JPH11171100A - Passive temperature control device for artificial satellite-mounted equipment - Google Patents

Passive temperature control device for artificial satellite-mounted equipment

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Publication number
JPH11171100A
JPH11171100A JP9362875A JP36287597A JPH11171100A JP H11171100 A JPH11171100 A JP H11171100A JP 9362875 A JP9362875 A JP 9362875A JP 36287597 A JP36287597 A JP 36287597A JP H11171100 A JPH11171100 A JP H11171100A
Authority
JP
Japan
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satellite
temperature control
control device
hood
passive temperature
Prior art date
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Application number
JP9362875A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshitaka Hasui
敏孝 蓮井
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11171100A publication Critical patent/JPH11171100A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the temperature of an artificial satellite mounted- observation equipment without fitting an active temperature control device such as an electric heater. SOLUTION: A temperature control device 12 provided with a cylindrical thermal control hood formed of a film with an appropriate surface characteristic is used to surround an artificial satellite mounted-observation equipment 14 exposed to space. Direct sunlight under sunshine is therefore shielded while obtaining moderate heating by infrared rays. The cylindrical thermal control hood surrounding the satellite-mounted equipment 14 reduces radiative cooling caused by the radiation of infrared rays to space in the shade. The temperature control device 12 is provided with a shape memory alloy frame folded in an artificial satellite launching stage and spread in cylindrical shape by solar heat after putting the satellite into an orbit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星搭載機器
のうち観測機器のように宇宙空間に露出して人工衛星に
搭載される機器の温度制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature controller for a device mounted on an artificial satellite that is exposed to outer space such as an observation device and is mounted on the artificial satellite.

【0002】[0002]

【従来の技術】人工衛星の外面に搭載され宇宙空間に直
接露出される機器は、宇宙の過酷な熱環境に曝され、太
陽の直射を受ける時には温度が上昇し、衛星が地球など
の日陰にある時には放射により冷却する。
2. Description of the Related Art Equipment mounted on the outer surface of a satellite and exposed directly to outer space is exposed to the harsh thermal environment of the universe. Sometimes cools by radiation.

【0003】従来、人工衛星搭載機器の温度制御方法と
しては、(1)取付面の接触面積を広くしながら多数の
ネジを用いて機器を人工衛星本体に取り付けることによ
り、機器と人工衛星本体とが強熱結合となるようにし、
機器の温度を比較的安定な人工衛星本体の温度に近づけ
るようにする方法、(2)機器を伝導断熱して人工衛星
本体に取り付けると共に、太陽光が機器を直射しても過
激な温度上昇を来さないようにするべく、赤外線放射率
と太陽光吸収率が夫々適切な値の熱制御材を機器の表面
に貼り付けることにより適度の放射冷却能力と太陽光吸
収力を持たせ、且つ、日陰にある時などの低温時には機
器の表面に貼り付けた電気ヒータに通電して加熱するこ
とによって温度低下を防ぐ方法、(3)これらの方法を
折衷した方法、がある。
Conventionally, as a method of controlling the temperature of a satellite-mounted device, (1) the device and the satellite main body are attached to the main body of the satellite using a large number of screws while widening the contact area of the mounting surface. To form a strong heat bond,
A method for keeping the temperature of the equipment close to the temperature of the satellite body, which is relatively stable. (2) The equipment is conductively insulated and attached to the satellite body, and an extreme temperature rise occurs even when sunlight directly hits the equipment. In order not to come, infrared radiation rate and sunlight absorption rate have appropriate radiation cooling capacity and sunlight absorption power by sticking heat control material of appropriate value to the surface of equipment, respectively, and When the temperature is low such as in the shade, there is a method of preventing the temperature from decreasing by energizing and heating the electric heater attached to the surface of the device, and (3) a method in which these methods are compromised.

【0004】一般に、(1)の方法は比較的許容温度範
囲の広い機器に適用され、(2)の方法は許容温度範囲
の狭い機器に適している。
Generally, the method (1) is applied to equipment having a relatively wide allowable temperature range, and the method (2) is suitable for equipment having a narrow allowable temperature range.

【0005】人工衛星搭載機器のうち、宇宙空間や地球
などの天体を観測する観測機器は、観測の目的を達成す
るために宇宙空間に露出して人工衛星に搭載されている
訳であるが、この種の機器は光学レンズやX線ミラーな
どからなる検知部を備えていることが多い。
[0005] Among the equipment mounted on satellites, those for observing astronomical objects such as space and the earth are exposed to space and mounted on satellites in order to achieve the purpose of observation. This type of equipment often includes a detection unit including an optical lens and an X-ray mirror.

