Brevet FR2765190A1 — publié le 19981231

La présente invention concerne les satellites, notamment géostationnaires, et, plus particulièrement, le contrôle thermique desdits satellites. On sait que les équipements électroniques embarqués à bord des satellites dissipent de l'énergie sous forme thermique. Pour maintenir lesdits équipements dans une plage de tempé- rature optimale de fonctionnement, il est donc nécessaire d'évacuer, à l'extérieur du satellite, l'énergie thermique excédentaire. On sait de plus qu'une telle évacuation d'énergie thermique est en général obtenue par rayonnement vers l'espace. Dans le cas d'un satellite, notamment un satellite de télécommunications, comportant une face nord et une face sud, opposées l'une à l'autre et respectivement orthogonales à l'axe des pôles de la Terre, il est usuel que le rayonne- ment de la chaleur du satellite vers l'espace s'effectue par lesdites faces nord et sud, utilisées en radiateur thermi- que. Un tel processus d'évacuation de chaleur est avanta- geux, car lesdites faces nord et sud: - subissent, sur une période annuelle, un ensoleillement minimal par rapport aux autres faces du satellite; et - ont une illumination solaire constante sur une journée, c'est-à-dire sur une révolution, ce qui permet d'éviter des variations de température trop importantes. Cependant, du fait même de cette illumination solaire qui apporte de l'énergie thermique auxdites faces nord et sud, l'évacuation de chaleur par celles-ci ne peut être optimale et peut même être insuffisante pour assurer auxdits équipe- ments une température de fonctionnement adéquate. Cet inconvénient est d'autant plus prononcé que générale- ment, de façon simple et connue, les surfaces radiatives desdites faces nord et sud --surfaces radiatives qui sont la base du contrôle thermique du satellite-- sont assurées par un revêtement réflecteur solaire à forte émissivité infra- rouge, du type OSR (Optical Solar Reflector), recouvrant au moins en partie lesdites faces. En effet, un tel revêtement absorbe une partie non négligeable de la puissance solaire incidente et présente donc une capacité de rejet thermique limitée. De plus, les revêtements OSR présentent les incon- vénients supplémentaires d'être coûteux et d'être sensibles au vieillissement sous l'effet du rayonnement solaire. L'objet de la présente invention est donc d'accroître la capacité de rejet thermique d'un satellite, notamment par15 l'intermédiaire des surfaces radiatives de ses faces nord et sud, tout en ayant la possibilité de réduire l'aire desdites surfaces radiatives et en augmentant la durée de vie de ces dernières. A ces fins, selon l'invention, le satellite, notamment géostationnaire, comportant: - au moins une face utilisée en radiateur thermique pour les équipements embarqués à bord dudit satellite et disposée sur le trajet du rayonnement solaire; et - au moins un panneau solaire générateur d'électricité, constamment orienté vers le soleil et en saillie par rapport à ladite face, est remarquable, conformément à la présente invention, en ce qu'il comporte des moyens solidaires dudit panneau solaire et formant écran au rayonnement solaire dirigé vers ladite30 face. Ainsi, lesdits moyens portent en permanence leur ombre sur ladite face, quelle que soit la position du soleil, de sorte que la température de celle-ci est abaissée et que la capacité de rejet thermique de ladite face est accrue. De plus, la surface radiative de ladite surface est protégée du soleil, de sorte que son revêtement réflecteur solaire a une durée de vie plus longue. Un tel revêtement réflecteur solaire peut d'ailleurs n'être plus nécessaire et être remplacé par un revêtement présentant l'émissivité la plus élevée et donc la capacité de rejet thermique la plus grande. Lesdits moyens formant écran pourraient être constitués par le panneau solaire lui-même, agencé et conformé pour pouvoir porter son ombre sur ladite face. Cependant, de préférence, ils sont formés par un écran solidarisé dudit panneau solaire. Bien entendu, la hauteur et la largeur dudit écran, ainsi que sa distance par rapport audit générateur solaire,15 sont déterminées pour que l'ombre qu'il porte sur ladite face corresponde au moins à la capacité de rejet souhaitée. Un tel écran peut avoir une forme simple ou un profil optimisé, être d'une seule pièce ou réalisé en plusieurs éléments. Il peut être constitué d'une matière multicouche ou d'une simple peau avec des revêtements externes adéquats, destinés à limiter les effets du soleil sur celui-ci, donc sur les surfaces radiatives, et à augmenter leurs capacités de rejet. Lors de la phase de lancement, l'écran peut être déjà en position opérationnelle ou replié et dans ce cas son25 déploiement peut être automatique ou commandé. De préférence, ledit écran est disposé à la périphérie de la plate-forme dudit satellite. Il va de soi que la forme de cette plate-forme peut être quelconque, que l'écran peut être au droit, à l'intérieur ou à l'extérieur de celle-ci et qu'il peut également dépasser ou non de celui-ci. Dans le cas usuel o ledit panneau solaire est disposé centralement par rapport à ladite face, il est avantageux que ledit écran soit solidarisé dudit panneau solaire par l'intermédiaire d'au moins un bras. Un tel bras peut être un composant spécifique ou être intégré au générateur ou à l'écran. Il peut être fixé à n'importe quelle partie du générateur solaire. Cependant, avantageusement, il est solidaire du pied dudit panneau solaire. Ladite face radiative du satellite peut être plane et recouverte au moins partiellement par un revêtement forte- ment émissif. Comme mentionné ci-dessus, une telle face radiative peut être la face nord ou la face sud de la plate-forme dudit satellite. