JPH11157497A - 宇宙機、及びその宇宙機を用いた軌道上サービスシステム - Google Patents
宇宙機、及びその宇宙機を用いた軌道上サービスシステムInfo
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- JPH11157497A JPH11157497A JP9327579A JP32757997A JPH11157497A JP H11157497 A JPH11157497 A JP H11157497A JP 9327579 A JP9327579 A JP 9327579A JP 32757997 A JP32757997 A JP 32757997A JP H11157497 A JPH11157497 A JP H11157497A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、軌道上の対象物への接近，捕
獲時に衝突する危険性を回避し、かつ、スラスタ噴射等
の影響を対象物に与えない宇宙機を提供することにあ
る。 【解決手段】軌道上サービス宇宙機１は構体１１に対象
物追従・捕獲用アーム２と細密作業用マニピュレータ
３、それに軌道上交換ユニット４から成る。対象物追従
・捕獲用アーム２は伸縮アーム部２１の先に第１関節２
２，第２関節２３，第３関節２４の３自由度の関節を有
しており、アームの先端部にはエンドエフェクタ２５
と、ＴＶカメラ２６が設けられている。また、細密作業
用マニピュレータ３は第１関節３１，第２関節３２，第
３関節３３，第４関節３４，第５関節３５，第６関節３
６の６つの関節を有し、その先端にエンドエフェクタ３
７とＴＶカメラ３８が設けられている。
獲時に衝突する危険性を回避し、かつ、スラスタ噴射等
の影響を対象物に与えない宇宙機を提供することにあ
る。 【解決手段】軌道上サービス宇宙機１は構体１１に対象
物追従・捕獲用アーム２と細密作業用マニピュレータ
３、それに軌道上交換ユニット４から成る。対象物追従
・捕獲用アーム２は伸縮アーム部２１の先に第１関節２
２，第２関節２３，第３関節２４の３自由度の関節を有
しており、アームの先端部にはエンドエフェクタ２５
と、ＴＶカメラ２６が設けられている。また、細密作業
用マニピュレータ３は第１関節３１，第２関節３２，第
３関節３３，第４関節３４，第５関節３５，第６関節３
６の６つの関節を有し、その先端にエンドエフェクタ３
７とＴＶカメラ３８が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、宇宙空間の対象物
に対して補修・回収等の軌道上サービスを行う宇宙機
と、その宇宙機の軌道上での拠点を含めた軌道上サービ
スシステムに関する。
に対して補修・回収等の軌道上サービスを行う宇宙機
と、その宇宙機の軌道上での拠点を含めた軌道上サービ
スシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】宇宙空間で保全作業を行う宇宙機として
は、１本あるいは複数の作業用マニピュレータを有する
人工衛星や宇宙機が提案されている。例えば、ＮＡＳＤ
Ａ−ＴＭＲ−９６００３０「宇宙開発事業団技術報告衛
星搭載ロボットアームと衛星姿勢の協調制御の研究」
（１９９７年２月、宇宙開発事業団発行）には、公知例
として技術試験衛星VII型（ＥＴＳ−VII）や、Rangerが
挙げられている。
は、１本あるいは複数の作業用マニピュレータを有する
人工衛星や宇宙機が提案されている。例えば、ＮＡＳＤ
Ａ−ＴＭＲ−９６００３０「宇宙開発事業団技術報告衛
星搭載ロボットアームと衛星姿勢の協調制御の研究」
（１９９７年２月、宇宙開発事業団発行）には、公知例
として技術試験衛星VII型（ＥＴＳ−VII）や、Rangerが
挙げられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】宇宙空間のデブリ削減
