JPS63141899A - 太陽光集光装置付スピン衛星 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、人工衛星に関し、特に通信衛星など太陽光集
光装置を備えたスピン衛星に関するものである。

［従来の技術］ 近年、国内外におけるディジタル情報や映像情報等の伝
送手段の中継ステーションとして通信衛星を用いるネッ
トワークが実用化段階に到達しつつある。

これらの通信衛星においては、衛星自体を回転させて安
定姿勢を維持するとともに、有限エネルギーで重量の大
なる電池等に代って、地球上に比べてあまり減衰してい
ない宇宙空間における太陽光を光電変換素子アレイによ
って電力に変換してエネルギー源としているものが多い
。

第６図は、通信衛星として用いられる従来例に関するス
ピン衛星の一部破断した断面図である。

図において、（１）は通信衛星本体、（２）は通信用ア
ンテナ、（３）は上記通信衛星本体（１）の外周面上に
配設された太陽電池アレイである。

第７図及び第８図は、特開昭６０−１４４８００号公報
に示された従来例のスピン衛星の伸展型太陽電池パネル
装置であり、第７図は該従来例の平面図、第８図は該従
来例の側面図である。図において、（４）は外側太陽電
池パネル、（５）は該外側太陽電池パネル（４）の内側
に設けられた内側太陽電池パネル、（６）は該外側太陽
電池パネル（４）と内側太陽電池パネル（５）を展開す
る展開機構、（７）は該展開機構（６）の駆動部、（８
）は該展開機構駆動部（６）を支持する構体シェルフ、
（９）は該構体シェルフ（８）を支持する構体本体、（
１０）は該構体本体（９）のスピン軸、（１１）は上記
スピン衛星を格納するロケットである。

従来のスピン衛星は上記のように構成され、衛星自体が
回転することにより姿勢の安定を保つとともに、衛星の
外周上に取り付けられた太陽電池（３）により電力を生
み出している。また第７図及び第８図に示すスピン衛星
の伸展型太陽電池パネル装置は、スピン衛星構体本体外
周に複数の円筒シェルから成る太陽電池パネル（４）、
（５）を、外側太陽電池パネル（４）の円筒シェルの継
目４ａ−４ｂ間、４ｂ−４ｃ間、４ｃｍ４ｄ間、４ｄ−
４ａ間と内側太陽電池パネル（５）の円筒シェル継目５
ａ−５ｂ間、５ｂ−５ａ間、５ｃｍ５ｄ間、５ｄ−５ａ
間との各継目が順に互い違いになるように重ねて設ける
とともに、前記各円筒シェルの中央部に放射状展開機構
（６）を接続し、軌道投入時、展開駆動部（７）により
前記展開機構（６）を構体本体（９）のスピン軸（１０
）より放射状に伸長し、前記外側太陽電池パネル（４）
の円筒シェルと前記内側太陽電池パネル（５）の円筒シ
ェルを展開し、円筒パネル収納時の約２倍　゛の直径の
太陽電池パネル円筒を形成する構造となっている。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のスピン衛星は、衛星外表面積に太陽電池アレイが
張りめぐらされているので、もし伸展型太陽電池パネル
装置を備え付けて衛星外周円筒直径を２倍に拡大しても
、はぼ平行光をなす太陽光を受光できるのは、太陽光に
照らされる側すなわち、衛星外表面積の半分であり、衛
星の形部に含まれる裏側外表部に位置する太陽電池アレ
イは、受光しないがゆえに機能せず、効率が悪いという
問題点があった。

また、太陽光に面して光電変換を機能している面も円筒
状で曲率を有するので、中心近傍の一部でほぼ垂直に効
率良く太陽光を入射し得るとしても、端部に近付くにつ
れ、入射光角度は垂直入射に対して斜傾することになり
、この結果、衛星の太陽光に面する表側部においても効
率よく電力を発生できないという問題点があった。

