JPH0735840Y2 - テザー衛星用テザーガイド装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、母船衛星からテザー衛星を吊り下げるため
のテザーを案内するガイド装置に関するものである。

［従来技術］ 従来のこの種のものとしては、17th Aeraspace Mechani
sms Sympostom 1983における講演 TETHERED SATELITE C
ONTROL MECHANSM（Gilbert M.Kyriasによる）の中で紹
介されており、具体的には第６図および第７図に示すよ
うなものがある。第６図および第７図中符号１は天体と
しての地球２を周回する母船衛星で、この母船衛星１に
は、テザー衛星３が装備されている。これら衛星は、例
えばフリーフライヤーと称し、宇宙の無重力や高真空を
利用して新素材の製造やバイオテクノロジーなどの実験
等を行うものである。

このテザー衛星３は、母船衛星１にテザー４を介して連
結され、図示省略のコントロール装置によりテザー４を
引出し・巻取ることにより、吊下げ・格納されるように
なっている。このテザー４は、格子状ブーム７の内側を
通して延長されると共に、この格子状ブーム７の先端部
7aに設けられた一対の円柱形状のローラ５に挟持されて
テザー衛星３に連結されている。このテザー４の引出・
巻取り時には、このローラ５が転動することにより、テ
ザー４を案内するようにしている。

このテザー衛星３は、従来の衛星が到達できなかった極
めて低い軌道高度まで下げることができ、このテザー衛
星３を利用して電気力学等の実験や大気観測等を行うこ
とができる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のもにあっては、母船衛
星１が例えば太陽に対して一定の姿勢を保つように姿勢
制御されている場合には、この母船衛星１が地球２の回
りを一周する間に、テザー衛星３が母船衛星１の回りを
一回転することになる（第７図参照）。このため、従来
は、ローラ５の軸方向が固定されているため、第８図中
二点鎖線に示すように、一対のローラ５の軸方向と、テ
ザー４の引張方向とが平行となる場合があり、かかる場
合には、テザー４が一対のローラ５から外れ、テザー４
の巻取り・引出しが不能になる虞があった。

［課題を解決するための手段］ この考案は、かかる従来の課題を解決すべく、天体の回
りを一定の姿勢を保って周回する母船衛星に、テザーを
引出し・巻取り自在とするコントロール装置が設けら
れ、該テザーを一対のローラの間に挟持して案内するこ
とにより、該テザーの先端部に取付けられたテザー衛星
を前記母船衛星から前記ローラの軸方向と直交する方向
に吊り下げるテザーガイド装置において、前記一対のロ
ーラを内部に回転自在に支持するローラ支持体を、前記
吊下げ方向と略直交する方向を中心に回転自在となるよ
うに配設すると共に、該ローラ支持体を回転させる駆動
手段を設け、該駆動手段を制御して、前記母船衛星が前
記天体を周回する角速度と同期して前記ローラ支持体を
回転させて前記ローラ軸を吊り下げ方向と常に略直交さ
せる制御装置を設けたテザー衛星用テザーガイド装置と
したことを特徴としている。

［作用］ かかる手段によれば、母船衛星が例えば地球の回りを周
回しており、太陽に対して一定の姿勢を保つように姿勢
制御されている場合、テザー衛星は、母船衛星が地球の
回りを一周する間に、母船衛星の回りを一周することに
なる。かかる場合、制御装置にて駆動手段が制御され、
母船衛星が地球の回りを回転する角速度と同じ角速度で
所定の方向にローラ支持体を駆動手段により回転させ
る。これで、このローラ支持体に支持されている一対の
ローラの軸方向がテザー引張方向と常に略直交すること
になり、従来のように、テザーがローラから外れたりす
る虞がなく、確実にテザーを案内することができる。

［実施例］ 以下、この考案を実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第５図は、この考案の一実施例を示す図で
ある。

まず構成を説明すると、図中符号11は母船衛星側テザー
装置12に設けられた格子状ブームで、このブーム11は地
球13半径方向と略直交する方向に伸縮自在に設定されて
おり、この格子状ブーム11の先端部11aからテザー14を
介してテザー衛星15が吊下げられるようになっている。

具体的には、この格子状ブーム11の先端部11aには、円
錐筒状の衛星保持体16が設けられ、テザー衛星15格納状
態ではその衛星保持体16に複数のラッチ17にてテザー衛
星15が保持されるようになっている。

そして、この衛星保持体16内には、テザーガイド装置18
が格子状ブーム11延設方向（第１図および第４図中矢印
Ａ方向）にスライド自在に支持されている。このテザー
ガイド装置18は、大略筒形状の枠体19内にスプリング20
が配設され、このスプリング20により突出方向に付勢さ
れている。また、この枠体19の先端部側の内部には、大
略円筒形状のローラ支持体21が格子状ブーム11延設方向
（地球13半径方向と直交する方向）を中心としてベアリ
ング28を介して回転自在に配設されている。このローラ
支持体21の内部には、円柱形状の一対のローラ22が、ロ
ーラ支持体21回転軸と直交する方向の軸を中心として回
転自在に配設され、この一対のローラ22の間にテザー14
が挿通されて案内されるようになっている。

