(57)【要約】      （修正有）【課題】積層衛星システムを打ち上げるための方法、積層衛星システムの衛星を製造するための方法を提供する。【解決手段】積層パンケーキ型衛星１００は、セクションを含み、セクションは、打ち上げ前には共に折り畳まれるか、或いは枢動し、展開時には相互に離れるように展開又は枢動する。第１セクションは、放熱部１０８として機能する第１面と、アンテナ１１０を含む第１面の反対側の第２面とを有する衛星本体１０２である。第２セクションは、衛星本体の第１面に隣接して取り付けられた１つ又は複数のソーラーパネル１０４を含む。第３セクションは、スプラッシュプレート反射体１０６を含み、スプラッシュプレート反射体は、衛星本体の第２面に隣接して取り付けられるとともに、地球とアンテナとの間の信号１１２を反射させる。展開時、ソーラーパネルは、太陽の方向を向き、スプラッシュプレート反射体は、地球とアンテナとの間の信号を誘導する。【選択図】図１
2018008684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打上機のペイロードフェアリング内で積層可能に構成された複数の衛星を含み、
前記衛星の各々は、相互に枢動可能に接続された複数のセクションを含み、前記セクションは、打ち上げ前には共に折り畳まれるか、或いは枢動し、軌道に達した後の展開時には、相互に離れるように展開又は枢動し、
前記セクションのうちの第１のセクションは、放熱部として機能する第１面と、少なくとも１つのアンテナを含む前記第１面の反対側の第２面とを含む衛星本体であり、
前記セクションのうちの第２のセクションは、前記衛星本体の前記第１面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのソーラーパネルを含み、太陽からの光が、前記ソーラーパネルにより電気に変換されるようになっており、
前記セクションのうちの第３のセクションは、前記衛星本体の前記第２面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのスプラッシュプレート反射体を含み、地球と前記衛星の前記アンテナとの間の無線周波数信号が、前記スプラッシュプレート反射体により反射されるようになっており、
展開時には、前記ソーラーパネルは、前記衛星本体の前記第１面から離れる方向へ枢動して、前記ソーラーパネルが、太陽の方向を向くように構成されており、前記スプラッシュプレート反射体は、前記衛星本体の前記第２面から離れる方向へ枢動して、地球と前記アンテナとの間の前記信号を誘導するように構成されている、積層衛星システム。
【請求項２】
前記セクションは、共に折り畳まれた際、実質的にフラットな形状を維持する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記衛星本体は、前記第１面に空洞を有するとともに、前記第２面に中空領域を有し、これにより、共に折り畳まれた際、前記少なくとも１つのソーラーパネルは、折り畳まれた状態にて前記中空領域内に格納され、前記アンテナは、前記空洞内に配置され、前記スプラッシュプレート反射体は、前記空洞内において前記アンテナに隣接して格納される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
さらに、前記空洞を囲む前記衛星本体の前記第１面を覆う多角形閉塞部材を含み、
前記放熱部及び前記少なくとも１つのソーラーパネルは、前記中空領域内に配置され、前記ソーラーパネルは、折り畳み時に前記中空領域内に収納される複数の折り畳み式ソーラーアレイを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのソーラーパネルは、実質的に同じ形状を有する複数のパネル要素を含み、前記複数のパネル要素は、前記中空領域内に収まるように相互に折り畳まれる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つのソーラーパネルは、少なくとも部分的に自身が折り畳まれるように構成された多分割アレイを含む、請求項１〜５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
積層衛星システムを打ち上げるための方法であって、
打上機のペイロードフェアリング内に、複数の衛星を積層し、その際、
前記衛星の各々は、相互に枢動可能に接続された複数のセクションを含み、前記セクションは、打ち上げ前には共に折り畳まれるか、或いは枢動し、軌道に達した後の展開時には、相互に離れるように展開又は枢動し、
前記セクションのうちの第１のセクションは、放熱部として機能する第１面と、少なくとも１つのアンテナを含む前記第１面の反対側の第２面とを含む衛星本体であり、
前記セクションのうちの第２のセクションは、前記衛星本体の前記第１面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのソーラーパネルを含み、太陽からの光が、前記ソーラーパネルにより電気に変換されるようになっており、
前記セクションのうちの第３のセクションは、前記衛星本体の前記第２面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのスプラッシュプレート反射体を含み、地球と前記衛星の前記アンテナとの間の無線周波数信号が、前記スプラッシュプレート反射体により反射されるようになっており、
