(57)【要約】      （修正有）【課題】選択的反射パネルの温度を制御するための熱管理システム（「ＴＭＳ」）を提供する。【解決手段】ＴＭＳは、太陽集光器アレイ２２４、温度センサ２３６ａ、及びコントローラ２２８を含む。太陽集光器アレイは、選択的反射パネル内に位置し、リフレクタ群の中に配置された複数のリフレクタを有している。温度センサは、選択的反射パネルの温度を監視する。コントローラは、温度センサを利用して、選択的反射パネルの局部温度を監視し、それに応じて、太陽集光器アレイに送信される制御信号２３４を生成する。制御信号は、温度センサを監視することに応じて、太陽集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるように、太陽集光器アレイを方向付け、リフレクタの選択された数が、選択的反射パネルの局部温度を制御するように決定される。【選択図】図２Ｂ
2018121513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的反射パネル（１２０２）の温度を制御するための熱管理システム（「ＴＭＳ」）（３００）であって、
リフレクタ群（２１４、２４０、９１２）の中に配置された第１の複数のリフレクタ（４０６、１３００）を有し、前記選択的反射パネル（１２０２）内に位置する、第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）と、
前記選択的反射パネル（１２０２）の第１の温度を監視するように構成された第１の温度センサ（２３６ａ、９１０ａ）と、
前記第１の温度センサ（２３６ａ、９１０ａ）及び前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２）と信号通信しているコントローラ（２２８、９１６）と
を備え、
前記コントローラ（２２８、９１６）が
前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第１の温度を前記第１の温度センサ（２３６ａ、９１０ａ）で監視し、
前記第１の温度センサを監視することに応じて、前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２）内の第１の選択された数のリフレクタ（４１６）をオフポインティング位置内に位置付けるために第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を生成する
ように構成されており、
前記リフレクタ（４１６）の前記第１の選択された数が、前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第１の温度を制御するように決定され、
前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）が、前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付け、前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第１の温度を制御するように構成される、ＴＭＳ（３００）。
【請求項２】
前記コントローラ（２２８、９１６）が、
プロセッサ（２２８）と、
非一過性コンピュータ可読記憶媒体（２３２）であって、前記プロセッサ（２２８）によって実行されると、
前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第１の温度を前記第１の温度センサ（２３６ａ、９１０ａ）で監視し、
前記第１の温度センサ（２３６ａ、９１０ａ）を監視することに応じて、前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）上の前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）をオフポインティング位置内に位置付けるために前記第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を生成する
ように動作可能である実行可能な命令を記憶する記憶媒体（２３２）と
を含む、請求項１に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項３】
前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けることが、前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含む、請求項１に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項４】
前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）が、微小電気機械システム（「ＭＥＭ」）集光器（９０８）を含む、請求項１に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項５】
前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）と、