このテザー14は母船衛星側テザー装置12側の設けられた
コントロール装置23により引出し・巻取り自在に設定さ
れ、このコントロール装置23から格子状ブーム11内を通
ってテザーガイド装置18の一対のローラ22の間に挿通さ
れて配設され、このテザー14の先端部にテザー衛星15が
連結されるようになっている。このテザー14の長さは、
1km程度から長いものでは約100kmという様々な長さが考
えられる。

また、そのローラ支持体21は、以下のような構成の駆動
手段により回転されるようになっている。つまり、ロー
ラ支持体21の外周面部には、外歯21aが形成され、この
外歯21aに駆動歯車24が第２図に示すように噛合され、
この駆動歯車24が枠体19にステーＳに介して取付けられ
たモータ25により回転されてローラ支持体21が回転され
るようになっている。そして、このモータ25は、第５図
に示すように、制御装置26により駆動制御されるように
なっている。

すなわち、この制御装置26は、母船衛星角速度信号やロ
ーラ支持体角速度信号が入力されることにより、母船衛
星側テザー装置12の地球13に対する回転角速度に従っ
て、同じ角速度でローラ支持体21を回転させるようにモ
ータ25を制御する。

次に、作用について説明する。

テザー衛星15を使用する場合には、ラッチ17を解除し
て、コントロール装置23からテザー14を引き出す。する
と、スプリング20の付勢力により、テザーガイド装置18
が第４図に示すように突出され、このテザーガイド装置
18からテザー衛星15が吊り下げられる。このテザー衛星
15は、地球13の引力により引き寄せられ、テザー14には
引力に対応した張力が発生する。

このテザー衛星15は、テザー14を介して従来の衛星では
到達できなかった低い軌道高度に位置させることがで
き、この位置で、気象観測や電気力学実験等を行うよう
にしている。

この際、母船衛星側テザー装置12は、地球13の回りを周
回するが、この間には、太陽に対して同じ姿勢を保つよ
うに、例えば三軸制御が行われる。その結果、テザー衛
星15は、母船衛星側テザー装置12が地球13の回りを一周
する間に、格子状ブーム11伸縮方向を中心に一回転す
る。

かかる場合、母船衛星側テザー装置12の地球13に対する
回転角速度の信号が制御装置26に入力され、この制御装
置26からの信号にて、モータ25が駆動され、駆動歯車24
およびこれが噛合する外歯21aが介してローラ支持体21
が、母船回転角速度と同じ角速度で回転される。この場
合には、ローラ支持体21の角速度信号も制御装置26に入
力されることにより、補正制御がなされる。

このようにすると母船衛星テザー装置12が地球13の周回
している場合でも、第２図のように、ローラ22軸線Ｂの
方向とテザー14引張軸線Ｃの方向とを常に略直交させる
ことができる。従って、テザー14が従来のようにローラ
22から外れるようなことがなく、この一対のローラ22に
より、テザー14を確実に案内することができ、テザー衛
星15の引上げ作業等を良好に行うことができる結果、テ
ザー14の張力調整等を的確に行うことができる。

なお、上記実施例では、天体として地球13を用いて説明
したが、これに限らず、他の天体でも良いことは勿論で
ある。また、上記実施例のローラ支持体21は大略円筒形
状を呈しているが、これに限らず、各種の形状が考えら
れ、又、これを回転する手段も上記実施例に限定される
ものではない。

［考案の効果］ 以上説明してきたように、この考案によれば、母船衛星
が姿勢制御され、天体に対して相対的に回転するような
場合でも、この回転に伴ってローラ支持体も同じ角速度
で回転されることから、テザーが一対のローラから外れ
るようなことがなく、テザーを確実に案内することがで
きる、という実用上有益な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの考案のテザー衛星用テザーガ
イド装置の一実施例を示す図で、第１図は同装置の要部
を示す断面図、第２図は第１図の右側面図、第３図およ
び第４図はテザー衛星や格子状ブーム等を示す図で、第
３図はテザー衛星格納状態を、又、第４図はテザー衛星
吊下げ状態を示す斜視図、第５図は同装置のブロック
図、第６図ないし第８図は従来例を示す図で、第６図は
母船衛星並びにテザー衛星を示す斜視図、第７図は両衛
星が地球の回りを周回している状態を示す概略図、第８
図は主にテザーとローラとの関係を示す斜視図である。 12……母船衛星側テザー装置、13……地球（天体） 14……テザー、15……テザー衛星 18……テザーガイド装置、21……ローラ支持体 22……ローラ 24……駆動歯車 25……モータ、駆動手段 26……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】天体の回りを一定の姿勢を保って周回する
   母船衛星に、テザーを引出し・巻取り自在とするコント
   ロール装置が設けられ、該テザーを一対のローラの間に
   挟持して案内することにより、該テザーの先端部に取付
   けられたテザー衛星を前記母船衛星から前記ローラの軸
   方向と直交する方向に吊り下げるテザーガイド装置にお
   いて、 前記一対のローラを内部に回転自在に支持するローラ支
   持体を、前記吊下げ方向と略直交する方向を中心に回転
   自在となるように配設すると共に、該ローラ支持体を回
   転させる駆動手段を設け、該駆動手段を制御して、前記
   母船衛星が前記天体を周回する角速度と同期して前記ロ
   ーラ支持体を回転させて前記ローラ軸を吊り下げ方向と
   常に略直交させる制御装置を設けたことを特徴とするテ
   ザー衛星用テザーガイド装置。