【0006】これらの部分の許容温度範囲が比較的広い
場合は上記(1)の温度制御方法が採用できるが、狭い
場合は(2)の方法が必要となる。
When the allowable temperature range of these parts is relatively wide, the temperature control method (1) can be adopted, but when it is narrow, the method (2) is required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、レンズやミラ
ーには、観測手段である電磁波を透過させたり反射させ
たりする必要から、能動的温度制御のための電気ヒータ
を貼り付けることは出来ないので、許容温度範囲が狭い
ものは事実上温度制御不可能となり、観測精度の低下を
余儀なくされたり、取得したデータを地上で温度補正を
行うことで対処していた。
However, an electric heater for active temperature control cannot be attached to a lens or a mirror because it is necessary to transmit or reflect an electromagnetic wave as observation means. In the case where the allowable temperature range is narrow, the temperature control becomes practically impossible, so that the observation accuracy has to be reduced or the acquired data is corrected on the ground.

【0008】本発明の目的は、人工衛星搭載観測機器の
ように電気ヒータを取り付けることの出来ない人工衛星
搭載機器を有効に温度制御することの可能な温度制御装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a temperature control device capable of effectively controlling the temperature of an artificial satellite-mounted device, such as an artificial satellite-mounted observation device, to which an electric heater cannot be attached.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の人工衛星搭載機
器の温度制御装置は、適切な熱光学特性を有するフィル
ムからなる細長い筒状の熱制御フードを有する。宇宙空
間に露出した人工衛星搭載機器の側方をこの熱制御フー
ドで囲繞することにより、日照中には、太陽光が搭載機
器を直射するのを熱制御フードで遮蔽すると共に、熱制
御フードから放射する赤外線により搭載機器を適度に加
熱する。また、この熱制御フードは細長い筒状であり、
人工衛星搭載機器からはフードの開口を通じて限られた
宇宙空間しか見えないので、衛星が地球などの日陰にあ
る時には、人工衛星搭載機器からの赤外線が宇宙空間に
放射されるのが制限され、搭載機器の放射冷却が低減さ
れる。こうして、この熱制御フードは日照中の温度上昇
や日陰時の過激な温度低下を低減して安定な温度制御を
受動的に行うものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A temperature control apparatus for a satellite-mounted device according to the present invention has an elongated tubular heat control hood made of a film having appropriate thermo-optical characteristics. By surrounding the spacecraft-equipped satellite device exposed to outer space with this thermal control hood, the sunlight can directly shield the solar device from the solar control hood during sunshine, The mounted equipment is appropriately heated by the radiated infrared rays. In addition, this heat control hood has a long and narrow cylindrical shape,
Since the spacecraft can see only limited space through the opening of the hood, when the satellite is in the shade such as the earth, the emission of infrared light from the spacecraft is limited to space. Radiant cooling of equipment is reduced. Thus, this heat control hood passively performs stable temperature control by reducing the temperature rise during the sunshine and the extreme temperature drop during the shade.

【0010】人工衛星はロケットで打ち上げられること
から、その搭載物はロケットのフェアリング寸法の制限
を受け、大型の物は搭載物として適さない。このため、
本発明の受動型温度制御装置は打ち上げ段階には小さく
折り畳み又は縮めておき、軌道投入後に展開させるよう
になっている。このため、本発明の受動型温度制御装置
は、熱制御フードの筒状形状を維持するための折り畳み
又は伸縮可能なフレームを備えている。人工衛星打ち上
げ段階ではフレームと共にフードを折り畳み又は縮めて
おき、衛星軌道投入後にフレームを伸長させることによ
り人工衛星搭載機器を囲繞するべくフードを筒状に展開
させる。
[0010] Since the artificial satellite is launched by a rocket, its load is limited by the fairing size of the rocket, and a large object is not suitable as a load. For this reason,
The passive temperature control device of the present invention is configured to be folded or contracted small at the launch stage, and to be deployed after being put into orbit. For this reason, the passive temperature control device of the present invention includes a foldable or expandable frame for maintaining the tubular shape of the heat control hood. At the satellite launch stage, the hood is folded or shrunk together with the frame, and after the satellite orbit is inserted, the frame is extended to expand the hood into a cylindrical shape so as to surround the equipment mounted on the satellite.

【0011】好ましくは、このフレームは形状記憶合金
で形成されており、衛星軌道投入後に太陽熱により伸張
する。
Preferably, the frame is formed of a shape memory alloy, and is expanded by solar heat after being put into a satellite orbit.

【0012】好ましい実施態様においては、熱制御フー
ドのうち太陽に面する部分は、太陽光を吸収して赤外線
を放射することにより人工衛星搭載機器を加熱するフィ
ルムで形成されており、このフィルムの内側表面は高い
赤外線放射率を有する。
In a preferred embodiment, the portion of the heat control hood facing the sun is formed of a film that absorbs sunlight and emits infrared light to heat the satellite-mounted equipment, and the film is made of a film. The inner surface has a high infrared emissivity.

【0013】また、好ましくは、熱制御フードのうち太
陽に面しない部分は、人工衛星搭載機器の放射冷却を低
減するフィルムで形成されており、フィルムの表面は低
い赤外線放射率を有する。
[0013] Preferably, the portion of the heat control hood that does not face the sun is formed of a film that reduces radiant cooling of the satellite-borne equipment, and the surface of the film has a low infrared emissivity.