第１の制御モジュール（２１２、９０６）と
を含む太陽集光器モジュール（２００、２２２ａ、９０４ａ）
を更に含み、
前記第１の制御モジュール（２１２、９０６）が、前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）と前記コントローラ（２２８、９１６）の両方と信号通信しており、
前記第１の制御モジュール（２１２、９０６）が、前記コントローラ（２２８、９１６）からの前記第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を受信することに応じて、前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）上の前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けるように構成されており、
前記第１の太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）が、
第１の複数の光電池（２０６）を含み、
前記第１の複数のリフレクタ（４０６、１３００）が、前記第１の複数の光電池（２０６）に対応するリフレクタ群の中に配置される、請求項１に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項６】
第１の前記太陽集光器モジュール（２００、２２２ａ、９０４ａ）が、微小集光器モジュール（「ＭＣＭ」）である、請求項５に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項７】
前記第１の制御モジュール（２１２、９０６）が、
第１の制御モジュールプロセッサ（２４２）と、
第１の制御モジュール非一過性コンピュータ可読記憶媒体（２４４）であって、前記第１の制御モジュールプロセッサ（２４２）によって実行されると、第１の制御モジュール信号（３２５）を生成し、前記コントローラ（２１２、９０６）からの前記第１の制御信号（３２５）を受信することに応じて、前記太陽集光器アレイ上の前記選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けるように動作可能である実行可能な命令を記憶する記憶媒体（２４４）と
を含む、請求項５に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項８】
第２の複数の光電池（２０６）、及び前記第２の複数の光電池（２０６）に対応するリフレクタ群の中に配置された第２の複数のリフレクタを有する第２の太陽集光器アレイ（３０２）であって、前記選択的反射パネル（１２０２）内に位置する第２の太陽集光器アレイ（３０２）と、
前記選択的反射パネル（１２０２）の第２の温度を監視するように構成された第２の温度センサ（３０４）と
を更に含み、
前記コントローラ（２２８、９１６）がまた、
前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第２の温度を前記第２の温度センサ（３０４）で監視し、
前記第２の温度センサ（３０４）を監視することに応じて、前記第２の太陽集光器アレイ（３０２）上の第２の選択された数のリフレクタ（４１６）をオフポインティング位置内に位置付けるために第２の制御信号（３２２）を生成する
ように構成されており、
前記リフレクタ（４１６）の前記第２の選択された数が、前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第２の温度を制御するように決定され、
前記第２の太陽集光器アレイ（３０２）が、前記第２の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付け、前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第２の温度を制御するように構成される、請求項７に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項９】
前記第２の太陽集光器アレイ（３０２）が、第２のＭＣＭである、請求項８に記載のＴＭＳ（３００）。
【請求項１０】
太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）を有する選択的反射パネル（１２０２）の温度を制御するための方法（８００、１４００）であって、前記太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）が、リフレクタ群（２１４、２４０、９１２）の中に配置された複数のリフレクタ（４０６、１３００）を有しており、
前記選択的反射パネル（１２０２）の第１の局部温度を、コントローラ（２２８、９１６）と信号通信している第１の温度センサ（２３６ａ、９１０ａ）で監視すること（８０２、１４０２）と、
