、当該輸送用デバイスの製造を標準化できる。その結果、当該輸送用デバイスの製造コストを低減できる。

また、有益であることに、輸送用デバイス７０〜７５の形状は、単純である。当該形状は、単一のエルボを含んでいる。これにより、当該デバイスの内部における流体の循環が促進される。その結果、より効率的な熱輸送が可能となる。

図３および図４を参照する。第１の実施形態に係るスペースクラフトのメインラジエータ４４，４６の概略的な形状は、先端が切り落とされた形状の４つの切り落としコーナー８４を有する扁平な平行六面体である。特に、メインラジエータ４４，４６の主面の形状は、サイドエッジ（側方エッジ）１０６を画定する２つの切り落としコーナー８４，８４’を有する正方形である。少なくとも２つの切り落としコーナー８４’は、無線周波の照射野６６内に位置するコーナーである。これらのコーナー８４’の二等分線（bisector）は、放射方向Ｄ_Ｅとほぼ（実質的に）直交する。コーナー８４’の切断面とその結果得られたサイドエッジ１０６とは、放射方向Ｄ_Ｅと平行である。

有益であることに、切り落としコーナー８４’が存在することにより、支持構造３０の正方形断面のサイズよりも大きいサイズを有するラジエータを、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８に搭載することが可能となる。それゆえ、地球２６の広い領域に亘って無線周波を送信するために大きい直径を有するリフレクタ５８を備えつつ、スペースクラフト２８の熱除去能力を増加させることが可能となる。

図４を参照する。スペースクラフト２８は、（ｉ）基壁３２，３４と直交する方向に延在する４つのポスト８５と、（ｉｉ）当該４つのポストを同じ中心８８に堅固に接続する補強構造８６と、を備えている。

４つのポスト８５は、平行四辺形（特に正方形）の頂点に配置されている。当該ポスト８５は、側壁３６，３８，４０，４２の中央に配置されており、かつ、それぞれが側壁に固定されている。補強構造８６は、４つのストラット（突っ張り，支柱）９０を備えている。各ストラット９０は、ポスト８５と中心８８との間に延在している。

有益であることに、ポスト８５および補強構造８６によって、基壁３２，３４と直交する方向において、スペースクラフトに対して、剛性を付与すること、および、機械的強度を補強することが可能となる。

従って、図６に示す通り、第１の実施形態に係る複数のスペースクラフト２８が、ランチャ９１のフェアリング９２内にスタックされる（積み重ねられる）。この場合、メインラジエータ４４，４６は、ランチャの発射方向Ａ_Ｌと直交するように配置されている。

有益であることに、フェアリング９２内の複数のスペースクラフトのこの新しい配向によって、ランチャの発射方向Ａ_Ｌに沿って、より多くのスペースクラフトを積み重ねることができる。このことは、図７に示す従来技術に係る複数のスペースクラフト９４を積み重ねたスタックと、図６に示す第１の実施形態に係る複数のスペースクラフト２８を積み重ねたスタックとを比較すれば理解できるであろう。図７において、複数のスペースクラフト９４は、当該スペースクラフトのメインラジエータ９６が発射方向Ａ_Ｌと平行な平面内に位置するように積み重ねられている。

代替的には、図８に示す通り、ポスト８５は、中心８８と側壁３６，３８，４０，４２との間の中間点に固定されている（fixed midway）。

図９に示す別の変形例によれば、ストラット９０は、支持構造３０のコーナー９３と中心８８との間に延在している。この変形例では、ポスト８５は、コーナー９３と中心８８との間の中間点に固定されている。若干有利な変形例によれば、オフセット角度βは、３５°〜５５°である。

さらに別の変形例によれば、オフセット角度βは、２５°〜６５°である。

代替的には、可動アームの近位端（proximal end）は、上方側壁に取り付けられるのではなく、別の壁（例：基壁または下方側壁）に取り付けられる。

代替的には、ソースハウジング５６は、「アクティブ」タイプではない。換言すれば、
当該ソースハウジングは、放射素子６２のみを有しており、電子増幅コンポーネントを有していない。