前記打上機を用いて、前記複数の衛星を打ち上げて軌道に乗せ、
軌道に達した際、前記打上機の前記ペイロードフェアリングから、前記複数の衛星の各々を順次供給し、その際、前記衛星の各々が展開されると、前記第２セクションを前記衛星本体の前記第１面から離れる方向へ枢動させることにより、前記ソーラーパネルを太陽の方向に向け、前記第３セクションを前記衛星本体の前記第２面から離れる方向へ枢動させることにより、前記スプラッシュプレート反射体が地球と前記アンテナとの間の前記無線周波数信号を誘導するようにする、方法。
【請求項８】
前記衛星本体は、前記第１面に空洞を有するとともに前記第２面に中空領域を有し、これにより、共に折り畳まれた際、前記少なくとも１つのソーラーパネルは、折り畳まれた状態にて前記中空領域内に格納され、前記アンテナは、前記空洞内に配置され、前記スプラッシュプレート反射体は、前記空洞内において前記アンテナに隣接して格納される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
多角形閉塞部材が、前記空洞を囲む前記衛星本体の前記第１面を覆い、
前記放熱部及び前記少なくとも１つのソーラーパネルは、前記中空領域内に配置され、前記ソーラーパネルは、折り畳み時に前記中空領域内に収納される複数の折り畳み式ソーラーアレイを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
衛星を製造するための方法であって、前記衛星は、請求項１に記載の積層衛星システムによる、打上機のペイロードフェアリング内のものと同じ構成の１つ又は複数の他の衛星に積層可能に構成されている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星に関し、特に、積層パンケーキ型衛星に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信、ナビゲーション、観測、及び、研究を含む様々な目的で、衛星及び他の宇宙機が用いられている。しかしながら、衛星を宇宙空間に打ち上げるには多額の費用がかかる。
【０００３】
衛星の打ち上げにかかる費用が高くなる要因は多く存在する。さらに、これらの要因は、衛星設計を決定する上での制約となる。衛星設計を決定する上で最も基本的な制約のうちの２つは、打上機により支持される衛星の数、及び、衛星の形状を制限する打上機のペイロードフェアリングの形状である。
【０００４】
したがって、打上機に複数の衛星を格納できるような衛星設計が望ましい。また、ペイロードフェアリングの形状の範囲内で、使用する衛星の形状が最適化されている衛星設計が望ましい。
【０００５】
したがって、改良された衛星設計が求められている。本発明はこの要望を満たすものである。
【発明の概要】
【０００６】
上述した先行技術における制約を克服するため、及び、本明細書を読んで理解すれば明らかになるであろう他の制約を克服するために、本発明は、積層衛星システム、積層衛星システムを打ち上げるための方法、積層衛星システムで用いる衛星を製造するための方法を開示する。
【０００７】
上記積層衛星システムは、打上機のペイロードフェアリング内で積層可能に構成された複数の衛星を含む。前記衛星は、打ち上げ前、前記打上機の前記ペイロードフェアリング内に積層コラム状に配置される。前記複数の衛星は、前記打上機の前記ペイロードフェアリング内において、少なくとも１つの下側の衛星の垂直方向上側に設けられた少なくとも１つの上側の衛星を含み、構造体は、これらの上側及び下側の衛星の両方に対する打ち上げ荷重に耐える。前記衛星は、軌道に達した後、前記打上機の前記ペイロードフェアリングから受動的に供給される。
【０００８】
前記衛星の各々は、相互に枢動可能に接続された複数のセクションを含み、前記セクションは、打ち上げ前には共に折り畳まれるか、或いは枢動し、軌道に達した後の展開時には、相互に離れるように展開又は枢動する。前記セクションが共に折り畳まれた際の外形輪郭は、卵形、楕円形、円形、又は、多角形である。前記セクションは、共に折り畳まれた際、実質的にフラットな形状を維持する。
【０００９】
前記セクションのうちの第１のセクションは、放熱部として機能する第１面と、少なくとも１つのアンテナを含む前記第１面の反対側の第２面とを含む衛星本体である。前記アンテナは、一実施形態においては、マルチビームアンテナを含む。前記セクションのうちの前記第１のセクションは、前記放熱部の上か、或いはこれと共に取り付けられたバス及びペイロードユニットを含む。
【００１０】
前記セクションのうちの第２のセクションは、前記衛星本体の前記第１面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのソーラーパネル、場合によっては、２つ又はそれ以上のソーラーパネルを含み、太陽からの光が、前記ソーラーパネルにより電気に変換される。一実施形態においては、前記ソーラーパネルは、少なくとも部分的に自身が折り畳まれるように構成された多分割アレイを含む。
【００１１】
前記セクションのうちの第３のセクションは、前記衛星本体の前記第２面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのスプラッシュプレート反射体を含み、地球と前記衛星の前記アンテナとの間の無線周波数信号が、前記スプラッシュプレート反射体により反射される。
【００１２】
