JPS6156698B2 - - Google Patents

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JPS6156698B2
JPS6156698B2 JP53129410A JP12941078A JPS6156698B2 JP S6156698 B2 JPS6156698 B2 JP S6156698B2 JP 53129410 A JP53129410 A JP 53129410A JP 12941078 A JP12941078 A JP 12941078A JP S6156698 B2 JPS6156698 B2 JP S6156698B2
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Japan
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satellite
solar energy
energy
receiver
radiant energy
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JP53129410A
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JPS54102545A (en
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Ii Deebisu Chaaruzu
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Publication of JPS6156698B2 publication Critical patent/JPS6156698B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/44Arrangements or adaptations of power supply systems using radiation, e.g. deployable solar arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/42Arrangements or adaptations of power supply systems
    • B64G1/428Power distribution and management
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S136/00Batteries: thermoelectric and photoelectric
    • Y10S136/291Applications
    • Y10S136/292Space - satellite

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は宇宙から地球上のある位置へ太陽エネ
ルギを伝達するための太陽エネルギ・システムに
係る。
太陽エネルギを、レーザーおよびメーザー・ビ
ームの如き他形式のエネルギに変換する装置の開
発は充分に進んでいる。例えば、複数段階の過程
をへて、太陽光線に露出された光電変換器または
熱交換器またはその双方を含む回路に電流が発生
される。この電流はレーザーに導かれて、レーザ
ー・ビームと通常呼称される細い、そして強いビ
ームの可干渉性(単一周波数)光線を作り得る。
マイクロ波の帯域においては、以上の装置はメー
ザーと呼称され、前記と同じように、マイクロ波
エネルギの細い強いビーム・すなわちメーザー・
ビームを出力する。該ビームは;レーダー装置か
ら理解しうるように雲、煙およびもやを貫通する
能力を有するものであることが特徴である。レー
ザー・ビームを電気的エネルギに変換するととも
に電気を用いてメーザー・ビームを発生させる装
置は、既知の技術によつて容易に作られ、装置を
極軌道と赤道軌道に精密に配置する技術も同じよ
うに広く知られており、地球と人工衛星との間お
よび人工衛星相互間に配置されて各種の構成要素
の高度、姿勢、速度、運動方向、縦揺れ、片揺
れ、および作動の遠隔制御を行う自動および手動
遠隔制御装置もまたよく知られている。指令によ
つて人工衛星を赤道軌道に配置するように或る選
択された地球上の区域に対して静止位置に人工衛
星を配置するための技術も良好に開発されてい
る。しかし、静止衛生に一つの問題がある。なぜ
ならば、地球は夜間は光が当らなくなり、太陽エ
ネルギの収集と伝達が停止するからである。この
問題を解決するため、複雑なヒート・シンク装置
と蓄電池システムが提案され、例えば米国特許第