のため、故障やロケット打上げによって軌道上に浮遊し
ている衛星，ロケットブースタ等の修復・回収・軌道外
放出をするのに、前記の複数腕アームを搭載した宇宙機
が提案されているが、作業時の距離について対象物の追
跡時、捕獲時の衝突に対する安全性や接近によるスラス
タジェットの影響が考慮されていなかった。
のため、故障やロケット打上げによって軌道上に浮遊し
ている衛星，ロケットブースタ等の修復・回収・軌道外
放出をするのに、前記の複数腕アームを搭載した宇宙機
が提案されているが、作業時の距離について対象物の追
跡時、捕獲時の衝突に対する安全性や接近によるスラス
タジェットの影響が考慮されていなかった。
【０００４】また、あるミッションのために打ち上げた
軌道上サービス機が特定の対象物に対して、例えば補修
を施してその対象物の再運用が可能となったとしても、
サービス機の燃料が切れて運用期間が終了した後、結局
はデブリとなってしまうという問題があった。
軌道上サービス機が特定の対象物に対して、例えば補修
を施してその対象物の再運用が可能となったとしても、
サービス機の燃料が切れて運用期間が終了した後、結局
はデブリとなってしまうという問題があった。
【０００５】またさらに、マニピュレータ先端に設けて
あるエンドエフェクタ１種類のみでは、種々の対象物に
対する様々なサービスを行うためには限界があった。
あるエンドエフェクタ１種類のみでは、種々の対象物に
対する様々なサービスを行うためには限界があった。
【０００６】本発明は、現在開発されている軌道上サー
ビス宇宙機の上記のような問題点を解決するためのもの
で、その目的は、軌道上の対象物への接近、捕獲時に衝
突する危険性を回避し、かつ、スラスタ噴射等の影響を
対象物に与えない宇宙機を提供することにある。
ビス宇宙機の上記のような問題点を解決するためのもの
で、その目的は、軌道上の対象物への接近、捕獲時に衝
突する危険性を回避し、かつ、スラスタ噴射等の影響を
対象物に与えない宇宙機を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、軌道上でサービス作
業を実施する宇宙機自身が推薬や電力の補給を受けるた
め、母船を拠点とした軌道上サービス作業のインフラス
トラクチャを構成することにある。
業を実施する宇宙機自身が推薬や電力の補給を受けるた
め、母船を拠点とした軌道上サービス作業のインフラス
トラクチャを構成することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、伸展式で長さが１０〜２０ｍ程度ある長
腕アームを宇宙機に設ける。本発明の宇宙機がサービス
対象物に接近する時、この宇宙機は伸展式長腕アームを
伸ばし、その先端にＴＶカメラにより撮影された画像を
処理または地上設備に送信して対象物の外観検査を行
う。また、この画像を処理しながら長腕アームの先端の
関節と宇宙機本体の姿勢制御系を協調的に制御して長腕
アームの先端を対象物のある特定の部分に追従させるこ
とにより、対象物の捕獲を行う。このように１０ｍ以上
ある長腕アームを使用することで、ＴＶカメラによる検
査時、アームによる捕獲時にも宇宙機本体と対象物が衝
突することを回避することができる。
に本発明では、伸展式で長さが１０〜２０ｍ程度ある長
腕アームを宇宙機に設ける。本発明の宇宙機がサービス
対象物に接近する時、この宇宙機は伸展式長腕アームを
伸ばし、その先端にＴＶカメラにより撮影された画像を
処理または地上設備に送信して対象物の外観検査を行
う。また、この画像を処理しながら長腕アームの先端の
関節と宇宙機本体の姿勢制御系を協調的に制御して長腕
アームの先端を対象物のある特定の部分に追従させるこ
とにより、対象物の捕獲を行う。このように１０ｍ以上
ある長腕アームを使用することで、ＴＶカメラによる検