前記衛星本体は、前記第１面に空洞を有するとともに前記第２面に中空領域を有し、これにより、共に折り畳まれた際、前記ソーラーパネルは、折り畳まれた状態にて前記中空領域内に格納され、前記アンテナは、前記空洞内に配置され、前記スプラッシュプレート反射体は、前記空洞内において前記アンテナに隣接して格納される。
【００１３】
一実施形態において、前記放熱部及び前記ソーラーパネルは、前記中空領域内に配置され、前記ソーラーパネルは、折り畳み時に前記中空領域内に収納される複数の折り畳み式ソーラーアレイを含む。他の実施形態において、前記ソーラーパネルは、実質的に同じ形状を有する複数のパネル要素を含み、前記複数のパネル要素は、中空領域内に収まるように相互に折り畳まれる。
【００１４】
展開時には、前記ソーラーパネルは、前記衛星本体の前記第１面から離れる方向へ枢動して、前記ソーラーパネルが、太陽の方向を向くように構成されており、前記スプラッシュプレート反射体が、前記衛星本体の前記第２面から離れる方向へ枢動して、地球と前記アンテナとの間の前記信号を誘導するように構成されている。前記ソーラーパネルが太陽に向いた状態、スプラッシュプレート反射体が地球に向いた状態、及び、放熱部が宇宙空間に向いた状態を維持するために、１つ又は複数の機構が採用される。
【００１５】
積層衛星システムを打ち上げるための方法は、打上機のペイロードフェアリング内に、各々が上記のように構成された複数の衛星を積層し、前記打上機を用いて、前記複数の衛星を打ち上げて軌道に乗せ、軌道に達した後、前記打上機の前記ペイロードフェアリングから前記複数の衛星の各々を順次供給する、ことを含む。一実施形態において、前記衛星は、軌道に達した後、前記打上機の前記ペイロードフェアリングから受動的に供給される。
【００１６】
軌道フェージングの維持は、前記衛星本体に設けられた少なくとも１つのスラスターを用いて、前記衛星本体を枢動させて前記スラスターを所望のスラスト角度に設定し、前記スラスターに点火し、前記スラスターに点火した後に前記衛星本体を元の位置に戻すことにより、行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
以下では図面を参照するが、これらの図面全体を通して、同様の用語及び参照符号は、対応する部品を示している。
【００１８】
【図１】一実施形態による、打上機のペイロードフェアリング内で積層可能に構成された積層パンケーキ型衛星を示す側面図である。
【図２Ａ】一実施形態による、複数の衛星を示す側面図である。
【図２Ｂ】一実施形態による、衛星の積層体を示す上面図である。
【図３】衛星の積層体について、実現可能な断面をそれぞれ示す３つの上面図である。
【図４Ａ】一実施形態による、積層パンケーキ型衛星の他の例を示す図である。
【図４Ｂ】一実施形態による、図４Ａの衛星を示す側面図である。
【図４Ｃ】一実施形態による、図４Ａの衛星を示す上面図である。
【図４Ｄ】一実施形態による、打上機のペイロードフェアリング内に積層コラム状に配置された複数の衛星を示す。
【図５】一実施形態において、軌道上で展開された衛星を示す図である。
【図６】衛星の一実施形態を示す断面図であり、衛星本体の離間したセクション内に様々な埋込システムが設けられている。
【図７】一実施形態による、衛星又は宇宙機の製造方法を示すフロー図である。
【図８】一実施形態による、図７において製造された衛星又は宇宙機の部品を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の好ましい実施形態の説明においては添付図面を参照するが、これらの図面は、実施形態の一部を構成するものであり、本発明を実施可能な特定の実施形態を例示的に示すものである。なお、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を用いたり、構造的な変更を加えたりすることが可能である。
＜概要＞
【００２０】
積層パンケーキ型衛星は、複数のセクションで構成されており、これらのセクションは、打ち上げ時には、共に折り畳まれるか、或いは枢動してフラットな形態になり、軌道における展開時には、相互に離れるように展開又は枢動する。上記セクションは、放熱部及びアンテナを有する衛星本体と、太陽電池パネルと、アンテナにより送受信される信号のためのスプラッシュプレート反射体とを含む。複数の衛星は、フラットな形態に折り畳まれて、打上機のペイロードフェアリング（payload fairing）内で積層される。
＜技術的な詳細＞
【００２１】
図１は、一実施形態による、打上機のペイロードフェアリング内で積層可能に構成された積層パンケーキ型衛星１００を示す側面図である。本実施形態において、衛星１００は、相互にヒンジ取り付けされた実質的にフラットな複数のセクション、セグメント、又は、パネル１０２、１０４、１０６を含むプラットフォームである。セクション１０２、１０４、１０６は、打ち上げの際には、共に折り畳まれるか、或いは枢動し、軌道に達した後の展開時には、相互に離れるように展開又は枢動する。本実施形態において、衛星１００は、３パネル式宇宙機である。
【００２２】
衛星１００のセクションのうちの第１のセクションは、放熱部１０８として機能する第１（上）平面と、少なくとも１つのアンテナ１１０を含む第１面の反対側の第２（底）面とを有する衛星本体１０２である。第１セクション１０２は、さらに、放熱部１０８の上か、或いはこれと共に取り付けられたバス及びペイロードユニット（図示略）を含む。アンテナ１１０は、サービス及びフィーダ・リンクアレイ（service and feeder-link arrays）（図示略）を備えるマルチビームアンテナ又はフェーズドアレイアンテナ１１０を含む。