監視された前記第１の局部温度に対応する受信された第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）に応じて、前記太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）上の第１の選択された数のリフレクタ（４１６）をオフポインティング位置内に位置付けるために、前記コントローラ（２２８、９１６）から前記第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を受信すること（８０８、１４０８）であって、前記リフレクタ（４１６）の前記第１の選択された数が、前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第１の局部温度を制御するように決定される、受信すること（８０８、１４０８）と、
前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第１の局部温度を制御し、これにより前記選択的反射パネル（１２０２）の前記温度を制御するために、前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けること（８１０、１４１０）と
を含む方法（８００、１４００）。
【請求項１１】
前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けること（８１０、１４１０）が、前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含む、請求項１０に記載の方法（８００、１４００）。
【請求項１２】
前記コントローラ（２２８、９１６）において、前記第１の温度センサ（２３６ａ、９１０ａ）から第１の温度データを受信すること（８０４、１４０８）と、
前記コントローラ（２２８、９１６）において、前記第１の温度データに応じて、前記太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）上の前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に置くと決定すること（８０６、１４０６）と、
前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に置くと決定すること（８０６、１４０６）に応じて、前記コントローラ（２２８、９１６）で、前記第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を生成することと
を更に含む、請求項１１に記載の方法（８００、１４００）。
【請求項１３】
前記コントローラ（２２８、９１６）から、前記第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を受信すること（８０４、１４０２）が、第１の制御モジュール（２１２、９０６）において前記第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を受信することを含み、
前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けること（８１０、１４１０）が、前記第１の制御信号（２３４、３２２、３２４）を受信すること（８０４、１４０２）に応じて、前記第１の制御モジュールで、前記太陽集光器アレイ（２２４、３０２、９０８）の前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けることを含む、請求項１２に記載の方法（８００、１４００）。
【請求項１４】
前記選択的反射パネル（１２０２）の第２の局部温度を、前記コントローラ（２２８、９１６）と信号通信している第２の温度センサ（３０４）で監視すること（８０２、１４０２）と、
監視された前記第２の局部温度に対応する受信された第２の制御信号（３２２）に応じて、第２の太陽集光器アレイ（３０２）上の第２の選択された数のリフレクタ（４１６）をオフポインティング位置内に位置付ける（８１０、１４１０）ために、前記コントローラ（２２８、９１６）から前記第２の制御信号（３２２）を受信すること（８０８、１４０８）であって、前記リフレクタ（４１６）の前記第２の選択された数が、前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第２の局部温度を制御するように決定される、受信すること（８０８、１４０８）と、
前記選択的反射パネル（１２０２）の前記第２の局部温度を制御するために、前記第２の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けること（８１０、１４１０）と
を更に含む、請求項１３に記載の方法（８００、１４００）。
【請求項１５】
前記コントローラ（２２８、９１６）において、前記第２の温度センサ（３０４）から第２の温度データを受信すること（８０４、１４０４）と、
前記コントローラ（２２８、９１６）において、前記第２の温度データに応じて、前記第２の太陽集光器アレイ（３０２）上の前記第２の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に置くと決定すること（８０６、１４０６）と、
前記第２の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に置くと決定すること（８０６、１４０６）に応じて、前記コントローラ（２２８、９１６）で、前記第２の制御信号（３２２）を生成することと