査時、アームによる捕獲時にも宇宙機本体と対象物が衝
突することを回避することができる。
【０００９】また、上記のように対象物を追跡・捕獲す
る場合、宇宙機の位置・姿勢を制御するために噴射する
スラスタが向きによっては捕獲対象物の位置・姿勢に影
響を与えてしまう可能性もあるが、本発明のように本体
間の距離が離れていることで避けることができる。
る場合、宇宙機の位置・姿勢を制御するために噴射する
スラスタが向きによっては捕獲対象物の位置・姿勢に影
響を与えてしまう可能性もあるが、本発明のように本体
間の距離が離れていることで避けることができる。
【００１０】また、上記目的を達成するために本発明で
は、サービス宇宙機を宇宙ステーション，軌道上プラッ
トフォーム等の母船を拠点とした補給可能なシステムと
する。
は、サービス宇宙機を宇宙ステーション，軌道上プラッ
トフォーム等の母船を拠点とした補給可能なシステムと
する。
【００１１】サービス機は種々の軌道を周回する故障，
衝突のために運用不能となった人工衛星やロケットブー
スタ等のデブリへのサービスのため、推薬，電力の補給
が不可欠であり、上記構成はこれを可能とするものであ
る。母船への補給はスペースシャトル等の宇宙往還機で
実施することで、デブリの発生を防ぐことができる。従
来の技術ではサービス機は地上から打ち上げた後は軌道
上での補給はしないため、多数の衛星のサービスは不可
能である。しかし本発明のように母船を拠点とすること
で、故障した衛星を母船近傍まで曳航し、必要な補給，
修理を母船を拠点として実施可能となる。
衝突のために運用不能となった人工衛星やロケットブー
スタ等のデブリへのサービスのため、推薬，電力の補給
が不可欠であり、上記構成はこれを可能とするものであ
る。母船への補給はスペースシャトル等の宇宙往還機で
実施することで、デブリの発生を防ぐことができる。従
来の技術ではサービス機は地上から打ち上げた後は軌道
上での補給はしないため、多数の衛星のサービスは不可
能である。しかし本発明のように母船を拠点とすること
で、故障した衛星を母船近傍まで曳航し、必要な補給，
修理を母船を拠点として実施可能となる。
【００１２】また、上記目的を達成するために本発明で
は、宇宙機本体、あるいは母船に交換用のエンドエフェ
クタを準備し、サービス内容によってエンドエフェクタ
を種々のものに交換できるようにする。エンドエフェク
タとしては、切断用，ＯＲＵ交換用，開把持用，閉把持
用等のものを、軌道上、あるいは母船上で交換できるよ
うにすることで、宇宙機のサービス範囲を飛躍的に拡大
することが可能である。また、母船上の標準マニピュレ
ータ（国際宇宙ステーションの日本実験モジュールで言
えば子アーム）とのインタフェースを共通化すること
で、さらにエンドエプクタの利活用を図ることができ、
母船を拠点としたサービス作業のインフラストラクチャ
を構成することができる。
は、宇宙機本体、あるいは母船に交換用のエンドエフェ
クタを準備し、サービス内容によってエンドエフェクタ
を種々のものに交換できるようにする。エンドエフェク
タとしては、切断用，ＯＲＵ交換用，開把持用，閉把持
用等のものを、軌道上、あるいは母船上で交換できるよ
うにすることで、宇宙機のサービス範囲を飛躍的に拡大
することが可能である。また、母船上の標準マニピュレ
ータ（国際宇宙ステーションの日本実験モジュールで言
えば子アーム）とのインタフェースを共通化すること
で、さらにエンドエプクタの利活用を図ることができ、
母船を拠点としたサービス作業のインフラストラクチャ
を構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明による宇宙機の一実
施例を示す模式図である。
施例を示す模式図である。
【００１４】軌道上サービス宇宙機１は構体１１に対象
物追従・捕獲用アーム２と細密作業用マニピュレータ
３、それに軌道上交換ユニット４から成る。対象物追従