【００２３】
衛星１００のセクションのうちの第２のセクションは、少なくとも１つのソーラーパネル１０４を含む。当該ソーラーパネル１０４は、衛星本体１０２の第１面に隣接して取り付けられるとともに、当該ソーラーパネルの作用面が、衛星本体１０２から離れて太陽の方向に向くように取り付けられており、太陽からの光は、ソーラーパネル１０４の１つ又は複数の太陽電池により電気に変換される。
【００２４】
衛星１００のセクションのうちの第３のセクションは、衛星本体１０２の第２面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのスプラッシュプレート反射体１０６を含み、地球とアンテナ１１０との間の無線周波数（ＲＦ）信号１１２は、このスプラッシュプレート反射体１０６により反射される。
【００２５】
展開時には、ソーラーパネル１０４は、衛星本体１０２の第１（上）面から離れる方向へ枢動し、この結果、ソーラーパネル１０４は太陽の方向を向き、スプラッシュプレート反射体１０６は、衛星本体１０２の第２（底）面から離れる方向へ枢動することにより、地球とアンテナ１１０との間の信号１１２を誘導する。
【００２６】
本明細書で用いられている「頂部／底部、上／下、及び、左／右」という用語は、記載の要素の相対位置を説明する相対的な用語である。また、衛星１００は、宇宙空間において、観測者に対してどんな配向であってもよく、それゆえ、これらの用語は、それに対応して異なる意味を有し得る。
【００２７】
ソーラーパネル１０４が太陽に向いた状態、スプラッシュプレート反射体１０６が地球に向いた状態、及び、放熱部１０８が低温宇宙空間に向いた状態を維持するために、１つ又は複数の機構が採用し得る。好適には、信号１１２が地球に向いた状態を維持しながら、衛星１００が軌道上の円環経路を辿っている間に上述した全ての状態が実現されるようにする。
【００２８】
図２Ａは、複数の衛星２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ、２００Ｅ、及び２００Ｆを示す側面図であり、これらの各々は、衛星本体２０２と、少なくとも１つのソーラーパネル２０４と、少なくとも１つのスプラッシュプレート反射体２０６とを含む。複数の衛星２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ、２００Ｅ、及び２００Ｆを折り畳んで積層体２０８の形態で配置することにより、打ち上げのために、これらの衛星を打上機（図示略）のペイロードフェアリング内に格納することができる。図２Ａは、６つの衛星２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ、２００Ｅ、及び２００Ｆが積層体２０８の状態で配置された様子を示しているが、これは限定を意図したものではなく、任意の数の衛星２００を上述したように配置してもよい。
【００２９】
図２Ｂは、積層体２０８の上面図であり、衛星２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ、２００Ｅ、及び２００Ｆのセクションが共に折り畳まれた状態のとき、これらのセクションの外形輪郭が実質的に卵形又は楕円形であることを示している。
【００３０】
図３は、衛星の積層体３００、３０２、及び３０４を示す上面図であり、それぞれが、実質的に円形３００、六角形３０２、及び、八角形３０４である実現可能な衛星の断面を示している。様々な実施形態においては、各衛星のセクションが共に折り畳まれて積層された際の外形輪郭は、円形３００又は多角形（例えば、六角形３０２、八角形３０４など）であってもよい。また、他の断面形状を用いてもよい。
【００３１】
図４Ａは、一実施形態による、積層パンケーキ型衛星４００の他の例を示す図である。本実施形態において、衛星４００は、衛星本体４０２と、２つ又はそれ以上のソーラーパネル４０４Ａ、４０４Ｂと、Ｃ帯域及びＫａ帯域のアレイを含むアンテナ４０６と、スプラッシュプレート反射体４０８とを含む。衛星本体４０２は、第１面に空洞、第２面に中空領域を有しており、複数のセクションのうち、２つのソーラーパネル４０４Ａ、４０４Ｂを含む第２のセクションは、共に折り畳まれて、この中空領域に格納される。中空領域内には、さらに、放熱部（図示略）も配置されている。衛星本体４０２の反対側において、衛星本体４０２の空洞内にはアンテナ４０６が格納されている。スプラッシュプレート反射体４０８を含む、セクションのうちの第３のセクションは、空洞内において、アンテナ４０６に隣接して格納される。
【００３２】
一実施形態において、ソーラーパネル４０４Ａ、４０４Ｂの各々は、実質的に同じ形状を有する複数のパネル要素を含み、これら複数のパネル要素は、中空領域内に収まるように相互に折り畳まれる。他の実施形態において、ソーラーパネル４０４Ａ、４０４Ｂの各々は、多分割アレイを含み、当該多分割アレイは、中空領域内に格納される前に、少なくとも部分的に自身が折り畳まれるように構成されている。
【００３３】
同図には、衛星本体４０２の外装パネルに取り付けられたスラスター４１０も示されている。一実施形態において、衛星４００は、１つのスラスター４１０又は任意の数の独立したスラスター４１０を用いて「全電気式推進（all electric propulsion」を行ってもよい。
【００３４】