さらに太陽電池は、繰り返し暗部に位置したり、光の強
照射を受けたりの反復がスピンに応じて行われるので、
電池アレイの光疲労と暗順応が繰り返されることにより
、特性のコントロールが難しいという問題点も内包して
いた。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされ
たものであり、スピン衛星に対し、太陽光集光装置を取
り付けるだけでスピン衛星の太陽電池アレイ全面に対し
太陽光を同時に照射し得、効率のよい太陽光光電変換発
電を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に関する太陽光集光装置付スピン衛星は、スピン
衛星本体と、本体に取り付けられた衛星本体中心に対し
、放射状に伸展及び収縮可能な梁材と、該梁材を骨組構
造とする光反射膜とを備えた太陽光集光装置により構成
され、該集光装置は、常に太陽の位置する方向に対面し
て太陽光を受光させアンテナ面は常に地球位置の方向に
対面するように制御したものである。

［作用］ 本発明においては、スピン衛星本体に取り付けた太陽光
集光装置により、太陽光照射に対するスピン衛星上の衛
ｈ）本体の照射部分に対する影となる衛星本体投影裏半
面に対しても、反射型集光装置に太陽光を反射させて照
射させる作用を得ることができ、常に衛星本体全周面に
て太陽電池アレイによる光電変換作用を行わせられるこ
とになる。

Ｃ実施例コ 以下、本発明の一実施例を図を参照して説明する。第１
図は、本発明一実施例の上面図、第２図は本発明一実施
例の斜視図である。これらの図において、（１）はスピ
ン衛星本体、（２）はこのスピン衛星本体（１）に取り
付けた通信用アンテナであり、ここでは図示していない
がスピン衛星本体（１）に取り付けられたアクチュエー
タにより駆動され任意の回転制御ができるものである。

（３）は上記スピン衛星本体（１）の円筒外周面に取り
付けた太陽電池アレイであり、（１２）は上記スピン衛
星本体（１）に取り付けた伸展収縮梁であり、（工３）
は上下のこの伸展収縮梁（１２）を結合している結合部
材であり、（了４）は隣接するこの結合部材（１３）と
上記の伸展収縮梁（１２）の結合点を結ぶ張カケープル
であり、（１５）はこの張カケープル（１４）と上記結
合部材（１３）で囲まれた領域に張られた光反射薄膜で
ある。これら（１２）〜（１５）により構成される太陽
光集光器（１８）は、スピン衛星本体に取り付けられた
上記通信アンテナ（２）用のアクチュエータとは独立な
アクチュエータにより駆動され任意の回転ができる。ま
た、この太陽光集光器（１８）の構成材料はいずれも軽
量なもので構成されており、上記スピン衛星本体（１）
に対する質量及び慣性モーメントは極めて低いものとな
っている。（１６）は上記通信用アンテナ（２）に取れ
付けられた地球センサであり、（１７）は上記伸展収縮
梁（１２）に取り付けられた太陽センサである。

第３図及び第４図は、上記伸展収縮梁（１２）を収縮し
た状態を示す下面図及び側面図である。

また第５図は宇宙空間における太陽及び地球と上記スレ
ン衛星本体（１）と上記太陽光集光器（１８）さらに上
記衛星本体（１）に取り付けられた通信用アンテナ（２
）の向きの間の制御される相対位置関係を示す概要図で
ある。

次に動作について説明する。スピン衛星打ち上げ時には
第３図、第４図に示されるように伸展収縮梁（１２）は
収縮状態にあり、また太陽光を反射する光反射薄膜（１
４）は畳んだ状態となっておりコンパクトなスペースに
収納できるようになっている。ロケットにより所定の宇
宙空間の軌道に打ち上げられた後、本スピン衛星は太陽
光集光器（１８）の展開を開始する。まず伸展収縮梁（
１２）が伸展を開始し、所定の長さまで伸展したら図示
してはいないが、ロック機構により長さ一定の状態で固
定となる。そうすることにより太陽光集光器（１８）は
宇宙空間上で展開される。

この展開時において張カケープル（１４）　、光反射薄
膜（１５）は光反射薄膜（１５）がたるまないように一
定の張力で引っ張られている。この光反射薄膜（１５）
は第１図に示すように太陽光集光器（１８）に対し正面
から入射した太陽光を反射させスピン衛Ｍ本体（１）の
裏側に集るように方向を定められている。また光反射薄
膜（１５）の幅（各梁（１２）先端間の距離）は、反射
した太陽光を損失しないようにスピン衛星本体（１）の
直径よりも短いものとなっている。第１図及び第２図に
おで、伸展収縮梁（１２）の本数が計５組となっている
がこれは、スピン衛星本体（１）の大きさと太陽光集光
装置（１８）の大きさのバランスにより適切な組み合せ
数に設定することができる。

