(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの発電衛星と、
複数のミッション衛星と
を具備し、
前記少なくとも一つの発電衛星は、
太陽光を電力に変換する発電部と、
前記複数のミッション衛星の位置情報に基づいて、前記複数のミッション衛星に向けて順次前記電力を無線で送電する送電部と
を備え、
前記複数のミッション衛星の各々は、前記少なくとも一つの発電衛星の無線送電によって供給される前記電力を受電する受電部を具備し、前記少なくとも一つの発電衛星の位置情報に基づいて、その姿勢を制御し、
前記複数のミッション衛星の各々は、前記少なくとも一つの発電衛星の位置情報に基づいて、前記少なくとも一つの発電衛星に対して指向性を有する案内用信号を送信し、
前記少なくとも一つの発電衛星は、前記案内用信号の指向性に基づいて前記送電部の指向性を調整する
人工衛星システム。
【請求項２】
請求項１に記載された人工衛星システムであって、
前記発電衛星は、地上局からの前記各ミッション衛星の位置を示す位置情報に基づいて、前記各ミッション衛星の方向に指向性を有する前記無線送電を行い、
前記各ミッション衛星は、地上局からの前記少なくとも一つの発電衛星の位置を示す位置情報に基づいて、姿勢制御を行い、前記案内用信号を前記少なくとも一つの発電衛星に送信する
人工衛星システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された人工衛星システムであって、
前記各ミッション衛星は、前記案内用信号としてレーザー光を発信する
人工衛星システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載された人工衛星システムであって、
前記発電衛星は複数であり、
前記複数の発電衛星のうち太陽光が当たっている発電可能衛星が前記複数のミッション衛星に前記無線送電を行う
人工衛星システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載された人工衛星システムであって、
前記複数のミッション衛星のうちの少なくとも一つは、前記発電衛星から受電した電力を前記複数のミッション衛星のうちの他のミッション衛星に中継する中継部を具備する
人工衛星システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連携してミッションを行う複数の人工衛星からなる人工衛星システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の人工衛星が連携し、協働してミッションを行う人工衛星システムの研究がなされている。例えば、宇宙観測用の人工衛星システムにおいて、アンテナをそれぞれ備えた複数の小型の人工衛星が、一定範囲の宇宙空間に展開する。各衛星のアンテナの観測結果を合成することにより、直径の大きい合成アンテナとしての機能を実現することができる。
【０００３】
複数の人工衛星からなるシステムに関する先行技術文献として、特許文献１を挙げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６８４６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、人工衛星システムの一例を示す。人工衛星システム１０７は、複数の人工衛星１０５−１、１０５−２、１０５−３からなる。各々の人工衛星１０５−１、１０５−２、１０５−３には、太陽電池１０６が設けられる。各々の人工衛星１０５−１、１０５−２、１０５−３は、管制局１０４と通信を行いつつ、自らの太陽電池１０６で発電した電力を用いて動作する。
【０００６】
太陽電池１０６は、太陽１の光を受けて発電する。従って、人工衛星１０５−３のように地球２などの天体の影３に入った場合、発電することができない。このような場合にも動作を続けるためには、或る程度の容量を有するバッテリーが必要である。しかしながら人工衛星では重量に厳しい制限が課される。そのため大容量のバッテリーを搭載することは困難である。特に小型の人工衛星によって構成される人工衛星システムの場合は、バッテリーを搭載することが困難である。こうした電力不足の問題を解決する技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面において、人工衛星システムは、少なくとも一つの発電衛星と、複数のミッション衛星と、少なくとも一つの発電衛星に設けられ、太陽光を電力に変換する発電部と、少なくとも一つの発電衛星に設けられ、電力を無線で送電する送電部と、複数のミッション衛星の各々に設けられ、少なくとも一つの発電衛星が無線送電する電力を受電する受電部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、人工衛星システムにおいて各衛星に太陽電池やバッテリーを設けることによる設計上の制約を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、人工衛星システムの一例を示す。
【図２】図２は、第１実施形態における人工衛星システムを示す。
【図３】図３は、第２実施形態における人工衛星システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図２は、本発明の第１実施形態における人工衛星システムを示す。人工衛星システムは、ミッション衛星システム７と、発電衛星８とを備える。ミッション衛星システム７は、複数のミッション衛星５からなる。