【0014】本発明の上記特徴や効果並びに他の特徴や
効果は以下の実施例の記載につれて更に明らかにする。
The above-mentioned features and effects of the present invention, as well as other features and effects, will be further clarified as described in the following embodiments.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1には、本発明の一実施例に係
る受動型温度制御装置12が示してある。同図に於い
て、1a、1b、1c、1dはいづれも形状記憶合金で形成
したワイヤ、2は形状記憶ワイヤ1a、1b、1c、1dを
筒状に配置するための支持用リング、3は形状記憶合金
ワイヤ1a、1b、1c、1dを筒状に配置するための支持
用リングの機能を有すると共に、本発明の受動型温度制
御装置12を衛星本体に取り付ける機能を有する取付ブ
ラケットである。形状記憶ワイヤ1a、1b、1c、1d
と、支持用リング2と、取付ブラケット3により温度制
御装置12のフレーム20が構成される。 形状記憶ワ
イヤ1a、1b、1c、1dは、ある所定の温度を超えると
真っ直ぐになるよう予め形状を記憶させておく。
FIG. 1 shows a passive temperature controller 12 according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 1a, 1b, 1c and 1d denote wires formed of a shape memory alloy, 2 denotes a support ring for arranging the shape memory wires 1a, 1b, 1c and 1d in a cylindrical shape, and 3 denotes a ring. The mounting bracket has a function of a support ring for arranging the shape memory alloy wires 1a, 1b, 1c, and 1d in a cylindrical shape, and a function of mounting the passive temperature control device 12 of the present invention to the satellite body. Shape memory wires 1a, 1b, 1c, 1d
, The support ring 2 and the mounting bracket 3 constitute the frame 20 of the temperature control device 12. The shapes of the shape memory wires 1a, 1b, 1c, and 1d are stored in advance so that the wires become straight when a certain temperature is exceeded.

【0016】更に図1を参照するに、4aおよび4bはリ
ング2の側面および取付ブラケット3の側面に夫々塗布
した接着剤、5は太陽光が照射する側に設けた加熱用カ
バー、6は太陽光の照射を受けないいわゆる陰の部分に
取り付けた保温用カバーであり、加熱用カバー5と保温
用カバー6は相互に隙間の生じないように突き合わせて
接着剤4a、4bにより夫々リング2と取付ブラケット3
に貼り付けてある。加熱用カバー5と保温用カバー6に
より細長い筒状の熱制御フード22が構成される。
Referring further to FIG. 1, reference numerals 4a and 4b denote adhesives applied to the side surface of the ring 2 and the side surface of the mounting bracket 3, respectively, 5 denotes a heating cover provided on the side irradiated with sunlight, and 6 denotes a sun cover. This is a heat insulating cover attached to a so-called shade part which is not irradiated with light, and the heating cover 5 and the heat insulating cover 6 are attached to the ring 2 by adhesives 4a and 4b, respectively, so that no gap is formed therebetween. Bracket 3
It is pasted on. The heating cover 5 and the heat retaining cover 6 constitute an elongated tubular heat control hood 22.

【0017】図1に示した加熱用カバー5のA部を拡大
して示す図2を参照するに、7aと7bは片面にアルミニ
ウム等の金属を蒸着した誘電体で形成されたフィルム、
8aと8bは誘電体フィルム7aと7bにそれぞれ蒸着した
金属の層、9は誘電体フィルム7aと7bの金属蒸着層8
aと8bを対向させて接着するための接着剤である。
Referring to FIG. 2, which is an enlarged view of a portion A of the heating cover 5 shown in FIG. 1, reference numerals 7a and 7b denote a film formed on one surface of a dielectric material on which a metal such as aluminum is deposited.
8a and 8b are metal layers deposited on the dielectric films 7a and 7b, respectively, and 9 is a metal deposited layer 8 on the dielectric films 7a and 7b.
An adhesive for affixing a and 8b to face each other.

【0018】図1に示した保温用カバー6のB部を拡大
して示す図3を参照するに、10は両面をアルミニウム
等の金属を蒸着した誘導体で形成されたフィルム、11
a及び11bは誘導体フィルム10の両面にそれぞれ蒸着
した金属の層である。
Referring to FIG. 3, which is an enlarged view of a portion B of the heat retaining cover 6 shown in FIG. 1, reference numeral 10 denotes a film formed on both sides by a derivative obtained by evaporating a metal such as aluminum;
a and 11b are metal layers deposited on both surfaces of the derivative film 10, respectively.