3029596号に開示される如く、日照間に熱エネル
ギを蓄え、夜間それを解放するようにされた仕組
みが提案されている。もう一つの可能な手段は、
地球を周る軌道において120゜互いに離された3
個の人工衛星を使用することであり、これによつ
て、2個の人工衛星は常に太陽光線下に位置さ
れ、任意の特定の時刻において地球の日影部分に
たまたま位置する1個の人工衛星にエネルギを伝
達し得る。
宇宙において太陽エネルギを吸収することに伴
うさらにもう一つの問題は、極度に高い温度が生
じ、これによつて、装置が太陽によつて破壊され
ることを防ぐため注意深い設計を必要とすること
である。2100〓の実際作用温度が宇宙における太
陽エネルギ集中装置のために提案されている。そ
のような高温度において作用するレシーバにおい
ては、極めて高い温度において収集熱エネルギの
相当な部分を再放射してしまうので、装置の効率
が低下する。そこでこの傾向を最小にするため特
別の複雑な設計を必要とする。
本発明は、宇宙において人工衛星からエネルギ
を連続的に伝達しうる太陽エネルギ・システムで
あつて、このエネルギ・システムは人工衛星がそ
の軌道の夜間部分にあるとき蓄熱器またはヒート
シンクまたは蓄電器からエネルギを供給すること
を要せずして前記問題を解決する。本発明によれ
ば、地球の周りの軌道上の少なくとも1個のレシ
ーバ人工衛星と、太陽エネルギを前記レシーバ人
工衛星から選択された地球上の位置へ伝達するた
めの装置とを有する太陽エネルギ・システムは、
レシーバ人工衛星を極軌道上に配置しかつ太陽エ
ネルギを可干渉性放射エネルギに変換するための
装置を含み、かつ少なくとも1個の中継人工衛星
が赤道軌道上に、選択された地球上の位置に対し
て静止して配置され、かつ可干渉性放射エネルギ
をレシーバ人工衛星から前記地球上の位置へ中継
するように配置されていることを特徴とする。
太陽エネルギは入力パラボラ・コレクタを通じ
てレシーバ人工衛星において吸収され、各コレク
タは、人工衛星が宇宙へ収集エネルギを再放射す
る傾向を最小にするために、レシーバ人工衛星の
内部へ出口穴を通じて太陽放射エネルギを導くた
め反射鏡要素をその焦点に有する。
放物線形コレクタ即ちパラボラ・コレクタによ
つて収集された太陽放射エネルギの全てを、同時
に可干渉性放射エネルギ発生手段に対して指向さ
れた作用位置へ集中し以て可干渉性放射エネルギ
のビームを発生させるとともにそれを中継人工衛
星へ導くための手段をレシーバ人工衛星内に設け
得る。
中継人工衛星上の反射鏡は、レシーバ人工衛星
から直送された可干渉性放射エネルギの地球上の
場所へ反射する。
さらに、レシーバ人工衛星から受けた可干渉性
放射エネルギを他形式の可干渉性放射エネルギに
変換するとともにそれを地球上のある場所へ伝達
する手段が中継人工衛星に設けられ得る。
構造的干渉機構が、前記レシーバ衛星と中継衛
星との何れか一方に、または両方に、それらから
発射される可干渉性放射エネルギのビームの周波
数を変更するために配置され得る。
地球上の場所へ伝達される可干渉性放射エネル
ギのビームの強さおよび大きさを修正するための
集中・拡散装置が前記人工衛星の1個に、好まし
くは中継衛星に、配設され得る。
地球上の場所に配置された動力発生装置は、中
継人工衛星から受取つた可干渉性放射エネルギを
有用な動力形式例えば電気または蒸気に変換す
る。
好ましくは、動力はレシーバ衛星から中継衛星
へ長距離に亘る最大集中度の動力伝達を達成する
ためレーザ・ビームの形式で伝達され、中継衛星
から地球位置へは、雲、煙、もやなどを通しう
る、動力伝達の最大効率を与えるメーザー・ビー
ムの形式で動力を伝達することが望ましい。
次ぎに、図面に示される本発明の実施例を参照
すると、本発明に依る太陽エネルギ・システム
は、レシーバ衛星20と、中継衛星22と、地球
上の位置26に配置された地上レシーバ動力発生
装置24とを以て構成される。地球28は極軸線
を画成するN極とS極とを有する。矢印30は赤
道における回転方向を示す。レシーバ衛星20
は、概ね35200Km(22000マイル)の高度の極軌道
に、24時間毎に軌道を1回転することになる概ね
11200Km(7000マイル)の時速を以て位置してい
る。第3図に示される如く、レシーバ衛星20は
ハウジング34を有し、ハウジング34は円筒形
の壁45によつて画成された閉じられたインプツ
ト部分20aと、1対の側柱47と1本の横支柱
43とを有する相対的に開いたアウトプツト部分
20bとを有する概ね筒形のシエルを以て成る。
インプツト部分20aは受取面に位置されるイン
プツト・パラボラ・コレクタ36の整列群35を
有する。これらコレクタ36のおのおのは、典型
的に、約4.57m(15ft)の直径と、中心パラボラ