太陽光集光装置（１８）を展開して後、図示していない
がスピン衛星本体（１）のラジアルスラスタ及びアキシ
ャルスラスクを用い姿勢制御を行い、かつ通信用アンテ
ナ（２）のアクチュエータと太陽光集光装置（１８）用
のアクチュエータを用いて第５図に示したような地球・
太陽・太陽光集光装置（１８）・通信用アンテナ（２）
の相対位置関係となるように制御を行う。この際、スピ
ン衛星本体（１）から見た地球の方向と太陽の方向はそ
れぞれ地球センサ（１６）　、太陽センサ（１７）によ
り検出され、姿勢Ｒ？＋制御用の信号を発することにな
る。

また、スピン衛星本体（１）はロケットとの切り離しに
際して最適の回転が第１図、第２図矢印方向に示すよう
に予め与えられており、姿勢の安定化が図られている。

これに対し、通信用アンテす（２）及び太陽光集光器（
１８）は、各々アクチュエータにより駆動され常に第５
図に示すようにそれぞれ地球及び太陽に向いている。本
発明においては、太陽光集光器（１８）はスピン衛星本
体（１）に対し極めて軽量なものであるので、太陽光集
光器（１８）を駆動することによる影響はスピン衛星本
体（１）の姿勢安定化に対して大きな影響は及ぼさない
。

以上によりスピン衛星本体（１）の姿勢制御に大きな影
響を及ぼすことなしに、常にスピン衛星本体（１）の裏
側にも太陽光を得ることができ、効率の良い太陽光発電
が達成される。

なお、上記実施例では、太陽光集光器（１８）は、平面
の光反射面を形成しているが、反射面の形状を球面やパ
ラボラ面などの曲面とすることにより、より高い効果が
期待できる。

また、上記実施例において太陽光集光器（１８）の半径
を大きくすることにより集光能力は向上し、より高い効
果が期待できる。

また、上記実施例において太陽光反射面の部品として光
反射薄膜（１５）を用いたが、この太陽光反射面の部品
はコンパクトに収納可能でかつ軽口なものであれば同等
の効果が期待できる。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したとおり、スピン衛星に対して太
陽光集光装置を取り付ける手段によりスピン衛星の太陽
電池アレイ全面に対し常時太陽光を当てることになり、
効率の良い太陽光発電を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明一実施例による太陽光集光装置付スピ
ン衛星を示す上面図、第２図は本発明一実施例を示す太
陽光集光装置管スピン衛星を示す斜視図、第３図は本発
明一実施例において伸展収縮梁を収縮した状態を示す下
面図、第４図は本発明一実施例において伸展収縮梁を収
縮し光反射薄膜のない状態を示す側面図、第５図は制御
すべき太陽光集光装置と通信用アンテナと地球及び太陽
との相対位置関係を示した図゛、第６図は従来のスピン
衛星の斜視図、第７図は従来のスピン衛星の伸展型太陽
電池パネル装置を示す上面図、第８図は従来のスピン衛
星の伸展型太陽電池パネル装置を示す側面図である。 図において、（１）はスピン衛星本体、（１２）は伸展
収縮梁、（１３）は結合部材、（１４）は張カケープル
、（１５）は光反射薄膜である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他　２名） 第３１　　　　第４図 第５図 朕　　　ａ　　　制 ［Ｆ］さ− 憤 第６図 第７図 第８図 昭和　　年　　月　　日 ２１発明の名称 太陽光集光装置付スピン衛生 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三
菱電機株式会社内 ６、補正の内容　　　　　　第７図を別紙の通り補正す
る。 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）衛星の周囲に伸縮する構体を配設し、該構体に衛
   星本体の外表に配される太陽電池アレイに太陽光を集光
   する反射型太陽光集光装置を備えることを特徴とする太
   陽光集光装置付スピン衛星。
2. （２）反射型太陽光集光装置は、衛星本体中心から放射
   状に伸展収縮可能な伸展収縮梁と該伸展収縮梁を骨組構
   造として構成される構造物に配設される光反射薄膜によ
   り成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太
   陽光集光装置付スピン衛星。
3. （３）スピン衛星の運動のいかんにかかわらず反射型太
   陽光集光装置を常時太陽に対面して太陽光入射を得るご
   とく制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の太陽光集光装置付スピン衛星。