【0019】図4は本発明の受動型温度制御装置12を
人工衛星に取り付けたところを示す概略図であり、
(a)は正面図であり、(b)は側面図である。同図に
於いて、12は本発明の受動型温度制御装置、13は衛
星本体である。太陽光は同図(b)に示すように本発明
の受動型温度制御装置12の側面方向から照射する。本
発明の受動型温度制御装置12は衛星本体13のZ軸に
平行な軸線を有する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the passive temperature controller 12 of the present invention attached to an artificial satellite.
(A) is a front view, (b) is a side view. Referring to FIG. 1, reference numeral 12 denotes a passive temperature controller of the present invention, and reference numeral 13 denotes a satellite main body. The sunlight is irradiated from the side of the passive temperature controller 12 of the present invention as shown in FIG. The passive temperature controller 12 of the present invention has an axis parallel to the Z axis of the satellite body 13.

【0020】図5(a)は図4のC部の拡大断面図であ
る。同図に於いて、14は温度制御対象の人工衛星搭載
機器であり、本発明の受動型温度制御装置12は搭載機
器14を囲むように配置する。本発明の受動型温度制御
装置12と搭載機器14は衛星構体パネル15に取り付
けられる。
FIG. 5A is an enlarged sectional view of a portion C in FIG. In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a satellite-mounted device to be temperature-controlled, and the passive temperature controller 12 of the present invention is disposed so as to surround the mounted device 14. The passive temperature controller 12 and the on-board equipment 14 of the present invention are mounted on a satellite structure panel 15.

【0021】次に図5(b)を併せて参照しながら、打
ち上げ段階から軌道投入までの温度制御装置12の形態
の変化を説明する。人工衛星はロケットで打ち上げられ
るので、搭載物はロケットのフェアリング寸法の制限を
受ける。特に、本発明の温度制御装置12のように人工
衛星の外部に突き出すものはその制約を直接に受け、外
形寸法を小さくしなければならない。そこで、打ち上げ
段階では、図5(b)に示したように、フレーム20の
形状記憶合金ワイヤ1a、1b、1c、1d、および熱制御
フード22は折り畳んでおく。形状記憶合金ワイヤ1
a、1b、1c、1dは細いので容易に折り曲げることがで
き、加熱用カバー5と保温用カバー6は非常に薄い誘電
体フィルムをベースとしているので容易に折り畳むこと
ができる。
Next, with reference to FIG. 5B, a description will be given of a change in the configuration of the temperature control device 12 from the launching stage to the orbit injection. Since the satellite is launched by a rocket, the payload is limited by the rocket's fairing dimensions. In particular, those that protrude outside the artificial satellite, such as the temperature control device 12 of the present invention, are directly affected by the restrictions, and the external dimensions must be reduced. Therefore, at the launching stage, as shown in FIG. 5B, the shape memory alloy wires 1a, 1b, 1c, 1d of the frame 20 and the heat control hood 22 are folded. Shape memory alloy wire 1
Since a, 1b, 1c, and 1d are thin, they can be easily folded, and the heating cover 5 and the heat retaining cover 6 can be easily folded because they are based on very thin dielectric films.

【0022】人工衛星が軌道に投入された後には、形状
記憶合金ワイヤ1a、1b、1c、1d、加熱用カバー5、
保温用カバー6に太陽光を照射させることにより、形状
記憶合金ワイヤ1a、1b、1c、1dを所定の温度以上に
加熱させ、形状記憶合金ワイヤを予め記憶させた真っ直
ぐな形状に伸長させる。太陽光を形状記憶合金ワイヤ1
a、1b、1c、1d、加熱用カバー5、保温用カバー6に
照射させるには、人工衛星の姿勢を制御して図4のZ軸
方向をやや太陽に向けることにより容易に実施すること
ができる。こうしてフレーム20の形状記憶合金ワイヤ
1a、1b、1c、1dが伸長すると、それに伴い加熱用カ
バー5と保温用カバー6からなる熱制御フード22が図
4のZ軸方向に展開され、図5(a)に示したように人
工衛星搭載機器14を囲繞する。
After the satellite is put into orbit, the shape memory alloy wires 1a, 1b, 1c, 1d, the heating cover 5,
By irradiating the heat retaining cover 6 with sunlight, the shape memory alloy wires 1a, 1b, 1c, and 1d are heated to a predetermined temperature or more, and the shape memory alloy wires are elongated into a straight shape stored in advance. Sunshine shape memory alloy wire 1
In order to irradiate a, 1b, 1c, and 1d, the heating cover 5, and the heat retaining cover 6, it is easy to control the attitude of the artificial satellite by turning the Z-axis direction in FIG. 4 slightly toward the sun. it can. When the shape memory alloy wires 1a, 1b, 1c, and 1d of the frame 20 extend in this manner, the heat control hood 22 including the heating cover 5 and the heat retaining cover 6 is developed in the Z-axis direction in FIG. As shown in a), the satellite-mounted device 14 is surrounded.

【0023】次に、この受動型温度制御装置12の動作
を説明する。人工衛星に取り付けた本発明の受動型温度
制御装置12は図1に示したように軌道上で伸長状態に
ある。人工衛星が太陽の直射を受ける軌道上を航行して
いる時には、加熱用カバー5には太陽光が入射する。
Next, the operation of the passive temperature controller 12 will be described. The passive temperature controller 12 of the present invention mounted on a satellite is in an extended state in orbit as shown in FIG. When the artificial satellite is traveling on an orbit receiving direct sunlight, sunlight enters the heating cover 5.