図４Ｂは、一実施形態による、図４Ａの衛星４００を示す側面図である。同図には、衛星本体４０２、２つのソーラーパネル４０４Ａ、４０４Ｂ、及び、スプラッシュプレート反射体４０８が折り畳まれた際の相対位置が示されている。多角形閉塞部材４１２は、空洞を囲む衛星本体４０２の第１面を覆っている。
【００３５】
図４Ｃは、一実施形態による、図４Ａの衛星４００を示す上面図である。上面図には、衛星本体４０２の六面形エッグクレート構造体（hexagonal egg-crate structure）４１４が示されている。
【００３６】
図４Ｄは、一実施形態による、打ち上げ前に打上機４２０のペイロードフェアリング４１８内において積層コラム状４１６に配置された複数の衛星４００を示す。複数の衛星４００は、打上機４２０のペイロードフェアリング４１８内において、少なくとも１つの下側の衛星４００の上に垂直に設けられた少なくとも１つの上側の衛星４００を含み、構造体は、これらの上側及び下側の衛星４００の両方に対する打ち上げ荷重に耐える。軌道に到達すると、積層体４１６における衛星４００の各々は、専用の供給装置を用いずに打上機４２０のペイロードフェアリング４１８から受動的に順次供給される。なお、これらの衛星は、能動的に供給されてもよい。
【００３７】
図５は、一実施形態による、軌道上で展開された衛星５００を示す図である。本実施形態において、衛星５００は、衛星本体５０２と、ソーラーパネル５０４と、スプラッシュプレート反射体５０６とを含み、ソーラーパネル５０４及びスプラッシュプレート反射体５０６は、衛星本体５０２のそれぞれ異なる位置に取り付けられている。衛星本体５０２は、放熱部５０８として機能する第１（右）面と、一体型アンテナ５１０を含む第１面の反対側の第２（左）面とを有する。
【００３８】
同図においては、ソーラーパネル５０４及びスプラッシュプレート反射体５０６の両方が展開されている。展開時には、ソーラーパネル５０４を本体５０２から離れるように枢動させて、ソーラーパネル５０４を太陽の方向に向ける。同様に、展開時には、スプラッシュプレート反射体５０６を衛星本体５０２から離れる方向へ枢動させて、地球とアンテナ５１０との間の信号５１２を誘導する。
【００３９】
衛星本体５０２の上方における矢印５１４は、ソーラーパネル５０４が太陽に向いた状態（すなわち、両軸方向が太陽に対して垂直な状態）、スプラッシュプレート反射体５０６が地球に向いた状態、及び、放熱部５０８が太陽とは逆の低温宇宙空間に向いた状態を維持するための、衛星本体５０２の中心（天底（nadir））軸を中心としたヨー配向（yaw orientation）を示す。
【００４０】
これに加えて、軌道フェージング（orbit phasing）を維持するために、衛星本体５０２の一端、又は、衛星本体５０２の他の適切な位置に、少なくとも１つのスラスター５１６が取り付けられている。一実施形態においては、スラスター５１６は、１つの固定スラスターであるが、他の実施形態においては、同じスラスト方向を有する複数の小型スラスターが用いられる。軌道フェージングの維持は、（例えば、リアクションホイール（reaction wheels）を用いて）衛星本体５０２を定期的に枢動させてスラスター５１６を所望の角度に設定し、スラスター５１６に点火し、当該スラスター５１６に点火した後に衛星本体５０２を元の位置に戻すことにより、行われる。この工程は、軌道保守時間枠（orbit maintenance windows）においてトラフィック要求（traffic demand）が存在しない場合（例えば、ＬＥＯ衛星５００が海上に位置している場合、及び／又は、衛星群における他の衛星が一時的に余力を発揮できる場合）に行われる。
【００４１】
図６は、衛星６００の一実施形態を示す断面図であって、衛星本体６０２は、耐荷重積層構造である六面形エッグクレート構造体６０４を有する。本体６０２は、複数の断切部材（intercostal members）６０８により規定された複数の径方向に分離したセクションを含み、各々が、外周パネル６１０に囲まれている。断切部材６０８及び隣接する外周パネル６１０は、複数の長状コーナー取付具６１２により接続されている。径方向に分離したセクションに格納されている様々な内蔵システムは、アビオニクス装置６１６と、電力コントローラ及びバッテリ６１８と、他のペイロード電子装置６２０と、ソーラーパネルドライブ６２２と、傾斜リアクションホイール６２４と、スラスター６２６と、タンクを含むスラスターアセンブリ６２８と、スプラッシュプレート反射体取付台６３０とを含む。上側の衛星６００が下側の衛星６００の垂直方向上側になるように衛星６００が積み重ねられているとき、下側の衛星６００の長状コーナー取付具６１２は、上側及び下側の衛星６００の両方に対する荷重に耐える。
＜衛星の製造＞
【００４２】
本開示の実施形態を、図７に示すように、衛星又は宇宙機を製造する方法７００に関連させて説明し、この結果得られる衛星又は宇宙機を図８に示す。
【００４３】
図７に示すように、生産開始前の工程として、例示的な方法７００は、衛星８００の仕様決定及び設計７０２と、材料調達７０４とを含みうる。生産中の工程としては、衛星８００の部品及び小組立品の製造７０６、並びに、システムインテグレーション７０８が行われ、これには、本明細書で説明する衛星８００、本体８０２、ソーラーパネル８０４、スプラッシュプレート反射体８０６、及び、様々なシステムの製造が含まれる。その後、衛星８００は、認可及び納品７１０の工程を経て、使用７１２に入る。衛星８００は、打ち上げ前、整備及び保守７１４（改良、再構成、改修などを含む）に組み込まれる。