・捕獲用アーム２は伸縮アーム部２１の先に第１関節２
２，第２関節２３，第３関節２４の３自由度の関節を有
しており、アームの先端部にはエンドエフェクタ２５
と、ＴＶカメラ２６が設けられている。また、細密作業
用マニピュレータ３は第１関節３１，第２関節３２，第
３関節３３，第４関節３４，第５関節３５，第６関節３
６の６つの関節を有し、その先端にエンドエフェクタ３
７とＴＶカメラ３８が設けられている。
物追従・捕獲用アーム２と細密作業用マニピュレータ
３、それに軌道上交換ユニット４から成る。対象物追従
・捕獲用アーム２は伸縮アーム部２１の先に第１関節２
２，第２関節２３，第３関節２４の３自由度の関節を有
しており、アームの先端部にはエンドエフェクタ２５
と、ＴＶカメラ２６が設けられている。また、細密作業
用マニピュレータ３は第１関節３１，第２関節３２，第
３関節３３，第４関節３４，第５関節３５，第６関節３
６の６つの関節を有し、その先端にエンドエフェクタ３
７とＴＶカメラ３８が設けられている。
【００１５】対象物追従・捕獲用アーム２の伸縮アーム
部２１は、伸展マスト式で伸展時に１０ｍから２０ｍ程
度まで伸び、収縮時に数十cmまで折り畳める構造となっ
ている。伸縮アーム部２１を収縮させた状態を図１
（ａ）に、伸展させた状態を図１（ｂ）に示す。
部２１は、伸展マスト式で伸展時に１０ｍから２０ｍ程
度まで伸び、収縮時に数十cmまで折り畳める構造となっ
ている。伸縮アーム部２１を収縮させた状態を図１
（ａ）に、伸展させた状態を図１（ｂ）に示す。
【００１６】故障して宇宙空間に浮遊している人工衛星
を軌道上サービス宇宙機にて監視，視覚検査，追従，捕
獲、そして保全をする方法について以下に図を用いて示
す。サービス対象の人工衛星５に対して、宇宙機１は対
象物追従・捕獲用アーム２を収縮した状態（図１（ｂ）
の状態）で接近し、２０ｍから３０ｍくらいの距離に位
置決めする。その位置で宇宙機１はＴＶカメラ２６また
は３８を用いて衛星５を監視し、故障箇所や故障状態、
あるいは把持位置等を確認する。この視覚情報による確
認は、宇宙機１からの送信信号を受信した地上局のオペ
レータが行ってもよい。この実施例では、衛星５の太陽
電池パドル５２ｂが曲がっていることが判断され、衛星
５の把持位置としては衛星アダプタリング５５が適当な
ことが確認されたとして説明する。
を軌道上サービス宇宙機にて監視，視覚検査，追従，捕
獲、そして保全をする方法について以下に図を用いて示
す。サービス対象の人工衛星５に対して、宇宙機１は対
象物追従・捕獲用アーム２を収縮した状態（図１（ｂ）
の状態）で接近し、２０ｍから３０ｍくらいの距離に位
置決めする。その位置で宇宙機１はＴＶカメラ２６また
は３８を用いて衛星５を監視し、故障箇所や故障状態、
あるいは把持位置等を確認する。この視覚情報による確
認は、宇宙機１からの送信信号を受信した地上局のオペ
レータが行ってもよい。この実施例では、衛星５の太陽
電池パドル５２ｂが曲がっていることが判断され、衛星
５の把持位置としては衛星アダプタリング５５が適当な
ことが確認されたとして説明する。
【００１７】まず、宇宙機１は衛星５に対して把持位置
である衛星アダプタリング５５の方向に位置・姿勢制御
を行い、対象物追従・捕獲用アーム２の伸縮アーム部２
１を伸展させて衛星５にアーム先端を接近させる。この
状態で、宇宙機１は対象物追従・捕獲用アーム２の関節
２２，２３，２４を動作させて、先端にあるＴＶカメラ
２６を衛星５の観察したい箇所に向けることにより、さ
らに近距離で衛星５の状態を調べることができる。
である衛星アダプタリング５５の方向に位置・姿勢制御
を行い、対象物追従・捕獲用アーム２の伸縮アーム部２
１を伸展させて衛星５にアーム先端を接近させる。この
状態で、宇宙機１は対象物追従・捕獲用アーム２の関節
２２，２３，２４を動作させて、先端にあるＴＶカメラ