を更に含み、
前記コントローラ（２２８、９１６）から前記第２の制御信号（３２２）を受信すること（８０８）が、第２の制御モジュールで前記第２の制御信号（３２２）を受信することを含み、
前記第２の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けること（８１０、１４１０）が、前記第２の制御信号（３２２）を受信することに応じて、前記第２の制御モジュールで、前記太陽集光器アレイの前記第２の選択された数のリフレクタ（４１６）を前記オフポインティング位置内に位置付けることを含む、請求項１４に記載の方法（８００、１４００）。
【請求項１６】
前記第１の選択された数のリフレクタ（４１６）が前記オフポインティング位置にあるとき、衝突する太陽光（１１４）を前記選択的反射パネル（１２０２）から反射させることを更に含む、請求項１５に記載の方法（８００、１４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示されるシステム及び方法は、太陽集光器アレイに関し、より具体的には、太陽集光器アレイを熱的に管理するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池又は光電池からの発電に対し、重要な関心が継続的に向けられている。太陽電池は、典型的には太陽からの光エネルギーを電気エネルギー変換する。太陽電池における光強度は、合計の太陽光（ｔｈｅ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｓｕｎｓ）と称されることがあり、１太陽光の集光は、地球上の１ｋＷ／ｍ２での標準照明に対応する。
【０００３】
現在利用できる集光器太陽発電機は、平板技術を採用しており、太陽電力変換用途において太陽電池とも称される光電池は、リフレクタの群、又は集光器から距離を置いた二次元のアレイに位置付けられる。太陽光は、リフレクタに反射し、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池に方向付けられる。各太陽電池における電圧は、集光器アレイ電圧出力で集められ、負荷に供給される。集光器アレイからの電力出力の量は、使用される太陽電池の効率、及び集光器アレイの密度によって決定される。集光器アレイは、設定数の太陽電池及びリフレクタ群を有するユニット内に設けられ、パネルに沿って位置付けられ、より大きなパネルを形成し、太陽光アレイから利用可能な電力を更に増加させる。大きな太陽電池パネルは、一般に太陽ウィングと称される。
【０００４】
つい最近開発された太陽光アレイは、小型ミラー及び制御構成要素を含む微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）リフレクタとして入手可能なリフレクタを含む。光を太陽する太陽電池に方向付けるように構成されているＭＥＭＳリフレクタの単一の群は、モジュールとして実施されることがある。太陽電池及び小型ＭＥＭＳリフレクタ、又は微小集光器は、集光器アレイ、又は典型的太陽光アレイの太陽電池及びリフレクタより高密度の微小集光器アレイ（「ＭＣＭ」）において構成されうる。
【０００５】
現在、太陽電池及びリフレクタが、様々な用途で使用されている。例示的用途は、宇宙船で電源として太陽電池を利用することである。他の用途とは、地上太陽光電源を含む。
【０００６】
宇宙船で太陽電池を用いることによる問題は、太陽電池パネルが太陽光に曝され過ぎるとオーバーヒートすることがある点である。典型的には、これは、太陽に対して予測可能な位置を有し、したがって、衛星の軌道に沿った太陽光の熱的効果を限定するように設計され得る衛星の問題ではない。しかしながら、例えば宇宙探査機などの非衛生宇宙船又は他の惑星間宇宙船は、動的環境を作り出す軌道及びセンサを有し、結果として太陽電池パネルを過熱する可能性があり、太陽電池パネルに損傷を与えるかもしれない。
【０００７】
残念ながら、宇宙空間を移動する非軌道宇宙船が受ける動的変化及び高可変熱環境を管理する現在既知の手法はない。これらの宇宙船では、宇宙船の太陽ウィングの合計面積にわたり温度が変化し、その変化は、宇宙船の太陽からの距離及び太陽ウィングの太陽に対する角度を含む要因に基づいている。加えて、太陽ウィング内の構造的構成要素及び構成要素の位置はまた、太陽ウィング内に様々な温度ゾーンを作り出す。更に、太陽ウィング周囲の他の外部構造（例えば、宇宙船のラジエータ、アンテナ、又は他の突出部分からの反射など）は、太陽ウィングに影又は過熱をもたらすことがあり、熱制御の試みがより複雑になる。
【０００８】
一般的な解決策は、太陽ウィング上のこれらのエリアの人口を減らすこと、及び／又は白熱制御コーティング若しくは光学ミラーでそのエリアを覆うことである。これらの手法の例は、受動的熱制御ミラー（例えば、マゼランビーナスレーダーマッパー探査機）、熱ブランケット、ラジエータ、及びセラミック布日よけを用いることを含みうる。これらの手法が、結果的に太陽ウィングの電力対質量比を低下させ、動的ではない固定的解決策である点が問題である。よって、これらの固定的解決策は、完全に有効ではなく、使命を縮小してしまう可能性がある。
【０００９】