軸線38に沿つて約5.08m(16 2/3ft)の長さ
とを有する円形の口を有する。
各コレクタ36は、口と反対位置に軸線38上
に配された出口穴40と、該出口穴40を通して
ハウジングの内部へ太陽放射エネルギを導くため
焦点に配された円錐状の反射要素42とを有す
る。
パラボラ・コレクタ36の整列群35は、もし
希望されるならば、レシーバ衛星20の直径を越
えて拡大されうる。その場合、反射鏡52および
その他の反射鏡の整列群が、もし必要ならば、第
3図に示される如き単一の作用位置に太陽放射エ
ネルギを集中するように対応的に拡大されて好適
に位置されうる。
パラボラ・コレクタ36は、現在宇宙において
普通に用いられているシリコン・ソーラー・セル
即ち太陽電池の整列群のごときその他の形状また
は型式の太陽エネルギ・コレクタによつて代替さ
れ、あるいはそれらと共に使用されうる。
全体として44を以て示されている可干渉性放
射エネルギ発生装置が、レシーバ衛星ハウジング
34内に配置されている。これは以下説明される
ように、単式の、または複式のユニツトにされう
る。図示の例においては、それは支柱43に結合
されたモータ50によつて回転されうるフレーム
48に取付けた6個の可干渉性放射エネルギ発生
装置46を以て構成される“ガツトリング砲”機
構を以て成る。必要に応じて、6個のユニツト4
6より多い、あるいは少ないユニツト46がフレ
ーム48に取付けられる。モータ50は、第3図
に示される中心作用位置即ち出口穴40からの太
陽放射エネルギのビームの全てが反射鏡52によ
つて作用位置即ち発生ユニツト46の受取区域に
集中される位置へ順次に発生ユニツト46を持つ
て来るように作動され得る。
反射鏡52は板51上に取付けられる。板51
はハウジング34内において軸方向に運動されう
る。モータ53は第3図に示される実線作用位置
と破線非作用位置との間において板51を運動さ
せる。各モータ53は、55を以て示される如
く、板51上のねじ付きブツシユと係合するウオ
ーム軸を有する。したがつて、指令に基いて、機
能不良の場合、板51は反射鏡52と共に非作用
位置へ移転され得、該位置において、反射鏡は発
生ユニツト46の手前の何も無い空間に焦点を形
成し、光束44は側柱47間の空間に導かれ、そ
れによつて、エネルギの伝達を遮断する。
各可干渉性放射エネルギ発生ユニツト46は第
3図においてはブロツク形式で略図示に示されて
いるに過ぎない。それらの細部は本発明のいかな
る部分をも構成しないからである。しかし、簡単
に、ただ既知の技術を使用するそのような発生ユ
ニツト46の一例を示すため、第7図が参照され
る。該図において、発生ユニツト46は受取部分
46aとアウトプツト部分46bとを有する。
各受取部分46aは、任意の好適な型式、例え
ばシリコン・ウエハー型の太陽電池148の整列
群を配された受取区域146を有する。これら太
陽電池が太陽放射エネルギに対して露出されたと
きのこれら電池からの電気的出力は、導体15
0,152を介して、ルビー棒156の如き好適
な共鳴要素を包囲するフラツシユ電球154に供
給される。ルビー棒156はその一端に反射面1
58を有し、他方の射出端において部分的に反射
性を有する表面160を有する。ルビー棒156
は円筒形のガラスまたは石英エンベロプ162内
に閉込められており、ポンプと放射体164とに
よつて閉ざされたシステム内において冷却され
る。ポンプは受取部分46aにおいて発生される
電気的エネルギによつて好適に駆動される。よく
知られている原理に従つて、ルビー棒156は可
干渉性放射エネルギの極めて細いビーム54を発
射する。該ビーム54は、ここに説明される実施
例においては、もしその出力が光周波数範囲内で
あるならば、レーザー・ビームである。マイクロ
ウエーブ範囲に在るときは、対応装置はメーザー
であり、エネルギ放射がマイクロウエーブ周波数
において為されることを除き、前述と概ね同じで
ある。
代替的に、太陽電池式発電装置はパラボラ・コ
レクタ36内の反射要素42に対して代用され
得、電流はフラツシユ・ランプ154へ直接に導
かれる。
第7図に示される在来型のユニツト46のため
の第2の代替手段として、本発明はパラボラ・コ
レクタ36の整列器35からの太陽光線を使用し
て可干渉性放射エネルギを直接に発生させる。こ
の場合においては、反射鏡52からの太陽エネル
ギは、フラツシユ・ランプ154に代るものとし
て共鳴要素156上に直接に集中される。説明さ
れたジヤケツトまたはエンベロプ162および冷
却装置は、可干渉性放射エネルギのそのような直
接発生のために使用されても、されなくてもよ
い。
したがつて、第3図に示される如く、太陽放射
エネルギが発生ユニツト46のどれか1個に集中