【0024】加熱用カバー5は図2の構成となっている
ので、先ず、誘導体フィルム7aに太陽光が入射する。
太陽光の一部は誘導体フィルム7aの表面で宇宙空間へ
反射され、残りは誘導体フィルム7aに吸収されつつ金
属蒸着層8aに至る。金属蒸着層8aに到達した太陽光
は、一般に金属の太陽光吸収率が低いことから、金属蒸
着層8aの表面で大部分が反射される。この反射された
太陽光は誘電体フィルム7aに吸収されながら逆進し、
誘電体フィルム7aの表面から宇宙空間へ放出される。
Since the heating cover 5 has the configuration shown in FIG. 2, first, sunlight enters the dielectric film 7a.
Part of the sunlight is reflected on the surface of the dielectric film 7a into outer space, and the rest reaches the metal deposition layer 8a while being absorbed by the dielectric film 7a. Most of sunlight reaching the metal deposition layer 8a is reflected on the surface of the metal deposition layer 8a because the sunlight absorption rate of the metal is generally low. The reflected sunlight goes backward while being absorbed by the dielectric film 7a,
It is emitted from the surface of the dielectric film 7a into outer space.

【0025】金属蒸着層8aの表面で反射されなかった
太陽光は、この蒸着層内を接着剤9の方向へ進行する
が、金属は一般に誘電体に比して減衰率がきわめて大き
いために殆ど全てこの金属蒸着層8aで吸収される。誘
電体フィルム7aや金属蒸着層8aで吸収された太陽光は
それぞれ熱となる。
Sunlight not reflected on the surface of the metal deposition layer 8a travels in the direction of the adhesive 9 in this deposition layer. However, since metal generally has an extremely large attenuation factor as compared with a dielectric, almost no sunlight is emitted. All are absorbed by the metal deposition layer 8a. The sunlight absorbed by the dielectric film 7a and the metal deposition layer 8a becomes heat.

【0026】誘電体フィルム7aで生じた熱は金属蒸着
層8aへ伝導熱伝達する。金属蒸着層8aに伝達されたこ
の熱と金属蒸着層8aで生じた熱は、共に接着剤9、金
属蒸着層8b、誘導体フィルム7bへと順次に伝導熱伝達
する。誘電体フィルム7bに伝達した熱は、誘電体フィ
ルム7bの表面から赤外線として放射される。
The heat generated in the dielectric film 7a is conducted to the metal deposition layer 8a. The heat transmitted to the metal deposition layer 8a and the heat generated in the metal deposition layer 8a are both conducted and transmitted to the adhesive 9, the metal deposition layer 8b, and the dielectric film 7b in this order. The heat transmitted to the dielectric film 7b is radiated as infrared rays from the surface of the dielectric film 7b.

【0027】誘電体は一般に黒体に近い高い赤外線放射
率を呈する。例えば、厚さ25μmのアルミニウム蒸着
ポリイミドフィルムの場合、ポリイミド面は0.64と
高い赤外線放射率を有する。また、厚さが50μmのと
きは0.75と更に高い赤外線放射率となる。赤外線放
射率の高い物体の温度が近傍に配置された他の物体の温
度よりも高い場合、近傍の物体を赤外線で効率よく加熱
することが出来る。したがって、加熱用カバー5を構成
する誘電体フィルム7bは、高い赤外線放射率を有する
ので、優れた赤外線加熱機能を有する。
The dielectric generally exhibits a high infrared emissivity close to a black body. For example, in the case of an aluminum-deposited polyimide film having a thickness of 25 μm, the polyimide surface has a high infrared emissivity of 0.64. Further, when the thickness is 50 μm, the infrared emissivity is as high as 0.75. When the temperature of an object having a high infrared emissivity is higher than the temperature of another object disposed in the vicinity, the nearby object can be efficiently heated by infrared rays. Therefore, since the dielectric film 7b constituting the heating cover 5 has a high infrared emissivity, it has an excellent infrared heating function.

【0028】誘電体フィルム7bから放射される赤外線
は、これに対向して図5のように配置してある搭載機器
14を直接照射するもの、保温用カバー6を照射するも
の、リング2の内側開口から宇宙へ放射されるものに大
別される。宇宙空間に放出された赤外線は、搭載機器1
4を加熱することはない。しかし、搭載機器14を直接
照射する赤外線は明らかに搭載機器14を加熱する。ま
た、保温用カバー6を照射する赤外線も、次のメカニズ
ムにより搭載機器14を加熱する。
Infrared rays radiated from the dielectric film 7b directly irradiate the mounting equipment 14 arranged as shown in FIG. It is roughly divided into those radiated from the opening into the universe. The infrared rays emitted into outer space
4 is not heated. However, the infrared radiation that directly irradiates the on-board equipment 14 obviously heats the on-board equipment 14. Further, the infrared rays radiating the heat retaining cover 6 also heat the mounted device 14 by the following mechanism.