当該技術分野において、上記問題の少なくとも幾つかと任意の他の潜在的問題とに対処する、太陽光パネルを熱的に管理するためのシステム及び方法が必要とされる。
【発明の概要】
【００１０】
選択的反射パネルの温度を制御するための熱管理システム（「ＴＭＳ」）が開示される。選択的反射パネルは、ミラーパネル又は太陽光パネルであり、宇宙船に位置しうる。ＴＭＳは、太陽集光器アレイ、温度センサ、及びコントローラを含みうる。太陽集光器アレイは、選択的反射パネル内に位置し、リフレクタ群の中に配置された複数のリフレクタを有している。温度センサは、温度センサの場所で選択的リフレクタパネルの温度（即ち、選択的反射パネルの局部温度）を監視するように構成される。コントローラは、温度センサ及び太陽集光器アレイの両方と信号通信している。コントローラは、温度センサを利用して、選択的反射パネルの局部温度を監視し、それに応じて、太陽集光器アレイに送信される制御信号を生成するように構成される。制御信号は、温度センサを監視することに応じて、太陽集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるように、太陽集光器アレイを方向付け、リフレクタの選択された数が、選択的反射パネルの局部温度を制御するように決定される。この例では、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることは、選択された数のリフレクタを部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含み、この場合、多数の部分的オフポインティング位置が存在しうる。太陽集光器アレイは、制御信号を受信し、それに応じて、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付け、選択的反射パネルの局部温度を制御し、これにより太陽光パネルの温度を制御するように構成される。
【００１１】
本例において、コントローラは、プロセッサによって実行されると、温度センサで選択的反射パネルの局部温度を監視し、信号を生成し、温度センサを監視することに応じて、集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるように動作可能である、実行可能な命令を記憶するプロセッサ及び非一過性コンピュータ可読記憶媒体を含みうる。
【００１２】
よって、工程において、ＴＭＳは、選択的反射パネルの温度を温度センサで監視することと；監視された局部温度に対応する受信信号に応じて、集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるために、コントローラで制御信号を生成することであって、リフレクタの選択された数が、選択的反射パネルの局部温度を制御するように決定される、生成することと；太陽集光器アレイで制御信号を受信することと、それに応じて、選択的反射パネルの局部温度を制御するために、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることと、それにより太陽光パネルの温度を制御することとを含む方法を実行する。
【００１３】
本開示の他のデバイス、装置、システム、方法、特徴、及び利点は、下記の図面及び詳細な説明を精査することにより当業者に明らかであるか、または明らかになる。こうした付加的なシステム、方法、特徴、及び利点は全てこの説明中に含まれ、本開示の範囲内であり且つ添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【００１４】
本開示は、下記の図面を参照することにより、より深く理解できる。図面における構成要素は必ずしも正確な縮尺で描かれておらず、むしろ本発明の原理を示すことに重点が置かれている。図面において、同様の参照番号は、異なる図面を通して対応する部品を指すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示による宇宙船の実施態様の例の斜視図である。
【図２Ａ】本開示による太陽集光器の例の斜視図である。
【図２Ｂ】本開示による電力を宇宙船に供給するための太陽光電源の例の概略図である。
【図３】本開示による熱管理システム（「ＴＭＳ」）の実施態様の例を示すシステムブロック図である。
【図４Ａ】本開示による太陽電池及び太陽電池エネルギー供給位置にある対応するリフレクタの例の断面図である。
【図４Ｂ】本開示による太陽電池及び太陽電池エネルギー非供給位置にある対応するリフレクタの例の断面図である。
【図４Ｃ】本開示による太陽光が太陽光電源に垂直でないときの太陽電池及び太陽電池エネルギー供給位置の対応するリフレクタの例の断面図である。
【図４Ｄ】本開示による太陽光が太陽光電源に垂直でないときの太陽電池及び太陽電池エネルギー非供給位置の対応するリフレクタの実施態様の別の例の断面図である。
【図４Ｅ】本開示による選択的リフレクタが太陽電池エネルギー供給位置にあり、他のリフレクタが太陽電池エネルギー非供給位置にある場合の太陽電池及び対応するリフレクタの例の断面図である。
【図５】本開示による集光器アレイからの電力出力を制御するための例示的方法の工程を示すフローチャートである。