２６を衛星５の観察したい箇所に向けることにより、さ
らに近距離で衛星５の状態を調べることができる。
【００１８】次に、対象物追従・捕獲用アーム２にて衛
星５を把持，捕獲する。衛星５の把持位置を衛星アダプ
タリング５５としたのは、ほとんどの人工衛星にはロケ
ットで打ち上げる際にロケット側と結合していて軌道投
入時にロケットと分離するために、ほぼ同形状のアダプ
タリングを有しており、ここが強度の面でも、周りに障
害物がないということでもサービス宇宙機が把持する位
置として適しているからである。宇宙機１はＴＶカメラ
２６の画像情報を処理して、宇宙機１の位置・姿勢制御
と関節２２，２３，２４の制御を協調させることによ
り、把持目的である衛星アダプタリング５５の緑部分に
対象物追従・捕獲用アーム２の先端のエンドエフェクタ
２５を追従させる。そしてエンドエフェクタ２５を徐々
に接近させ、衛星アダプタリング５５を把持することで
衛星５を捕得する。
星５を把持，捕獲する。衛星５の把持位置を衛星アダプ
タリング５５としたのは、ほとんどの人工衛星にはロケ
ットで打ち上げる際にロケット側と結合していて軌道投
入時にロケットと分離するために、ほぼ同形状のアダプ
タリングを有しており、ここが強度の面でも、周りに障
害物がないということでもサービス宇宙機が把持する位
置として適しているからである。宇宙機１はＴＶカメラ
２６の画像情報を処理して、宇宙機１の位置・姿勢制御
と関節２２，２３，２４の制御を協調させることによ
り、把持目的である衛星アダプタリング５５の緑部分に
対象物追従・捕獲用アーム２の先端のエンドエフェクタ
２５を追従させる。そしてエンドエフェクタ２５を徐々
に接近させ、衛星アダプタリング５５を把持することで
衛星５を捕得する。
【００１９】衛星５の捕獲が完了したら、細密作業用マ
ニピュレータ３の先端のＴＶカメラ３８にて監視しなが
ら、対象物追従・捕獲用アーム２の関節２２，２３，２
４を動作させて衛星５を保全しやすい方向に向け、伸縮
アーム部２１を収縮させて衛星５を細密作業用マニピュ
レータの作業エンベロープ内に引き寄せる。そして、衛
星５を固定しながら細密作業用マニピュレータ３を用い
て故障部分（この実施例の場合では太陽電池パドル５２
ａの根元部分）を保全することができる。保全時の宇宙
機１と衛星５の状態を図３に示す。
ニピュレータ３の先端のＴＶカメラ３８にて監視しなが
ら、対象物追従・捕獲用アーム２の関節２２，２３，２
４を動作させて衛星５を保全しやすい方向に向け、伸縮
アーム部２１を収縮させて衛星５を細密作業用マニピュ
レータの作業エンベロープ内に引き寄せる。そして、衛
星５を固定しながら細密作業用マニピュレータ３を用い
て故障部分（この実施例の場合では太陽電池パドル５２
ａの根元部分）を保全することができる。保全時の宇宙
機１と衛星５の状態を図３に示す。
【００２０】本発明において従来技術より優位な点は、
対象物追従・捕獲用アーム２に１０ｍから２０ｍという
長さの伸展マスト式の伸縮アーム部２１を設けた点であ
る。このようにアームを長くすることで宇宙機１本体と
サービス対象衛星５の距離が確保できるため、接近、捕
獲時の衝突危険性を大幅に低減できるとともに、宇宙機
１が姿勢制御に使用するスラスタ噴射の衛星５に与える
影響をなくすことができる。また、この長いアームを通
常の多関節マニピュレータで実現しようとすると重量が
非常に大きくなるが、伸展マスト式とすることで軽量
化，収縮時の小型化が可能となる。このことを考慮すれ
ば、伸展アーム部２１は伸展マスト式ではなくトラス展
開式等でも十分に目的を達成できる。
対象物追従・捕獲用アーム２に１０ｍから２０ｍという
長さの伸展マスト式の伸縮アーム部２１を設けた点であ
る。このようにアームを長くすることで宇宙機１本体と
サービス対象衛星５の距離が確保できるため、接近、捕
獲時の衝突危険性を大幅に低減できるとともに、宇宙機
１が姿勢制御に使用するスラスタ噴射の衛星５に与える