【0029】保温用カバーは、図3に示すように内側表
面は金属蒸着層11aとなっている。一般に金属は赤外
線放射率(赤外線吸収率と同義)が低い。例えば、厚さ
1,000オングストロームのアルミニウム蒸着面の赤
外線放射率は0.03であり、外部から照射した赤外線
は97%反射される。したがって、加熱用カバー5の裏
面の誘電体フィルム7bから放射されて、保温用カバー
6の内側の金属蒸着層11aに達した赤外線は、その9
7%が反射される。
As shown in FIG. 3, the heat insulating cover has a metal deposition layer 11a on the inner surface. In general, metals have low infrared emissivity (synonymous with infrared absorptivity). For example, the infrared emissivity of a 1,000-Å-thick aluminum vapor-deposited surface is 0.03, and 97% of infrared light emitted from the outside is reflected. Therefore, the infrared rays radiated from the dielectric film 7b on the back surface of the heating cover 5 and reaching the metal deposition layer 11a inside the heat retaining cover 6 are reflected by the infrared rays 9b.
7% is reflected.

【0030】この反射された赤外線は、搭載機器14を
照射するもの、元の加熱用カバー5に戻るもの、リング
2の内側開口から宇宙に放射されるもの、に大別され
る。搭載機器14を照射する赤外線は、当然、搭載機器
を加熱する。また、加熱用カバー5に戻った赤外線は、
加熱用カバー5の内面は高赤外線放射率の誘電体フィル
ム7bであることから、その多くが誘電体フィルム7bに
吸収されて熱となる。この熱は再び誘電体フィルム7b
から赤外線として放射され、一部は搭載機器14の加熱
に寄与することとなる。これらのメカニズムは、赤外線
は光速で伝搬することから、実質的には同時に生じ、加
熱用カバー5から保温用カバー6に放射された赤外線も
一部は搭載機器14を加熱する。
The reflected infrared rays are broadly classified into those that irradiate the mounted equipment 14, those that return to the original heating cover 5, and those that are radiated to the universe through the inner opening of the ring 2. The infrared rays irradiating the on-board equipment 14 naturally heat the on-board equipment. The infrared rays returned to the heating cover 5 are
Since the inner surface of the heating cover 5 is a dielectric film 7b having a high infrared emissivity, most of it is absorbed by the dielectric film 7b to become heat. This heat is again applied to the dielectric film 7b.
Are emitted as infrared rays, and partly contribute to the heating of the mounted equipment 14. These mechanisms occur at substantially the same time because infrared light propagates at the speed of light, and some of the infrared light radiated from the heating cover 5 to the heat retaining cover 6 also heats the mounted equipment 14.

【0031】加熱用カバー5を形成する誘電体フィルム
7a、7bに用いる誘電体は、種類や厚さを選択すること
により適切な赤外線放射率や太陽光吸収率を有するもの
を選ぶことが出来るので、誘電体フィルムの種類や厚さ
の選択により赤外線による搭載機器14への加熱量を容
易に適切化することができる。
The dielectric used for the dielectric films 7a and 7b forming the heating cover 5 can be selected from those having appropriate infrared emissivity and solar absorptance by selecting the type and thickness. By selecting the type and thickness of the dielectric film, the amount of heat applied to the mounting device 14 by infrared rays can be easily optimized.

【0032】一方、人工衛星が惑星の陰となって太陽の
当たらない軌道上を航行している時には、本発明の受動
型温度制御装置12の熱制御フード22は保温効果を有
する。その動作は次の通りである。
On the other hand, when the artificial satellite is traveling in an orbit out of the sun as a shadow of a planet, the heat control hood 22 of the passive temperature controller 12 of the present invention has a heat retaining effect. The operation is as follows.

【0033】搭載機器14の熱は赤外線として常に放射
されている。この赤外線は、加熱用カバー5へ放射する
もの、保温用カバー6へ放射するもの、リング2の内側
開口から宇宙へ放出されるものに大別される。
The heat of the mounted equipment 14 is always radiated as infrared rays. The infrared rays are broadly divided into those that radiate to the heating cover 5, those that radiate to the heat retaining cover 6, and those that are emitted to the universe through the inner opening of the ring 2.

【0034】リング2の内側開口から宇宙へ直接放出さ
れる赤外線は、搭載機器14へ再び戻ることがないた
め、この赤外線により熱を失う分だけ搭載機器14は冷
える。
The infrared radiation directly emitted from the inner opening of the ring 2 into space does not return to the mounted equipment 14 again. Therefore, the mounted equipment 14 is cooled by the amount of heat lost by the infrared rays.