されるとき、単一周波数放射エネルギ即ち可干渉
性放射エネルギは、それがレーザー・ビームであ
れ、あるいはメーザー・ビームであれ、出口端に
おいて発生されて、支柱43に設けられた穴56
を通じて、ブラケツト60に支持された出力反射
鏡58へ伝達される。反射鏡58は万能ジンバル
取付台62を有し、これによつて全方向回転を可
能にされ、在来型の遠隔指令システムの制御下に
在るモータ装置63によつて運動されうる。反射
鏡58は2個の人工衛星に配されたアンテナ6
4,66と地球レシーバと人工衛星とにそれぞれ
配されたアンテナ68,70,72とを含む遠隔
指令系によつて自動的に制御される。これらアン
テナは、すべて、反射鏡58に関して説明された
ものに似た万能ジンバル取付台とモータ装置とを
有し、以て地上および衛星相互に対する衛星相対
位置の全てにおける遠隔指令による制御系とアン
テナの整合を維持する。必要とされるならば、さ
らにアンテナと遠隔制御装置(図示されない)が
増設され、以て各種の機能を監視し、機構を作動
し、人工衛星の姿勢および高度を制御する。太陽
パネルの整列群はレシーバ人工衛星上の各種の機
能を働かせるための作動またはバツクアツプ・エ
ネルギを供給する。これらの細部は在来的であ
り、従つて、本明細書においてはこれ以上は説明
されない。
前記可干渉性放射エネルギ発生ユニツト46と
して推奨される実施例は、現在知られている技術
を使用するから、レーザーまたはメーザーであ
る。しかし、その他の可干渉性放射エネルギ発生
ユニツトであつてそれほど知られていない型式の
ものも使用され得る。ビーム54は実質的に分散
することなしに長距離に亘つて伝送されうる単光
周波数を有することを特徴とする。図示されるご
とき発生ユニツト46の複数個を使用することに
よつて、異る波長のレーザーまたはメーザーが各
種の目的のために選択的に使用されうる。あるい
はまた、発生ユニツト46の若干はメーザーにさ
れ得る。
既に説明されたごとく、従来のレーザーおよび
メーザーの特徴の一つは、それらが大量の熱を生
じることである。従つて、破壊的な蓄熱を制限す
るために冷却が施されなくてはならない。この場
合、もう一つの代替的手段は実質的な二重形式と
して発生ユニツト46を構設して、熱が規定限度
に迄上昇したとき組立体を回転することによつて
熱の蓄増を制御し、以て発生ユニツト46が中心
有効位置から他位置即ちそれらが開放アウトプツ
ト部分20bを通じて宇宙空間へ太陽の風下方向
に放射しうる位置へ常に運動されうるようにする
ことである。この熱問題は将来の可干渉性放射エ
ネルギ発生装置においては、より軽減された問題
になると考えられるから、熱の蓄増を処理するた
めのそれらの複数個は必要とされないであろう。
従つて、複式の“ガツトリング砲”型の機構に代
えて、単式の発生ユニツト46が要求されると考
えられる。
次ぎに中継人工衛星22に就て述べると、本装
置は地球位置26上方の“静止”軌道に位置され
る。人工衛星22は約35200Km(22000マイル)よ
りも僅かに高い高度を保つて24時間毎に地球の周
囲を1回転する軌道運動を行い、これによつて地
球位置26に対して固定して維持され、最短伝達
部とその他の素因例えば現存人工衛星軌道、バ
ン、アレン放射帯などとの干渉の回避との間の最
良の妥協を達成し得る最も近い位置に配置され
る。前記2個の人工衛星の軌道は、それらが常に
同時に地球の同一象限に在り、且つ、レシーバ人
工衛星20からのエネルギ・ビームが地球の表面
へ絶対に指向されないように互いに調整されるべ
きである。
中継衛星22は第2図に概略的に示されてい
る。衛星22は万能ジンバル76を具えたハウジ
ング74を有し、万能ジンバル76は太陽パネル
の整列体80を有する延長部78にハウジング7
4を結合している。整列体80は好ましくは最大
太陽露出度を維持するように回転される。これ
は、蓄電池(図示されていない)に加えて、中継
人工衛星22のための電力供給源を有し、太陽電
池は軌道の昼側に用いられ、蓄電池は夜側に使用
される。
既に説明された遠隔制御用のアンテナ66,7
2は、ブラケツト82と84とにそれぞれ取付け
られている。
ジンバル76に組合わされて既述の遠隔制御シ
ステムによつて制御されるモータ装置86は、ハ
ウジング74を概ね地球に指向して維持し、これ
によつて、エネルギは以下説明されるごとき構造
的干渉フイルタと集中および拡散レンズ系を通じ
てビームとして発射される。
車88と90はハウジング74を中心としてモ
ータ装置92と94とによつてそれぞれ回転され
る。車88は構造的干渉機構を概略的に示してい
る。車90は以下説明される目的のための集中・
拡散機構を概略的に図示している。
各車は複数個の窓96を有し、これら窓の少く