【図６】本開示による太陽から遠ざかる宇宙船に対する集光比を変化させるための方法の例の工程を示すフローチャートである。
【図７】本開示による太陽から遠ざかる宇宙船に対する集光比を変化させるための方法の例の工程を示すフローチャートである。
【図８】本開示によるＴＭＳで太陽集光器アレイを有する太陽光パネルの温度を制御するための方法の工程の例を示すフローチャートである。
【図９】本開示による集光比を使用して太陽電池にエネルギー供給するための方法の１つの例を示す例示的太陽光電源のブロック図である。
【図１０】本開示による集光比を使用して太陽電池にエネルギー供給するための方法の別の例を示す例示的太陽光電源のブロック図である。
【図１１】本開示による変化する集光比を実施しない太陽光電源による電気出力で集光比を変化させる太陽光電源からの電気出力の比較を示すグラフである。
【図１２】本開示によるＴＭＳを利用したミラー部分を有する宇宙船の別の実施態様の例の斜視図である。
【図１３Ａ】本開示による、図１２に示すミラー、及びオフポインティング位置のミラー内の対応するリフレクタの例の断面図である。
【図１３Ｂ】本開示による図１２に示すミラー、及び非オフポインティング位置内の対応するリフレクタの例の断面図である。
【図１４】本開示によるＴＭＳで、図１２に示す宇宙船の温度を制御するための方法の工程の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
選択的反射パネルの温度を制御するための熱管理システム（「ＴＭＳ」）が開示される。選択的反射パネルは、ミラーパネル又は太陽光パネルであり、宇宙船に位置しうる。ＴＭＳは、太陽集光器アレイ、温度センサ、及びコントローラを含みうる。太陽集光器アレイは、選択的反射パネル内に位置し、リフレクタ群の中に配置された複数のリフレクタを有している。温度センサは、温度センサの場所で選択的リフレクタパネルの温度（即ち、選択的反射パネルの局部温度）を監視するように構成される。コントローラは、温度センサ及び太陽集光器アレイの両方と信号通信している。コントローラは、温度センサを利用して、選択的反射パネルの局部温度を監視し、それに応じて、太陽集光器アレイに送信される制御信号を生成するように構成される。制御信号は、温度センサを監視することに応じて、太陽集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるように、太陽集光器アレイを方向付け、リフレクタの選択された数が、選択的反射パネルの局部温度を制御するように決定される。この例では、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることは、選択された数のリフレクタを部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含み、この場合、多数の部分的オフポインティング位置が存在しうる。太陽集光器アレイは、制御信号を受信し、それに応じて、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付け、選択的反射パネルの局部温度を制御し、これにより太陽光パネルの温度を制御するように構成される。先ほど検討されたように、選択的反射パネルは、ミラー又は太陽光パネルでありうる。選択的反射パネルが太陽光パネルである場合、太陽集光器アレイは、複数の光電池を含み、複数のリフレクタは、複数の光電池に対応するリフレクタ群に配置される。
【００１７】
本例において、コントローラは、プロセッサによって実行されると、温度センサで選択的反射パネルの局部温度を監視し、制御信号を生成し、温度センサを監視することに応じて、太陽集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるように動作可能である、実行可能な命令を記憶するプロセッサ及び非一過性コンピュータ可読記憶媒体を含みうる。
【００１８】
よって、工程において、ＴＭＳは、選択的反射パネルの温度を温度センサで監視することと；監視された局部温度に対応する受信信号に応じて、集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるために、コントローラで制御信号を生成することであって、リフレクタの選択された数が、選択的反射パネルの局部温度を制御するように決定される、生成することと；太陽集光器アレイで制御信号を受信することと、それに応じて、選択的反射パネルの局部温度を制御するために、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることと、それにより太陽光パネルの温度を制御することとを含む方法を実行する。
【００１９】
図１では、宇宙船１００の実施態様の例の斜視図が示される。宇宙船１００は、一対の太陽光パネル１０２及び１０４、高利得アンテナ１０６、低利得アンテナ１０８、宇宙船主要本体１１０、並びにナビゲーションシステム１１２を含む宇宙探査用ロケットでありうる。この例では、図示された各太陽光パネル１０２及び１０４は、選択的反射パネルの実施態様の例である。更に、宇宙船１００は、太陽光パネル１０２及び１０４の温度を制御するための熱管理システム（「ＴＭＳ」）（図示されず）を含む。太陽光パネル１０２及び１０４は、太陽（図示されず）から放出される太陽光１１４を受容するように構成される。