影響をなくすことができる。また、この長いアームを通
常の多関節マニピュレータで実現しようとすると重量が
非常に大きくなるが、伸展マスト式とすることで軽量
化，収縮時の小型化が可能となる。このことを考慮すれ
ば、伸展アーム部２１は伸展マスト式ではなくトラス展
開式等でも十分に目的を達成できる。
【００２１】以上により宇宙機１のサービス対象衛星５
への保全アプローチについて図を用いて説明した。しか
し、軌道上サービス宇宙機１は特定のサービス対象物を
保全するだけではコストに見合った運用ができず、更に
サービス終了後に自身が宇宙空間のデブリ化してしまう
問題がある。それを解決するための、母船を拠点として
宇宙機１を利用する軌道上サービス作業のインフラスト
ラクチャ構成を次に示す。
への保全アプローチについて図を用いて説明した。しか
し、軌道上サービス宇宙機１は特定のサービス対象物を
保全するだけではコストに見合った運用ができず、更に
サービス終了後に自身が宇宙空間のデブリ化してしまう
問題がある。それを解決するための、母船を拠点として
宇宙機１を利用する軌道上サービス作業のインフラスト
ラクチャ構成を次に示す。
【００２２】図４（ａ）は宇宙ステーション６と宇宙機
１の図であり、宇宙ステーション６は曝露構体６１と与
圧室６５の実験・居住部と、太陽電池パドル６４等から
成る。宇宙機１は通常は宇宙ステーション６に保管され
ており、軌道上サービス作業を行うときのみ図４（ａ),
（ｂ),（ｃ）のように宇宙ステーション６から離れ、サ
ービス対象物５に接近した上で前記説明したような方法
で保全を行う。
１の図であり、宇宙ステーション６は曝露構体６１と与
圧室６５の実験・居住部と、太陽電池パドル６４等から
成る。宇宙機１は通常は宇宙ステーション６に保管され
ており、軌道上サービス作業を行うときのみ図４（ａ),
（ｂ),（ｃ）のように宇宙ステーション６から離れ、サ
ービス対象物５に接近した上で前記説明したような方法
で保全を行う。
【００２３】サービス作業を終了した宇宙機１は、母船
である宇宙ステーション６に再度帰還して図５のように
エンドエフェクタ２５で宇宙ステーション６の曝露構体
６１に設けられている宇宙機係留点６２を把持して係留
される。宇宙機１の推薬，電源等は宇宙機構体１１に軌
道上交換ユニット４１として細密作業用マニピュレータ
３で取り付け，取り外しできるようになっており、図５
（ａ),（ｂ）のように細密作業用マニピュレータ３を用
いて宇宙ステーション６に保管してある未使用分のユニ
ット４２と交換することで宇宙機１自身の推薬，電力が
捕給でき、長期的、繰り返し運用が可能となる。ここ
で、宇宙機１を宇宙ステーション６に保管する方法は、
前記の係留方法でも良いし、他の専用結合装置を宇宙機
１と宇宙ステーション６に準備しても良い。
である宇宙ステーション６に再度帰還して図５のように
エンドエフェクタ２５で宇宙ステーション６の曝露構体
６１に設けられている宇宙機係留点６２を把持して係留
される。宇宙機１の推薬，電源等は宇宙機構体１１に軌
道上交換ユニット４１として細密作業用マニピュレータ
３で取り付け，取り外しできるようになっており、図５
（ａ),（ｂ）のように細密作業用マニピュレータ３を用
いて宇宙ステーション６に保管してある未使用分のユニ
ット４２と交換することで宇宙機１自身の推薬，電力が
捕給でき、長期的、繰り返し運用が可能となる。ここ
で、宇宙機１を宇宙ステーション６に保管する方法は、
前記の係留方法でも良いし、他の専用結合装置を宇宙機
１と宇宙ステーション６に準備しても良い。
【００２４】また、図６のようにして細密作業用マニピ
ュレータ３のエンドエフェクタ37aを宇宙ステーション
６に設けてある交換用エンドエフェクタ保管場所６３に
保管してあるエンドエフェクタ３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ
と交換することで、宇宙機１のサービス対象，内容を拡
大することができる。
ュレータ３のエンドエフェクタ37aを宇宙ステーション
６に設けてある交換用エンドエフェクタ保管場所６３に
保管してあるエンドエフェクタ３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ
と交換することで、宇宙機１のサービス対象，内容を拡
大することができる。
【００２５】以上、本発明を一実施例を用いて説明して
きたが、本発明において、対象物追従・捕獲用アーム２
と細密作業用マニピュレータ３はそれぞれ１本ずつでな
く複数で構成されていても良い。また、細密作業用マニ
ピュレータ３の自由度は６でなくても、必要なサービス
が可能な自由度を有していれば良く、同様に対象物追従
・捕獲用アーム２の関節は３つでなくそれ以上でも良
い。
きたが、本発明において、対象物追従・捕獲用アーム２
と細密作業用マニピュレータ３はそれぞれ１本ずつでな
く複数で構成されていても良い。また、細密作業用マニ
ピュレータ３の自由度は６でなくても、必要なサービス
が可能な自由度を有していれば良く、同様に対象物追従
・捕獲用アーム２の関節は３つでなくそれ以上でも良
い。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、宇宙空間のサービス対
象に対して接近，捕獲時の衝突危険性、及びスラスタ噴
射の影響を低減できる軌道上サービス宇宙機を提供でき
る。
象に対して接近，捕獲時の衝突危険性、及びスラスタ噴
射の影響を低減できる軌道上サービス宇宙機を提供でき
る。
【００２７】さらに本発明によれば、長期間、複数回使
用可能な軌道上サービスのインフラストラクチャを提供
できる。
用可能な軌道上サービスのインフラストラクチャを提供
できる。
【図１】本発明による宇宙機の構成を示し、（ａ）が伸
展式長腕アームの収縮状態、（ｂ）が（ａ）の伸展式長
腕アームの伸展状態を示す図である。
展式長腕アームの収縮状態、（ｂ）が（ａ）の伸展式長
腕アームの伸展状態を示す図である。
【図２】本発明による宇宙機（伸展式長腕アームの伸展
状態）と、サービス対象の人工衛星を示す図である。
状態）と、サービス対象の人工衛星を示す図である。
【図３】本発明による宇宙機が長腕アームでサービス対
象衛星を捕獲し、長腕アームを収縮した状態を示す図で
ある。
象衛星を捕獲し、長腕アームを収縮した状態を示す図で
ある。
【図４】本発明による宇宙機が母船である宇宙ステーシ
ョンから離れて、サービス対象衛星にアプローチすると
きの模式図である。
ョンから離れて、サービス対象衛星にアプローチすると
きの模式図である。
【図５】本発明による宇宙機が、母線に係留して補給し
ている図である。
ている図である。
【図６】本発明による宇宙機に設けられた作業用マニピ
ュレータと、その交換用のエンドエフェクタを示す図で
ある。
ュレータと、その交換用のエンドエフェクタを示す図で
ある。
１…軌道上サービス宇宙機、２…対象物追従・捕獲用ア
ーム、３…細密作業用マニピュレータ、４…軌道上交換
ユニット、５…人工衛星（サービス対象物）、６…宇宙
ステーション、１１…宇宙機構体、２１…伸縮アーム
部、２２，３１…第１関節、２３，３２…第２関節、２
４，３３…第３関節、２５，３７，３７ａ，３７ｂ，３
７ｃ，３７ｄ…エンドエフェクタ、２６，３８…ＴＶカ
メラ、３４…第４関節、３５…第５関節、３６…第６関
節、４１…軌道上交換ユニット（使用済）、４２…軌道
上交換ユニット(交換用)、５１…衛星構体、５２ａ，５
２ｂ…太陽電池パドル、５３…衛星機器、５４…アンテ
ナ、５５…衛星アダプタリング、６１…曝露構体、６２
…宇宙機係留点、６３…交換用エンドフェクタ保管場
所、６４…宇宙ステーション太陽電池パドル、６６…与
圧室。
ーム、３…細密作業用マニピュレータ、４…軌道上交換
ユニット、５…人工衛星（サービス対象物）、６…宇宙