とも1個は、各車において、空であり、従つて、
光またはエネルギのビームは何ら変化することな
しにそれを通過し得る。車88はフイルタ98を
有する。フイルタ98は光またはエネルギのビー
ムを変化させて或る周波数のみがそれを通過する
ことを可能ならしめうる。車88は、以下説明さ
れる特別の効果を得るために、異る窓において前
記フイルタの複数個を有しうる。
車90は複数個の窓のおのおのに1個のレンズ
または複数組のレンズ100を有する。各レンズ
は、得られることが希望される効果の別に応じ
て、地球上の区域を収縮あるいは拡張しうる。
中継人工衛星のハウジング74は、万能ジンバ
ル取付台106によつてブラケツト104上に支
持された反射鏡102を有する。取付台106
は、他のジンバル取付台の場合と同じように、モ
ータによつて作動され、レシーバ人工衛星20か
らのビーム54を受取るとともにそれを車88,
90を通じてビーム108として地球レシーバ2
4へ反射させるため遠隔制御システムの制御下で
自在に調整されうる。この構造は、可干渉性放射
エネルギのビーム54が、レシーバ人工衛星20
において発生されるに従つて、反射鏡102によ
つて地球位置26へ直接に反射される仕組みの本
発明のために構設されたものである。
本発明の一代替形式が第2図に破線によつて図
示されている。この破線図は、ビーム54が他の
エネルギ形式に変換されてビーム110として発
射される仕組みを図示している。例えば、この場
合において、反射鏡102はレーザー・ビーム5
4を受取る入力アンテナとして作用するか、また
はそれによつて置換えられる。レーザー・ビーム
は変換器兼メーザー112において処理されて、
マイクロウエーブ・メーザー・ビーム110とし
てアンテナ114を通じて発射される。ジンバル
116と、遠隔制御システムの制御下に在る組合
わされたモータ装置(図示されていない)は、ア
ンテナ114を地球レシーバ24に指向させて維
持する。完全に晴天の日における作動において、
中継衛星22は、単に、地球へ直接にレーザー・
ビーム54を反射するように調整される。これに
代えて、地球上の厚い雲、煙またはもやがレーザ
ーの伝達効率を減じているときは、アンテナ11
4を通じるメーザー伝達に切換えられる。
もし希望されるならば、変換器112は、レシ
ーバ人工衛星に関して説明された如き“ガツトリ
ング砲”型の可干渉性放射エネルギ発生装置44
を組込み、それによつて、アンテナ114からの
異なる光とエネルギの伝達の選択を可能ならしめ
る。アンテナ114は車88と90との窓に対し
て整合され、従つて、もし希望されるならば、ビ
ーム110はその周波数範囲を適切に修正されう
ることは理解されるであろう。
本発明による太陽エネルギ・システムの主用途
の一つは地球上において動力を発生させるように
太陽エネルギを使用することである。これは第6
図に示されており、ビーム108はパラボラ・コ
レクタ118に受取られ、円錐状の反射鏡120
から、出口穴122を通つて、反射鏡124を介
してコイル126へ反射され、以て蒸気を発生せ
しめられる。蒸気はタービンを回転させて電気を
発生させるため在来の発電プラントにおいて使用
されうる。この目的のため、熱エネルギの最大の
集中がコレクタ118のため要求される。このた
めには、中継衛星の車88と、レシーバ衛星の可
干渉性放射エネルギ発生装置44とが、エネルギ
需要の種類の変化およびこれら需要を満たすため
のシステムの融通性の一例として、赤外線エネル
ギの最大の伝達率を可能ならしめる位置へ回転さ
れることを必要とする。
地球レシーバ・発電装置24の代替手段とし
て、蒸気コイル126は反射要素120に代るも
のとして反射器の焦点に直接に配置されうる。さ
らにもう一つの代替手段として、太陽電池の整列
体が、直接に電力を発生するように反射鏡要素1
20に代えて配置され得る。
本発明のその他の応用例として、車88と組立
体44は前述の如く最大熱伝達率を得るように調
整され、一方、車90は比較的大きい区域にエネ
ルギを拡散するように調整される。都市区域にお
ける豪積雪は、これによつて、融解され、または
初めから積雪は防止される。同様に、拡散された
熱線は、果実が熟して摘み取られる迄降霜を防ぎ
または遅くするために果実栽培地帯に照射され得
る。そのような場合において、植物を枯死させる
早霜が夜間に通常出現し、光エネルギよりは熱エ
ネルギが必要とされるときは、可視範囲(概ね
4000〜8000オングストローム)の波長は濾除さ
れ、約8000オングストローム以上の波長が伝達さ
れ得る。各種の波長のフイルタまたは構造的干渉
機構が特定の最終用途のための特定種類のエネル
ギを供給するため車88において使用される。
1個または1個以上のレシーバ人工衛星と中継