代替的には、ソースハウジングは、１つの（単一の）放射素子を有している。

代替的には、輸送用デバイス７０は、１つ以上の熱ループによって構成されている。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係るスペースクラフト９８を示す。この第２の実施形態に係るスペースクラフト９８は、（ｉ）メインラジエータ４４に取り付けられた１つまたは２つのオグジュアリラジエータ１００と、（ｉｉ）メインラジエータ４６に取り付けられた１つまたは２つのオグジュアリラジエータ１００と、を備えていることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。第２の実施形態に係るスペースクラフト９８についての詳細な説明は省略する。第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と比較した場合の相違点のみについて、以下に説明する。

図１０および図１１では、図示の簡略化のため、１つのオグジュアリラジエータ１００が示されている。

オグジュアリラジエータ１００の概略的な形状は、三角形である。当該形状の目的は、壁３２上に存在するデバイスを考慮して、表面積を最大化することにある。特に、図１０および図１１に示す実施形態では、サイドエッジ１０６同士が同じ長さを有しているので、オグジュアリラジエータ１００の概略的な形状は、二等辺三角形である。このオグジュアリラジエータ１００は、メインラジエータ４４と回動可能に（pivotally）固定されたエッジ１０２を画定する少なくとも１つの切り落とし頂部を有していてもよい。これにより、メインラジエータ４４と直交する方向に向けられたソーラーパネル（不図示）の駆動機構のシャフトのための空間を残すことができる。

オグジュアリラジエータ１００は、収納位置と非収納位置（unfolded position）との間において回動する。図１０に示す通り、収納位置では、オグジュアリラジエータ１００は、メインラジエータ４４と平行かつ当該メインラジエータの上方に配置されている。このように、オグジュアリラジエータ１００は、メインラジエータ４４と直交する方向において、当該メインラジエータ４４から離間して配置されている。図１１に示す通り、非収納位置では、オグジュアリラジエータ１００は、実質的にメインラジエータ４４の延長部として延在している。

図１０および図１１に示す実施形態において、オグジュアリラジエータ１００の他の２つの頂点も、無線アンテナと干渉しないように、先端が切り落とされた形状に形成されている。

特に、有益であることに、オグジュアリラジエータ１００は、リフレクタ５８の無線周波の照射野６６内に延在することがないように、横方向においては、メインラジエータのサイドエッジ１０６を越えて延在していない。

オグジュアリラジエータ１００のより長いサイドエッジ１０４は、メインラジエータ４４の対角線に沿って延在している。有益であることに、このサイドエッジ１０４は、基壁３２上に配置されたスラスタ５７を収容するためのカットアウト（切欠部）１０７を有している。壁３４上に取り付けられた他のデバイス（例：姿勢制御センサ）を収容するために、他のカットアウト（不図示）が存在していてもよい。

有益であることに、ソーラージェネレータ（ソーラー発電機）（不図示）が展開され、かつ、太陽の方位に応じて回転する場合に、これらのオグジュアリヒータ１００が展開されてもよい。

図１２および図１３は、本発明の第３の実施形態に係るスペースクラフト１０８を示す。この第３の実施形態に係るスペースクラフト１０８は、基壁３２，３４と平行な断面において、支持構造３０が長方形断面を有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。

図１４および１５は、本発明の第４の実施形態に係るスペースクラフト１１０を示す。この第４の実施形態に係るスペースクラフト１１０は、基壁３２，３４と平行な断面において、支持構造３０が五角形断面を有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。

図１６および図１７は、本発明の第５の実施形態に係るスペースクラフト１１２を示す。この第５の実施形態に係るスペースクラフト１１２は、基壁３２，３４と平行な断面において、支持構造３０が三角形断面を有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。