【0035】搭載機器14から加熱用カバー5へ放射し
た赤外線は、内面の誘電体フィルム7bに吸収されると
共に、一部は反射して再び搭載機器14に戻ったり、保
温用カバー6を照射する。誘電体フィルム7bに吸収さ
れた赤外線は熱となり、一部は再び誘電体フィルム7b
の表面から搭載機器14や保温用カバー6等へ再放射
し、残りは誘電体フィルム7bから金属蒸着層8b、接着
剤9、金属蒸着層8a、誘電体フィルム7aへと順次伝導
熱伝達し、誘電体フィルム7aの表面から再び赤外線と
なって宇宙空間へ放出される。これらのことから、搭載
機器14から放出した赤外線のうちの相当量は、加熱用
カバー5の内面から再び赤外線として反射又は再放射さ
れて搭載機器14を照射するので、加熱用カバー5は保
温用としても機能する。
The infrared radiation emitted from the mounting equipment 14 to the heating cover 5 is absorbed by the dielectric film 7b on the inner surface, and a part of the infrared light is reflected and returned to the mounting equipment 14 again, or irradiates the heat retaining cover 6. . The infrared light absorbed by the dielectric film 7b becomes heat, and a part of the infrared light is returned to the dielectric film 7b.
Is re-emitted from the surface of the device to the mounting equipment 14, the heat retaining cover 6, etc., and the rest is transferred from the dielectric film 7b to the metal vapor deposition layer 8b, the adhesive 9, the metal vapor deposition layer 8a, and the dielectric film 7a in order, Infrared rays are again emitted from the surface of the dielectric film 7a and emitted to outer space. From these facts, a considerable amount of the infrared light emitted from the mounting equipment 14 is reflected or re-emitted as infrared light again from the inner surface of the heating cover 5 and irradiates the mounting equipment 14, so that the heating cover 5 Also works as

【0036】搭載機器14から保温用カバー6へ放射し
た赤外線も、加熱用カバー5へ放射された赤外線と同様
に、保温用カバー6の内面から再び赤外線として反射又
は再放射されて搭載機器14を照射する。しかし、保温
用カバー6は図3に示すように内面は金属蒸着層11a
となっているので、赤外線放射率は低い。従って、殆ど
の赤外線はこの金属蒸着層11aの表面で反射する。ま
た、保温用カバー6の外面も金属蒸着層11bなので、
この表面から宇宙へ放射される赤外線は非常に少ない。
これらのことから、保温用カバー6の保温効果は、加熱
用カバー5に比べて格段に優れている。
Similarly to the infrared radiation emitted to the heating cover 5, the infrared radiation radiated from the mounting equipment 14 to the heat retaining cover 6 is reflected or re-emitted as infrared rays from the inner surface of the heat retaining cover 6 again, and Irradiate. However, as shown in FIG. 3, the inner surface of the heat insulating cover 6 has a metal deposition layer 11a.
, The infrared emissivity is low. Therefore, most infrared rays are reflected on the surface of the metal deposition layer 11a. Also, since the outer surface of the heat retaining cover 6 is also a metal deposition layer 11b,
The surface emits very little infrared radiation into space.
For these reasons, the heat retaining effect of the heat retaining cover 6 is much better than that of the heating cover 5.

【0037】以上のことから、人工衛星が惑星の陰を航
行中に起こる放射冷却は、加熱用カバー5と保温用カバ
ー6の保温効果により大幅に低減することができ、搭載
機器14の温度低下は少なくなる。
As described above, the radiation cooling that occurs when the satellite is navigating behind the planet can be greatly reduced by the heat-retaining effect of the heating cover 5 and the heat-retaining cover 6, and the temperature of the on-board equipment 14 decreases. Is less.

【0038】保温効果を更に向上させるためには、搭載
機器と宇宙空間の実効的な放射結合を少なくすれば良い
ことから、形状記憶ワイヤのフレーム20、加熱用カバ
ー5、保温用カバー6等で形成する筒の高さを高くし
て、搭載機器14が直接宇宙空間を見るファクタを少な
くすればよい。
In order to further improve the heat retaining effect, it is sufficient to reduce the effective radiative coupling between the mounted equipment and the outer space. Therefore, the shape memory wire frame 20, the heating cover 5, the heat retaining cover 6, and the like are used. What is necessary is just to increase the height of the cylinder to be formed, and to reduce the factor by which the mounted device 14 directly looks at outer space.