人工衛星が、所望される結果に依つて使用されう
る。例えば、単に1個の中継人工衛星22が図示
され、説明されたが、それらが多くの異なる都市
および農村における用途を同時に果たすために
は、それらの群が最終的には要求されると考えら
れる。
以上説明したように、本発明においては、レシ
ーバ人工衛星20が極軌道上において地球の周り
を回転し、それによりレシーバ人工衛星は常時太
陽光線を受けるように維持されて安定した温度状
態に保たれ、中継人工衛星22は赤道軌道上にお
いて地球の周りを回転し、それにより中継人工衛
星は日照部分および日陰部分を通過するが、これ
ら2つの人工衛星は互いに定位関係であつて同時
に同じ象限上の軌道上にあり、このため中継人工
衛星は日陰部分にあつてもレシーバ人工衛星から
太陽エネルギを受けるので、蓄熱器、ヒートシン
ク、蓄電器などのようなエネルギ源からエネルギ
の供給を受ける必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は極軌道上のレシーバ人工衛星と、赤道
軌道上の中継人工衛星と、地球上の固定位置に配
された地上レシーバとを有する本発明のシステム
の概略図;第2図は中継人工衛星の概略図;第3
図はレシーバ人工衛星の概略図;第4図は4−4
線に沿つて取られた第3図の横断面図;第5図は
第3図の矢印5−5線の方向に見たときの、レシ
ーバ人工衛星の受面に配列された入力放物線形コ
レクタの整列群を示したレシーバ人工衛星の端面
図;第6図は地球上の位置に在るレシーバと動力
発生装置の概略図;第7図はコヒレント輻射エネ
ルギ発生器の一形式の概略図である。 図面上、20は『レシーバ人工衛星』;22は
『中継人工衛星』;24は『地球レシーバ・動力
発生装置』;26は『地球上の位置』;28は
『地球』;34『ハウジング』;35は『整列
群』;36は『コレクタ』;40は『出口穴』;
42は『反射鏡要素』;44は『可干渉性放射エ
ネルギ発生装置』;46は『放射エネルギ発生ユ
ニツト』;50は『モータ』;58は『出力反射
鏡』、64,66,68,70,72は『アンテ
ナ』;74は『ハウジング』;88,90は
『車』;98『フイルタ』;100は『レン
ズ』;54,108,110は『ビーム』;12
6は『コイル』を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 地球の周りの軌道上の少なくとも1個のレシ
    ーバ人工衛星と、太陽エネルギを前記レシーバ人
    工衛星から選択された地球上の位置へ伝達するた
    めの装置とを有する太陽エネルギ・システムにお
    いて、レシーバ人工衛生20を極軌道上に配置し
    かつ太陽エネルギを可干渉性放射エネルギに変換
    するための装置36−44を含み、かつ少なくと
    も1個の中継人工衛星22が赤道軌道上に、選択
    された地球上の位置26に対して静止して配置さ
    れ、かつ可干渉性放射エネルギを前記レシーバ人
    工衛生20から前記地球上の位置26へ中継する
    ように配置されていることを特徴とする太陽エネ
    ルギ・システム。 2 特許請求の範囲第1項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記レシーバ人工衛星20が
    可干渉性放射エネルギをレーザー・ビーム54の
    形で前記中継人工衛星22へ伝達する装置46−
    58を含み、かつ前記中継人工衛星22がレーザ
    ー・ビームを前記地球上の位置26へ再指向させ
    るための第1のエネルギ伝達装置102と、レー
    ザー・ビームをメーザー・ビームに変換しかつそ
    れを前記地球上の位置へ伝達する第2のエネルギ
    伝達装置112とを含み、かつ前記第1および第
    2のエネルギ伝達装置を選択的に作動させるため
    の前記中継人工衛星上の制御装置とを含むことを
    特徴とする太陽エネルギ・システム。 3 特許請求の範囲第1項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記レシーバ人工衛星20
    が、その受取面に入力放物線形コレクタ36の列
    35を有するハウジングであつて、前記コレクタ
    のおのおのが出口穴40および対応出口穴を通し
    て太陽放射を指向させるためにその焦点に配され
    た鏡要素42を有するハウジング34と、全ての
    太陽放射を前記出口穴から作用位置へ指向させか
    つ集中させかつ同時に可干渉性放射エネルギのビ
    ーム54を発生させるように太陽エネルギに応答
    する可干渉性放射エネルギ発生装置44へ指向さ