【００４４】
方法７００の各工程は、システムインテグレーター、第三者、及び／又は、オペレーター（例えば、顧客）によって実行又は実施することができる。説明のために言及すると、システムインテグレーターは、限定するものではないが、宇宙機メーカー及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよい。第三者は、限定するものではないが、売主、下請業者、及び供給業者をいくつ含んでいてもよい。オペレーターは、衛星会社、軍事団体、サービス組織などであってもよい。
【００４５】
図８に示すように、例示的な方法７００により製造される衛星８００は、先により詳しく説明したように、本体８０２と、ソーラーパネル８０４と、スプラッシュプレート反射体８０６とを含み、さらに、複数のシステム８０８を含む。このようなシステム８０８の例は、限定するものではないが、推進システム８１０、電気システム８１２、通信システム８１４、及び、電源システム８１６を含む。また、その他のシステムをいくつ含んでいてもよい。
＜利点＞
【００４６】
積層パンケーキ型衛星にはいくつかの利点がある。さらに、これらの利点は、積層パンケーキ型衛星に関するＤＦＭＡＴ（Design for Manufacturing, Assembly, and Test：製造、組み立て、及び試験のための設計）の問題に対処することができる。
例えば、これらの利点には、以下のものが含まれる。
・システム、サブシステム、セクション、パネル、ユニット、及び、部品を大量に生産及び検査することにより、コストを削減する。
・放熱部により、複雑で大重量のヒートパイプを大量に必要とせずに、廃熱を宇宙空間に放出する直接経路を提供することができる。
・それぞれの最適な工場の生産ラインにおいて、セクション又はパネルを製造及び検査することができる。
‐機能及び性能についての検査が最小限で済む（宇宙機毎に約１時間であってもよい）。
‐適切であると判断された場合の環境試験及びバーンイン（burn-in）試験。
・打ち上げ用にセクション又はパネルが組立及び積層される。
‐この作業は、打ち上げ場所で行ってもよい。
‐相互接続及び機構の検証を除く最小限の宇宙機レベル試験（宇宙機毎に約１時間であってもよい）。
・複数の衛星を一度に打ち上げることにより、衛星毎の打ち上げコストを低減することができる。
【００４７】
積層パンケーキ型衛星によりいくつかの基本的な問題が解決される。例えば、積層パンケーキ型衛星により、なるべく多くの宇宙機を、最も簡単な方法で（すなわち、展開回数、折り畳み回数、熱インターフェースの数を最小限に留めたり、ヒートパイプなどの必要性を排除したりして）フェアリングに収納することができるため、コストを最低限に抑えるとともに信頼性を最大限に高めることができる。
【００４８】
これは、宇宙機の性能が３つの重要な要素の領域、すなわち、ペイロード開口部の領域、廃熱を放散するための放熱部の領域、及び、電力生成のためのソーラーパネルの領域により決定される場合に、特に当てはまることである。
【００４９】
推進力は重要な課題であるが、これらの３つの重要な要素ほどの重要性はない。積層パンケーキ型衛星の構成は、非常に小規模な推進システムにより部分的に実現されるため、宇宙機の寸法（例えば、積層体の高さ）を小さくすることができる。これは、主に、必要とされる加速度が小さいからである。
【００５０】
積層パンケーキ型衛星の構成は、選択された小型の電動スラスターの構成により改良されているが、従来の化学スラスターを含む他のスラスター技術を用いて実現することもできたであろう。大幅なコスト削減を行うこと、及び、最終的なインテグレーションにおける製造を容易にすることを目的として、特定のスラスター技術が選択され、より簡単に量産されるスラスターが用いられている。
【００５１】
他の構成の場合、フェアリングに効率的に収納できなかったり、所望の領域を実現するために展開が複雑になったりする可能性がある。したがって、パンケーキ型衛星の構成を用いると有利である。
【００５２】
開発過程の全体にわたって、高度が約５００ｋｍから約１５００ｋｍである地球低軌道（LEO：low earth orbit）のための最適化に焦点を当てた。しかしながら、積層パンケーキ型衛星は、終始一貫して、任意の打上機を用いてほぼ全ての打ち上げ場から、あらゆる傾斜角（inclinations）で挿入することが可能である。
【００５３】
本発明による発明の要旨の例示的且つ非排他的な例は、以下の付記Ａ１〜Ｃ２５に記載されている。
＜付記＞
【００５４】
Ａ１．本開示の一態様によれば、積層衛星システムが提供される。当該積層衛星システムは、
打上機４２０のペイロードフェアリング４１８内で積層可能に構成された複数の衛星１００を含み、
前記衛星１００の各々は、相互に枢動可能に接続された複数のセクション１０２、１０４、１０６を含み、前記セクションは、打ち上げ前には共に折り畳まれるか、或いは枢動し、軌道に達した後の展開時には相互に離れるように展開又は枢動し、
前記セクションのうちの第１のセクション１０２は、放熱部１０８として機能する第１面と、少なくとも１つのアンテナ１１０を含む前記第１面の反対側の第２面とを含む衛星本体１０２であり、
前記セクションのうちの第２のセクション１０４は、前記衛星本体１０２の前記第１面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのソーラーパネル１０４を含み、太陽からの光が、前記ソーラーパネル１０４により電気に変換されるようになっており、