図１８は、本発明の第６の実施形態に係るスペースクラフト１１４を示す。この第６の実施形態に係るスペースクラフト１１４は、基壁３２，３４と平行な断面において、支持構造３０が六角形断面を有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。

図１９は、本発明の第７の実施形態に係るスペースクラフト１１６を示す。この第７の実施形態に係るスペースクラフト１１６は、基壁３２，３４と平行な断面において、支持構造３０が台形断面を有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。

図２０は、本発明の第８の実施形態に係るスペースクラフト１１８を示す。この第８の実施形態に係るスペースクラフト１１８は、基壁３２，３４と平行な断面において、支持構造３０が任意の多角形を形成する断面を有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。この多角形は、可動アーム６１が展開位置にある場合に、リフレクタ５８の放射方向に対して４５°に等しいオフセット角度βを成す（画定する）平面を形成する２つの側壁４０，４２を有している。スペースクラフト１１８が軌道上にあり、かつ、可動アーム６１が展開位置にある場合、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同様に、放射方向Ｄ_Ｅは視軸Ａ_Ｔと平行である。

図２１は、本発明の第９の実施形態に係るスペースクラフト１２０を示す。第９の実施形態に係るスペースクラフト１２０は、上方側壁４０，４２が、互いに取り付けられてＶ字形の角を成す２つの壁部（壁セクション）４０１，４０２および２つの壁部４２１，４２２をそれぞれ有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。各壁部４０１，４０２，４２１，４２２は、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの通信アンテナと同一のメイン通信アンテナを保持している。

各壁部４０１，４０２，４２１，４２２は、放射方向Ｄ_Ｅに対して４５°に等しいオフセット角度βを成す平面Ｐ−Ｐ内に延在している。スペースクラフト１２０が軌道上にあり、かつ、可動アームが展開されている場合、地球に向かう視軸Ａ_Ｔは、放射軸Ｄ_Ｅと平行である。

図２２は、本発明の第１０の実施形態に係るスペースクラフト１２２を示す。第１０の実施形態に係るスペースクラフト１２２は、上方側壁４０，４２が、互いに取り付けられてＵ字形の角を成す３つの壁部４０１，４０２，４０３および３つの壁部４２１，４２２，４２３をそれぞれ有していることを除いては、第１の実施形態に係るスペースクラフト２８と同一である。各側壁部４０１，４０２；４２１，４２２は、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの通信アンテナと同一のメイン通信アンテナを保持している。

側壁部セクション４０１，４０２，４２１，４２２は、放射方向Ｄ_Ｅに対して４５°に等しいオフセット角度βを成す平面Ｐ−Ｐ内に延在している。スペースクラフト１２２が軌道上にあり、かつ、可動アーム６１が展開されている場合、放射方向Ｄ_Ｅは、地球に向かう視軸Ａ_Ｔと平行である。

地球の周りの静止軌道上にある、従来技術に係るスペースクラフトを示す概略的な断面図であって、北壁と平行な平面がその断面として適用されている断面図である。地球の周りの静止軌道上にある、本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトを示す概略的な断面図であって、基壁と平行な平面がその断面として適用されている断面図である。本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。図３に示すスペースクラフトの部分切欠斜視図である。サーマルデバイスの一部、側壁の一部、およびソースハウジングの一部の斜視図である。本発明に係る２つのスペースクラフトのスタックおよび透過させて示したフェアリングの斜視図である。従来技術に係る２つのスペースクラフトのスタックおよび透過させて示したフェアリングの斜視図である。本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの補強構造についての第１の変形例を示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。本発明の第１の実施形態に係るスペースクラフトの補強構造についての第２の変形例を示す断面図であって、その断面が図８の断面と同一である断面図である。本発明の第２の実施形態に係るスペースクラフトの一部の斜視図であって、同図では展開可能なオグジュアリラジエータが収納位置に配置されている。本発明の第２の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図であって、同図では展開可能なオグジュアリラジエータが展開位置に配置されている。本発明の第３の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。本発明の第３の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。本発明の第４の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。本発明の第４の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。本発明の第５の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。本発明の第５の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。本発明の第６の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。本発明の第７の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。本発明の第８の実施形態に係るスペースクラフトを示す断面図であって、その断面が基壁と平行である断面図である。本発明の第９の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である本発明の第１０の実施形態に係るスペースクラフトの斜視図である。