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des réfé-15 rences identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 illustre un satellite sur son orbite géostation- naire. Les figures 2 et 3 illustrent schématiquement et partielle- ment, respectivement en vue de côté et en vue de dessus, un20 mode de réalisation du satellite conforme à l'invention. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un satel- lite géostationnaire 1 sur son orbite 2 autour de la Terre 3. La plateforme 4 du satellite 1 présente, par exemple, une forme parallélépipédique et elle comporte une face nord 5 et une face sud 6 perpendiculaires à l'axe de pôles de la Terre. Des panneaux solaires 7 et 8 sont prévus pour alimenter le satellite 1 en énergie électrique et sont en permanence dirigés vers le soleil, dont ils reçoivent le rayonnement 9. Les panneaux solaires 7 et 8 sont disposés centralement en saillie, respectivement par rapport à la face nord 5 et à la face sud 6, par exemple grâce à des pieds 10 ou 11 solidari- sant lesdits panneaux 7 et 8 de la plate-forme 4. De façon connue, lesdits pieds 10 et 11 sont articulés pour permettre auxdits panneaux 7 et 8 de prendre une position repliée le long de la plate-forme 4 pendant le lancement du satellite 1 et une position déployée (celle représentée sur la figure 1 et décrite ci-dessus) lorsque ledit satellite est mis sur son orbite 2. De plus, de façon également connue, les pieds 10 et 11 peuvent tourner autour d'un axe Z-Z (voir les flèches courbes 12 des figures 2 et 3) orthogonal auxdites faces nord et sud 5 et 6, pour que lesdits panneaux solaires 7 et 8 puissent en permanence être orientés vers le soleil (rayonnement 9) sous l'action d'un dispositif d'asservisse- ment de position (connu et non représenté) disposé dans la plate-forme 4. Le contrôle thermique du satellite 1 est obtenu en utilisant les faces nord et sud 5 et 6 comme radiateurs thermiques, comme cela a été expliqué ci-dessus. A cet effet, ces faces portent un revêtement émissif 13, les recouvrant au moins en partie et formant la surface radiative desdites faces (voir les figures 2 et 3). Conformément à la présente invention, et comme cela est représenté sur les figures 2 et 3 à propos de la face nord , on prévoit un écran 14, disposé à la périphérie de la plate-forme 4 du satellite et disposé sur le trajet du rayonnement solaire 9 pour que son ombre portée sur la face30 5 recouvre entièrement celle-ci, ou au moins son revêtement émissif 13. L'écran 14 est solidarisé du pied 10 du panneau solaire 7 par l'intermédiaire d'un bras 15. La position et la forme de l'écran 14 sont prévues pour que celui-ci puisse se déplacer en rotation autour de l'axe Z-Z,5 avec ledit panneau solaire 7, en fonction de l'orientation du rayonnement solaire 9, afin de porter en permanence son ombre sur ladite face 5, ou tout au moins le revêtement 13. REVENDICATIONS 1. Satellite, notamment géostationnaire, comportant: - au moins une face (5) utilisée en radiateur thermique pour les équipements embarqués à bord dudit satellite (1) et disposée sur le trajet du rayonnement solaire (9); et - au moins un panneau solaire (7) générateur d'électricité, constamment orienté vers le soleil et en saillie par rapport à ladite face (5), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens solidaires dudit panneau solaire (7) et formant écran au rayonnement solaire10 (9) dirigé vers ladite face (5). 2. Satellite selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens formant écran sont constitués par ledit panneau solaire (7) lui-même. 3. Satellite selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens formant écran sont constitués par un écran (14) solidarisé dudit panneau solaire (7). 4. Satellite selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit écran (14) est disposé à la périphérie de la plate-forme (4) dudit satellite. 5. Satellite selon la revendication 4, dans lequel ledit panneau solaire (7) est disposé centralement par rapport à ladite face (5), caractérisé en ce que ledit écran (14) est solidarisé dudit25 panneau solaire (7) par l'intermédiaire d'un bras (15). 6. Satellite selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit bras (15) est solidaire du pied (10) dudit panneau solaire (7). 7. Satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite face (5) est recouverte au moins partiellement par un revêtement à forte émissivité5 infrarouge (13). 8. Satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite face (5) est la face nord de la plate-forme (4) dudit satellite. 9. Satellite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite face est la face sud de la plate-forme (4) dudit satellite.