前記セクションのうちの第３のセクション１０６は、前記衛星本体１０２の前記第２面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのスプラッシュプレート反射体１０６を含み、地球と前記衛星１００の前記アンテナ１１０との間の無線周波数信号が、前記スプラッシュプレート反射体１０６により反射されるようになっており、
展開時には、前記ソーラーパネル１０４は、前記衛星本体１０２の前記第１面から離れる方向へ枢動して、前記ソーラーパネル１０４が、太陽の方向を向くように構成されており、前記スプラッシュプレート反射体１０６は、前記衛星本体１０２の前記第２面から離れる方向へ枢動して、地球と前記アンテナ１１０との間の前記信号を誘導するように構成されている。
【００５５】
Ａ２．好適には、付記Ａ１に記載のシステムにおいて、前記セクション１０２、１０４、１０６が共に折り畳まれた際の外形輪郭は、卵形、楕円形、円形、又は、多角形である。
【００５６】
Ａ３．好適には、付記Ａ１又はＡ２に記載のシステムにおいて、前記セクション１０２、１０４、１０６は、共に折り畳まれた際、実質的にフラットな形状を維持する。
【００５７】
Ａ４．好適には、付記Ａ１〜Ａ３のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記衛星本体４０２は、前記第１面に空洞を有するとともに、前記第２面に中空領域を有し、これにより、共に折り畳まれた際、前記少なくとも１つのソーラーパネル４０４ａは、折り畳まれた状態にて前記中空領域内に格納され、前記アンテナ４０６は、前記空洞内に配置され、前記スプラッシュプレート反射体４０８は、前記空洞内において前記アンテナに隣接して格納される。
【００５８】
Ａ５．好適には、付記Ａ４に記載のシステムは、さらに、
前記空洞を囲む前記衛星本体４０２の前記第１面を覆う多角形閉塞部材４１２を含み、
前記放熱部１０８及び前記少なくとも１つのソーラーパネル４０４ａは、前記中空領域内に配置され、前記ソーラーパネル４０４ａは、折り畳み時に前記中空領域内に収納される複数の折り畳み式ソーラーアレイを含む。
【００５９】
Ａ６．好適には、付記Ａ４又はＡ５に記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのソーラーパネル４０４ａは、実質的に同じ形状を有する複数のパネル要素を含み、前記複数のパネル要素は、前記中空領域内に収まるように相互に折り畳まれる。
【００６０】
Ａ７．好適には、付記Ａ１〜Ａ６のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのソーラーパネルは、２つ又はそれ以上のソーラーパネル４０４Ａ、４０４Ｂを含む。
【００６１】
Ａ８．好適には、付記Ａ１〜Ａ７のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのソーラーパネル４０４ａは、少なくとも部分的に自身が折り畳まれるように構成された多分割アレイを含む。
【００６２】
Ａ９．好適には、付記Ａ１〜Ａ８のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記衛星は、打ち上げ前、前記打上機４２０の前記ペイロードフェアリング４１８内に積層コラム状に配置されている。
【００６３】
Ａ１０．好適には、付記Ａ１〜Ａ９のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記複数の衛星４００は、前記打上機４２０の前記ペイロードフェアリング４１８内において、少なくとも１つの下側の衛星４００の垂直方向上側に設けられた少なくとも１つの上側の衛星４００を含み、構造体は、前記上側及び下側の衛星４００の両方に対する打ち上げ荷重に耐える。
【００６４】
Ａ１１．好適には、付記Ａ１〜Ａ１０のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記衛星４００は、軌道に達した後、前記打上機４２０の前記ペイロードフェアリング４１８から受動的に供給される。
【００６５】
Ａ１２．好適には、付記Ａ１〜Ａ１１のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記セクションのうちの前記第１のセクションは、前記放熱部１０８の上か、或いはこれと共に取り付けられたバス及びペイロードユニットを含む。
【００６６】
Ａ１３．好適には、付記Ａ１〜Ａ１２のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記アンテナ１１０は、マルチビームアンテナを含む。
【００６７】
Ａ１４．好適には、付記Ａ１〜Ａ１３のいずれか１つに記載のシステムにおいて、軌道フェージングを維持するために、前記衛星本体４０２に少なくとも１つのスラスター４１０が取り付けられている。
【００６８】
Ａ１５．好適には、付記Ａ１〜Ａ１４のいずれか１つに記載のシステムにおいて、前記ソーラーパネル１０４が太陽に向いた状態、前記スプラッシュプレート反射体１０６が地球に向いた状態、及び、前記放熱部１０８が宇宙空間に向いた状態を維持するために、１つ又は複数の機構が採用されている。
【００６９】
Ｂ１６．本開示のさらなる側面によれば、積層衛星システムを打ち上げるための方法が提供される。当該方法は、