【0039】以上には本発明の特定の実施例を説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の修
正や変更を施すことができる。例えば、受動型温度制御
装置12の熱制御フード22は形状記憶ワイヤからなる
フレーム20の形状復元により伸長展開されるものと説
明したが、衛星打ち上げ時にバネなどを蓄勢しておき、
軌道投入後にバネを釈放することにより熱制御フード2
2を展開させることも可能である。
Although a specific embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications and changes can be made. For example, the heat control hood 22 of the passive temperature controller 12 has been described as being expanded and deployed by restoring the shape of the frame 20 made of a shape memory wire.
Thermal control hood 2 by releasing spring after orbital injection
2 can also be developed.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、従来能動的温度制御の
ための電気ヒータを貼り付けることが出来なかったレン
ズやミラーのような光学系を効果的に温度制御すること
ができ、観測精度を向上させ、或いは地上での温度補正
を廃止させることができる。また、本発明の受動的温度
制御装置は、電気ヒータを使用しないので、機器の温度
制御に当たり電力を必要とせず、人工衛星にとって限ら
れた資源である電力を節減することができる。
According to the present invention, it is possible to effectively control the temperature of an optical system, such as a lens or a mirror, to which an electric heater for active temperature control could not be pasted, and to obtain a high observation accuracy. Or temperature compensation on the ground can be eliminated. Further, since the passive temperature control device of the present invention does not use an electric heater, power is not required for controlling the temperature of the device, and power, which is a limited resource for the satellite, can be saved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の受動的温度制御装置の分解斜視図であ
る。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a passive temperature control device of the present invention.

【図2】図1のA部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.

【図3】図1のB部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1;

【図4】本発明の受動型温度制御装置を人工衛星に取り
付けたところを示す概略図で、(a)は正面を示し、
(b)は側面を示す。
FIG. 4 is a schematic view showing a state where the passive temperature control device of the present invention is attached to an artificial satellite, (a) shows a front view,
(B) shows a side surface.

【図5】図4のC部の拡大断面図で、(a)は温度制御
装置を展開したところを示し、(b)は折り畳んだとこ
ろを示す。
5A and 5B are enlarged cross-sectional views of a portion C in FIG. 4, wherein FIG. 5A shows a state where the temperature control device is expanded, and FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5: フードの加熱用カバー 6: フードの保温用カバー 12: 温度制御装置 14: 人工衛星搭載機器 20: 温度制御装置のフレーム 22: 温度制御装置の熱制御フード 5: Cover for heating the hood 6: Cover for keeping the food warm 12: Temperature control device 14: Satellite-mounted device 20: Frame of the temperature control device 22: Heat control hood of the temperature control device

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 人工衛星搭載機器の温度を制御するため
の受動型温度制御装置であって、適切な熱光学特性を有
するフィルムからなり人工衛星搭載機器を囲繞するため
の細長い筒状の熱制御フードと、該フードの筒状形状を
維持するための折り畳み又は伸縮可能なフレームとを備
え、人工衛星打ち上げ段階ではフレームと共にフードを
折り畳み又は縮めておき、衛星軌道投入後にフレームを
伸長させることにより人工衛星搭載機器を囲繞するべく
フードを筒状に展開させるようにしたことを特徴とする
人工衛星搭載機器の受動型温度制御装置。
1. A passive temperature control device for controlling the temperature of an artificial satellite-mounted device, comprising a film having appropriate thermo-optical characteristics, and an elongated cylindrical thermal control for surrounding the artificial satellite-mounted device. A hood, and a foldable or telescopic frame for maintaining the cylindrical shape of the hood. The artificial hood is constructed by folding or contracting the hood together with the frame at the satellite launch stage and extending the frame after satellite orbit. A passive temperature control device for an artificial satellite-mounted device, wherein a hood is deployed in a cylindrical shape so as to surround the satellite-mounted device.
【請求項2】 前記フレームは形状記憶合金からなり、
衛星軌道投入後に太陽熱により伸長することを特徴とす
る請求項1に基づく受動型温度制御装置。
2. The frame is made of a shape memory alloy,
The passive temperature control device according to claim 1, wherein the passive temperature control device is extended by solar heat after being put into a satellite orbit.
【請求項3】 前記フードのうち太陽に面する部分は、
太陽光を吸収して赤外線を放射することにより人工衛星
搭載機器を加熱するフィルムで形成されていることを特
徴とする請求項1又は2に基づく受動型温度制御装置。
3. A portion of the hood facing the sun,
The passive temperature control device according to claim 1, wherein the passive temperature control device is formed of a film that heats a satellite-mounted device by absorbing sunlight and emitting infrared light.
【請求項4】 前記フードのうち太陽に面する部分を形
成するフィルムの内側表面は高い赤外線放射率を有する
ことを特徴とする請求項3に基づく受動型温度制御装
置。
4. The passive temperature control device according to claim 3, wherein the inner surface of the film forming the sun-facing portion of the hood has a high infrared emissivity.
【請求項5】 前記フードのうち太陽に面しない部分
は、人工衛星搭載機器の放射冷却を低減するフィルムで
形成されていることを特徴とする請求項1から4のいづ
れかに基づく受動型温度制御装置。
5. The passive temperature control according to claim 1, wherein a portion of the hood that does not face the sun is formed of a film that reduces radiant cooling of an onboard satellite device. apparatus.
【請求項6】 前記フードのうち太陽に面しない部分を
形成するフィルムの表面は低い赤外線放射率を有するこ
とを特徴とする請求項5に基づく受動型温度制御装置。
6. The passive temperature control device according to claim 5, wherein a surface of a film forming a portion of the hood not facing the sun has a low infrared emissivity.
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