    せかつ集中させるように前記ハウジング内に配さ
    れた装置52と、可干渉性放射エネルギのビーム
    54を前記中継人工衛星の方へ指向させるための
    鏡58とを含み、前記中継人工衛星22が可干渉
    性放射エネルギのビームを前記レシーバ人工衛星
    から受取りかつ可干渉性放射エネルギのビーム1
    08を前記地球上の位置26へ伝達するための鏡
    102を含むハウジング74を有し、前記のよう
    にして受取られた可干渉性放射エネルギのビーム
    を有用な仕事に変換するために前記地球上の位置
    に配された変換装置24と、両方の鏡58,10
    2の位置を調節するために両方の人工衛星に配さ
    れた太陽動力作動装置37,60,76,80,
    102と、ビーム54を前記レシーバ人工衛星2
    0から前記中継人工衛星22へ指向させかつビー
    ム108またはビーム110を前記中継人工衛星
    から前記地球上の位置26へ指向させるための前
    記太陽動力作動装置のための遠隔制御装置64,
    68,70,72とを含むことを特徴とする太陽
    エネルギ・システム。 4 特許請求の範囲第3項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記可干渉性放射エネルギ発
    生装置44が複数個の各個の可干渉性放射エネル
    ギ発生器46と、前記発生器を前記作用位置へ選
    択的に運動させる装置48−50とを有すること
    を特徴とする太陽エネルギ・システム。 5 特許請求の範囲第3項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記人工衛星の1個に、それ
    から伝達される可干渉性放射エネルギのビーム1
    08の周波数を修正するためのフイルタ装置98
    を設けたことを特徴とする太陽エネルギ・システ
    ム。 6 特許請求の範囲第5項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記フイルタ装置98が中継
    人工衛星22に配置されていることを特徴とする
    太陽エネルギ。システム。 7 特許請求の範囲第3項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記人工衛星の1個に、それ
    から伝達される可干渉性放射エネルギのビームの
    強さおよび大きさを修正するための集中および拡
    散装置88,90を設けたことを特徴とする太陽
    エネルギ・システム。 8 特許請求の範囲第7項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記集中および拡散装置8
    8,90が前記中継人工衛星22に配置されてい
    ることを特徴とする太陽エネルギ・システム。 9 特許請求の範囲第3項記載の太陽エネルギ・
    システムにおいて、前記レシーバ人工衛星からの
    可干渉性放射エネルギがレーザー・ビームであ
    り、かつレーザー・ビームを、前記中継人工衛星
    22から前記地球上の位置26へ伝達されるメー
    ザー・ビームに変換する変換装置112が前記中
    継人工衛星にあることを特徴とする太陽エネル
    ギ・システム。 10 特許請求の範囲第3項記載の太陽エネル
    ギ・システムにおいて、前記出口穴40からの太
    陽放射を前記可干渉性放射エネルギ発生装置44
    から外れるように選択的に指向させるための調節
    装置53,55を前記レシーバ人工衛星のハウジ
    ング34に設け、かつ前記調節装置を前記地球う
    えの位置26から作動させるための遠隔制御装置
    70を設けたことを特徴とする太陽エネルギ・シ
    ステム。 11 特許請求の範囲第4項記載の太陽エネル
    ギ・システムにおいて、前記したように受取られ
    た可干渉性放射エネルギのビーム108を別の形
    のエネルギに変換するための動力発生装置を含む
    地上レシーバを前記地球上の位置26に設けたこ
    とを特徴とする太陽エネルギ・システム。
JP12941078A 1977-10-20 1978-10-20 Solar energy system Granted JPS54102545A (en)

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JPS54102545A JPS54102545A (en) 1979-08-13
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