Claims

スペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）であって、
支持構造（３０）と、
少なくとも１つのメイン通信アンテナ（５２，５４）と、を備えており、
前記支持構造（３０）は、（ｉ）互いに離間して平行に配置された２つの基壁（３２，３４）と、（ｉｉ）前記基壁に固定された少なくとも３つの平坦な側壁（３６，３８，４０，４２）と、を有しており、
前記少なくとも１つのメイン通信アンテナ（５２，５４）は、
少なくとも１つの平坦な側壁（３６，３８，４０，４２）によって保持された少なくとも１つの放射素子（６２）と、
展開位置と収納位置との間において移動可能な可動アーム（６０）と、
前記可動アームによって保持されたリフレクタ（５８）と、を備えており、
前記少なくとも１つの放射素子（６２）は、放射中心軸（Ａ_Ｃ−Ａ_Ｃ）を有しており、かつ、無線周波の放射または受信が可能であり、
前記リフレクタ（５８）は、前記可動アーム（６０）が展開位置にある場合に、放射方向（Ｄ_Ｅ）における無線周波の反射または受信に適しており、
前記少なくとも１つの放射素子（６２）を保持する前記少なくとも１つの側壁（３６，３８，４０，４２）に対して、前記放射素子の前記放射中心軸（Ａ_Ｃ−Ａ_Ｃ）が直交するように、前記少なくとも１つの放射素子（６２）が前記少なくとも１つの側壁（３６，３８，４０，４２）に固定されており、
前記可動アーム（６０）が展開位置にある場合に、前記少なくとも１つの放射素子（６２）を保持する少なくとも１つの側壁（３６，３８，４０，４２）と前記放射方向（Ｄ_Ｅ）との間に、２５°〜６５°のオフセット角度（β）を成すように、前記可動アーム（６０）が形成されている、スペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記オフセット角度（β）は、３５°〜５５°である、請求項１に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記オフセット角度（β）は、４５°に等しい、請求項２に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
互いに直接的に取り付けられた隣接する２つの平坦な側壁（４０，４２）のそれぞれは、前記側壁（４０，４２）と直交する放射中心軸（Ａ_Ｃ−Ａ_Ｃ）を有する少なくとも１つの放射素子（６２）を保持する、請求項１から３のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記支持構造（３０）は、前記基壁（３２，３４）と平行に延在する断面において正方形断面を有するように互いに垂直に固定された４つの平坦な側壁（３６，３８，４０，４２）を有しており、
前記可動アーム（６０）が展開位置にある場合に、前記正方形断面の対向する２つのコーナーを結ぶ対角線（Ｄ）が、前記リフレクタ（５８）の前記放射方向（Ｄ_Ｅ）に沿って延在している、請求項１から４のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
基壁（３２，３４）によって保持された少なくとも１つのメインラジエータ（４４，４６）と、
流体によって熱を輸送するための少なくとも１つのＬ字形のデバイス（７０，７１，７２，７３，７４，７５）を有する熱輸送デバイス（６８）と、をさらに備えており、
熱を輸送するための前記デバイス（７０，７１，７２，７３，７４，７５）は、
前記メインラジエータ（４４，４６）を保持する前記基壁（３２，３４）と直接的に熱接触する第１直線部（７７）と、
単一の屈曲部（７８）と、
（ｉ）前記少なくとも１つの放射素子（６２）、および、（ｉｉ）前記少なくとも１つの放射素子を保持する前記平坦な側壁（４０，４２）と、直接的に熱接触する第２直線部（８０）と、を有している、請求項１から５のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記少なくとも１つの放射素子を保持する前記平坦な側壁（４０，４２）は、少なくとも１つの側方カットアウト（８２，８３）を有しており、
熱を輸送するための前記デバイスの前記屈曲部（７８）は、前記側方カットアウト（８２，８３）と係合しており、