打上機４２０のペイロードフェアリング４１８内に、複数の衛星１００を積層し、その際、
前記衛星１００の各々は、相互に枢動可能に接続された複数のセクション１０２、１０４、１０６を含み、前記セクション１０２、１０４、１０６は、打ち上げ前には共に折り畳まれるか、或いは枢動し、軌道に達した後の展開時には相互に離れるように展開又は枢動し、
前記セクションのうちの第１のセクション１０２は、放熱部１０８として機能する第１面と、少なくとも１つのアンテナ１１０を含む前記第１面の反対側の第２面とを含む衛星本体１０２であり、
前記セクションのうちの第２のセクション１０４は、前記衛星本体１０２の前記第１面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのソーラーパネル１０４を含み、太陽からの光が、前記ソーラーパネル１０４により電気に変換されるようになっており、
前記セクションのうちの第３のセクション１０６は、前記衛星本体１０２の前記第２面に隣接して取り付けられた少なくとも１つのスプラッシュプレート反射体１０６を含み、地球と前記衛星の前記アンテナ１１０との間の無線周波数信号が、前記スプラッシュプレート反射体１０６により反射されるようになっており、
前記打上機４２０を用いて、前記複数の衛星１００を打ち上げて軌道に乗せ、
軌道に達した際、前記打上機４２０の前記ペイロードフェアリング４１８から、前記複数の衛星１００の各々を順次供給し、その際、前記衛星１００の各々が展開されると、前記第２セクション１０４を前記衛星本体１０２の前記第１面から離れる方向へ枢動させることにより前記ソーラーパネル１０４を太陽の方向に向け、前記第３セクション１０６を前記衛星本体１０２の前記第２面から離れる方向へ枢動させて、前記スプラッシュプレート反射体１０６が地球と前記アンテナ１１０との間の前記無線周波数信号を誘導するようにする。
【００７０】
Ｂ１７．好適には、付記Ｂ１６に記載の方法において、前記セクション１０２、１０４、１０６が共に折り畳まれた際の外形輪郭は、卵形、楕円形、円形、又は、多角形である。
【００７１】
Ｂ１８．好適には、付記Ｂ１６又はＢ１７に記載の方法において、前記セクション１０２、１０４、１０６は、共に折り畳まれた際、実質的にフラットな形状を維持する。
【００７２】
Ｂ１９．好適には、付記Ｂ１６〜Ｂ１８のいずれか１つに記載の方法において、前記衛星本体４０２は、前記第１面に空洞を有するとともに前記第２面に中空領域を有し、これにより、共に折り畳まれた際、前記少なくとも１つのソーラーパネル４０４ａは、折り畳まれた状態にて前記中空領域内に格納され、前記アンテナ４０６は、前記空洞内に配置され、前記スプラッシュプレート反射体４０８は、前記空洞内において前記アンテナ４０６に隣接して格納される。
【００７３】
Ｂ２０．好適には、付記１９に記載の方法において、
多角形閉塞部材４１２は、前記空洞を囲む前記衛星本体４０２の前記第１面を覆い、
前記放熱部１０８及び前記少なくとも１つのソーラーパネル４０４ａは、前記中空領域内に配置され、前記ソーラーパネル４０４ａは、折り畳み時に前記中空領域内に収納される複数の折り畳み式ソーラーアレイを含む。
【００７４】
Ｂ２１．好適には、付記Ｂ１６〜Ｂ２０のいずれか１つに記載の方法において、前記複数の衛星４００は、前記打上機４２０の前記ペイロードフェアリング４１８内において、少なくとも１つの下側の衛星４００の垂直方向上側に設けられた少なくとも１つの上側の衛星４００を含み、構造体は、前記上側及び下側の衛星４００の両方に対する打ち上げ荷重に耐える。
【００７５】
Ｂ２２．好適には、付記Ｂ１６〜Ｂ２１のいずれか１つに記載の方法において、前記衛星４００は、軌道に達した後、前記打上機４２０の前記ペイロードフェアリング４１８から受動的に供給される。
【００７６】
Ｂ２３．好適には、付記Ｂ１６〜Ｂ２２のいずれかに記載の方法において、前記ソーラーパネル１０４が太陽に向いた状態、前記スプラッシュプレート反射体１０６が地球に向いた状態、及び、前記放熱部１０８が宇宙空間に向いた状態を維持するために、１つ又は複数の機構が採用されている。
【００７７】
Ｂ２４．好適には、付記１６〜Ｂ２３のいずれか１つに記載の方法において、軌道フェージングの維持は、前記衛星本体４０２に設けられたスラスター４１０を用いて、前記衛星本体４０２を枢動させて前記スラスター４１０を所望のスラスト角度に設定し、前記スラスター４１０に点火し、前記スラスター４１０に点火した後に前記衛星本体４０２を元の位置に戻すことにより、行われる。
【００７８】
Ｃ２５．本開示のさらなる側面によれば、衛星１００を製造するための方法が提供される。当該衛星は、付記Ａ１に記載の積層衛星システムによる、打上機４２０のペイロードフェアリング４１８内のものと同じ構成の１つ又は複数の他の衛星１００に積層可能に構成されている。
＜代替例＞
【００７９】
上述した様々な実施形態の説明は、例示及び説明のために提示したものであり、全てを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。多くの改変及び変形が当業者には明らかであろう。本発明の範囲は、この詳細な説明によって限定されるものではなく、本明細書に添付した請求の範囲によって限定されるものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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