ステーション、１１…宇宙機構体、２１…伸縮アーム
部、２２，３１…第１関節、２３，３２…第２関節、２
４，３３…第３関節、２５，３７，３７ａ，３７ｂ，３
７ｃ，３７ｄ…エンドエフェクタ、２６，３８…ＴＶカ
メラ、３４…第４関節、３５…第５関節、３６…第６関
節、４１…軌道上交換ユニット（使用済）、４２…軌道
上交換ユニット(交換用)、５１…衛星構体、５２ａ，５
２ｂ…太陽電池パドル、５３…衛星機器、５４…アンテ
ナ、５５…衛星アダプタリング、６１…曝露構体、６２
…宇宙機係留点、６３…交換用エンドフェクタ保管場
所、６４…宇宙ステーション太陽電池パドル、６６…与
圧室。
Claims (7)
- 【請求項１】宇宙空間を飛翔する宇宙機において、 少なくとも１本以上の先端に把持機構を有する伸展式長
腕アームと少なくとも１本以上の細密作業用マニピュレ
ータを有する宇宙機。 - 【請求項２】請求項１に記載の宇宙機において、 前記伸展式長腕アームの先端側に少なくとも３自由度以
上の関節を有する宇宙機。 - 【請求項３】請求項１に記載の宇宙機において、 前記伸展式長腕アームの先端にテレビカメラを有する宇
宙機。 - 【請求項４】請求項３に記載の宇宙機において、 前記伸展式長腕アーム先端のテレビカメラの画像情報に
基づき、自動的に該伸展式長腕アームの関節と宇宙機本
体の位置及び姿勢を制御することにより、前記伸展式長
腕アーム先端を対象物に追従させる構成となっている宇
宙機システム。 - 【請求項５】請求項１に記載の宇宙機において、 作業用マニピュレータ先端のエンドエフェクタが用途別
のものに交換可能な構成となっていると共に、交換用の
エンドエフェクタが宇宙機本体に搭載されている宇宙
機。 - 【請求項６】請求項５に記載の宇宙機において、 交換用のエンドエフェクタが別の宇宙機から供給される
宇宙機。 - 【請求項７】請求項１に記載の宇宙機が、軌道上の宇宙
ステーションやプラットフォーム等の母船を拠点として
運用されるシステムで、該母船に結合、あるいは収容さ
れた状態において、 宇宙機への燃料の補給、 宇宙機のエンドエフェクタの交換、 宇宙機の保管、 又は宇宙機が捕獲してきた対象物の該母線への回収が可
能な構成となっている軌道上サービスシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9327579A JPH11157497A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 宇宙機、及びその宇宙機を用いた軌道上サービスシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9327579A JPH11157497A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 宇宙機、及びその宇宙機を用いた軌道上サービスシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11157497A true JPH11157497A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18200642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9327579A Pending JPH11157497A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 宇宙機、及びその宇宙機を用いた軌道上サービスシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11157497A (ja) |
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