前記第２直線部（８０）は、前記少なくとも１つの放射素子（６２）を保持する前記平坦な側壁（４０，４２）の外面（７６）の上に延在している、請求項６に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記少なくとも１つの放射素子（６２）に送信される電気信号の増幅に適した少なくとも１つの電子増幅コンポーネント（６３）と、
前記少なくとも１つの放射素子（６２）および前記少なくとも１つの電子増幅コンポーネント（６３）を含むハウジング（５６）と、を備えている、請求項１から７のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
基壁（３２，３４）によって保持された少なくとも１つのメインラジエータ（４４，４６）と、
少なくとも１つのオグジュアリラジエータ（１００）と、を備えており、
前記少なくとも１つのオグジュアリラジエータ（１００）は、（ｉ）前記オグジュアリラジエータが前記メインラジエータ（４４，４６）と平行にかつ隣接して配置されている収納位置と、（ｉｉ）前記オグジュアリラジエータ（１００）が実質的に前記メインラジエータ（４４，４６）の延長部として延在している展開位置と、の間において回動するように取り付けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記少なくとも１つのオグジュアリラジエータ（１００）の概略的な形状は、三角形である、請求項９に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記三角形の複数の頂点の内の１つは、（ｉ）先端が切り落とされた形状を有しており、かつ、（ｉｉ）前記メインラジエータ（４４，４６）に対して回動するように取り付けられたエッジ（１０２）を画定する、請求項１０に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
基壁（３２，３４）によって保持された少なくとも１つのメインラジエータ（４４，４６）を備えており、
前記少なくとも１つのメインラジエータ（４４，４６）は、少なくとも３つのコーナー（８４，８４’）を有しており、
前記メインラジエータの少なくとも１つのコーナー（８４）は、前記放射方向（Ｄ_Ｅ）と平行な断面に沿って先端が切り落とされた形状である、請求項１から５のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記支持構造（２８）は、
前記基壁（３２，３４）と直交する方向に延在しており、かつ、平行四辺形の頂点に配置されている４つのポスト（８５）と、
前記４つのポスト（８５）を同じ中心（８８）に堅固に接続する補強構造（８６）と、を備えている、請求項１から１２のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
前記支持構造（３０）は、メインラジエータ（４４，４６）を保持する前記基壁（３２，３４）の面と平行な断面において多角形断面を有しており、
前記多角形断面は、三角形断面（１１２）、矩形断面（１０８）、正方形断面（２８）、台形断面（１１６）、五角形断面（１１０）、六角形断面（１１４）、または任意の多角形（１１８）を形成する断面である、請求項１から５のいずれか１項に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）。
フェアリング（９２）と、
前記フェアリング（９２）の下に配置された、請求項１から５のいずれか１項に記載の少なくとも１つのスペースクラフト（２８）と、を備えたランチャ（９１）であって、
前記スペースクラフトは、（ｉ）基壁（３２，３４）によって保持されており、かつ、（ｉｉ）発射方向（Ａ_Ｌ）と直交するように配置されている、少なくとも１つのメインラジエータ（４４，４６）を備えている、ランチャ（９１）。
請求項１３に記載のスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）の複数のスタックであって、
重ねて配置された少なくとも２つのスペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）を含んでおり、
第１スペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）の各ポスト（８５）は、第２スペースクラフト（２８，９８，１０８〜１２２）のポスト（８５）によって保持されており、
各スペースクラフトの前記ポスト（８５）は、同一方向に延在している、スタック。