【００１１】
複数のミッション衛星５は、連携してミッションを遂行する。例えば、複数のミッション衛星５が、互いに相対的な位置が一定となるように制御される。個々のミッション衛星５は宇宙観測用のアンテナを備え、そのアンテナによる画像を生成する。個々のミッション衛星５の画像を合成することによって、実効的に大口径のアンテナと同等の画像が得られる。
【００１２】
発電衛星８には、太陽電池パネル９と、送電部１０とが設けられる。太陽電池パネル９は、太陽１の光を電力に変換する。発電衛星８は、マイクロ波などを搬送媒体とする無線送電によってミッション衛星システム７に電力１３を供給する。発電衛星８は、常に影３に入らないように制御される。あるいは複数の発電衛星８が軌道上に配置され、常にその中のいずれかの衛星に太陽１の光が当たるように制御される。この場合、各発電衛星８が自らに太陽１の光が当たっているか否か、すなわち発電可能な状態か否かを監視する。太陽１の光が当たっている発電衛星８により、ミッション衛星システム７に電力１３が供給される。
【００１３】
発電衛星８は、地上の管制局４から各ミッション衛星５の位置情報（軌道上の位置や速度を示す情報）に基づいて、複数のミッション衛星５の各々に対して順次、送電部１０のアンテナの指向性を向けて、無線送電を行う。
【００１４】
各ミッション衛星５は更に、レーザー光などの強い直進性を有する案内用の信号１４を発電衛星８の方向に発信してもよい。このような信号１４は、例えば各ミッション衛星５が地上の管制局４から発電衛星８の位置を示す信号１１を受信し、その信号１１に基づいて案内容の信号１４の発信器の指向性を発電衛星８の方に向けてもよい。又はミッション衛星５は、電力１３を搬送するマイクロ波の発信源の方向を検出し、その発信源の方向に案内容の信号１４の発信器の指向性を向けてもよい。発電衛星８は、信号１４を受信すると、その信号１４の発信源の方向に送電部１０の指向性を微調整する。このような方法により、送電部１０の指向性をより正確にミッション衛星５の方向に向けることができ、送電効率が向上する。
【００１５】
ミッション衛星５には、発電衛星８からの電力１３を受け取る受電部６が設けられる。受電部６が指向性を有する場合は、ミッション衛星５は管制局４からの信号１１によって発電衛星８の位置に関する情報を取得する。ミッション衛星５は、その位置情報に基づいて姿勢制御する。その結果、受電部６のアンテナの指向性が発電衛星８の方向（電力１３を送電するための強い指向性・直進性を有するマイクロ波の方向）を向く。その後、電力１３を受電することにより、集電効率を向上することができる。
【００１６】
ミッション衛星システム７は、地上の管制局４との間で信号１１の送受信を行いつつ、各ミッション衛星５が受電した電力１３を用いてミッションを遂行する。ミッションを遂行するために十分な電力を発電衛星８から得られる場合には、各ミッション衛星５に太陽電池を設ける必要が無い。特に小型のミッション衛星５からなるミッション衛星システム７の場合は、軽量化の要求と、ミッションに使用する電力が小さいことが多いという事情から、自らは太陽電池を持たないミッション衛星５を用いるのに適している。
【００１７】
図３は、本発明の第２実施形態における人工衛星システムを示す。この実施形態においては、第１実施形態の構成に加えて、ミッション衛星システム７を構成する少なくとも１つのミッション衛星５−１が、電力を中継するリレー衛星としての機能を有する。そのミッション衛星５−１には、マイクロ波等による搬送で無線送電を行うための中継部１５が設けられる。ミッション衛星５−１は発電衛星８から受電した電力を中継して、中継部１５によってそのミッション衛星５に送電することができる。このような中継は、次のような場合に有効である。（１）ミッション衛星５が発電衛星８から送電できない影３に位置する。（２）ミッション衛星５と発電衛星８との距離が大きいため、無線送電の効率が低い。
【００１８】
管制局４は、軌道情報等に基づいて発電衛星８がいずれかのミッション衛星５に対して送電することが困難であると判断すると、ミッション衛星５−１に対して、電力の中継を指令する信号１１を送信する。指令先のミッション衛星５−１としては、発電衛星８とそのミッション衛星５との間に位置するなど中継しやすい位置に有る衛星が選ばれる。管制局４は更に、給電対象のミッション衛星５の位置に関する情報もミッション衛星５−１に送信する。ミッション衛星５−１は、その位置情報に基づいて、中継部１５が備える無線送電用のアンテナの指向性を給電対象のミッション衛星５に向ける。その後、ミッション衛星５−１は、発電衛星８から受電した電力１３を給電対象のミッション衛星５に中継する。このような動作により、いずれかのミッション衛星５が給電を受けられなくなる事態を避けることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１  太陽
２  地球
３  影
４  管制局
５、５−１  ミッション衛星
６  受電部
７  ミッション衛星システム
８  発電衛星
９  太陽電池パネル
１０  送電部
１１  信号
１２  信号
１３  電力
１４  ガイド信号
１５  中継部
１０４  管制局
１０５−１〜１０５−３  ミッション衛星
１０６  太陽電池
１０７  人工衛星システム
【図１】
0005955051.tif 000002
【図２】
0005955051.tif 000003
【図３】
0005955051.tif 000004