【００２０】
この例では、太陽光パネル１０２及び１０４は、複数の太陽集光器アレイ（図示されず）並びに温度センサ（図示されず）を含みうる。太陽集光器アレイは、太陽光パネル１０２及び１０４内に位置し、温度センサは、太陽光パネル１０２及び１０４内に又はそれらに接触して位置しうる。一又は複数のコントローラ（図示されず）は、宇宙船主要本体１１０内、太陽光パネル１０２及び１０４内、太陽光パネル１０２及び１０４に関連した宇宙船１００の他の場所、又はこれらの場所の組み合わせに位置しうる。
【００２１】
コントローラ（単数又は複数可）は、複数の温度センサから温度データを受信し、それに応じて、太陽集光器アレイに送信される複数の制御信号（図示されず）を生成することができる任意のプロセッサベースのモジュール、デバイス又はシステムでありうる。コントローラは、宇宙船１００のフライト制御コンピュータの一部でありうる。制御信号は、複数の太陽集光器アレイに送信され、その太陽集光器アレイに応じた温度センサに対応する太陽光パネル上の位置における太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を監視することに応じて、対応する集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に各々位置付けるために、太陽集光器アレイを方向付ける。この例では、コントローラは、太陽光パネル１０２又は１０４上の太陽集光器アレイの位置で太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を制御するために、対応する太陽集光器アレイ上のリフレクタの選択された数を決定する。この例では、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることは、選択された数のリフレクタを部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含み、この場合、多数の部分的オフポインティング位置が存在しうる。「オフポインティング位置」という表現が、太陽集光器アレイ及び／又は宇宙船１００から遠ざかる方向を意味すると当業者には認識されよう。
【００２２】
ＴＭＳは、太陽光パネル１０２又は１０４上の一又は複数の温度センサ、コントローラ（単数又は複数可）、及び一又は複数の太陽集光器アレイを含み、この場合、コントローラは、一又は複数の温度センサと一又は複数の太陽集光器アレイとの両方と信号通信している。先ほど検討されたように、各太陽集光器アレイは、コントローラから制御信号を受信し、これに応じて、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付け、太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を制御し、これにより太陽光パネル１０２又は１０４の温度を制御するように構成される。
【００２３】
図２Ａを見ると、受容した太陽光１１４から電力を生成するための太陽集光器モジュール２００の実施態様の１つの例の斜視図が示されている。太陽集光器モジュール２００は、宇宙船１００の太陽光パネル１０２又は１０４の１つの内部に位置し、太陽集光器アレイ２０２を含む。太陽集光器アレイ２０２は、カバーガラス２０４、任意選択的な複数の光電池２０６、基板２０８、及び複数のリフレクタ、又は集光器２１０を含む。太陽集光器モジュール２００はまた、制御モジュール２１２を含む。この例では、「リフレクタ（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）」及び「集光器（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）」という用語は、それら両方が同種のデバイスを説明するという点で交換可能に利用されうるが、一般に、「集光器」は、電力生成用の光電池（即ち、太陽電池）を含む太陽集光器モジュール又はアレイに関連して用いられることになる一方で、「リフレクタ」という用語は、光電池を有していない太陽集光器モジュール又はアレイ、並びに光電池を有している太陽集光器モジュール又はアレイに対して用いられうる。
【００２４】
概して、太陽集光器モジュール２００の熱温度が、太陽光パネル１０２及び１０４の設計によって所定の許容動作範囲内にあるとき、太陽集光器モジュール２００は、日光１１４から電気を生成するために用いられうる。許容動作範囲は、太陽集光器モジュール２００及び／又は太陽光パネル１０２若しくは１０４が、太陽集光器モジュール２００及び／又は太陽光パネル１０２若しくは１０４のどちらかにダメージを引き起こすことなく動作できるようにする、所定の熱温度範囲でありうる。代替的には、太陽集光器モジュール２００が任意の光電池を含まない場合、太陽集光器モジュール２００は、太陽光１１４によって生成される熱温度を管理するためだけに利用され、太陽集光器モジュール２００の熱温度を、集光器モジュール２００、及び集光器モジュール２００が一部には任意選択的に太陽光パネルでない関連構造の設計による所定の許容動作範囲内に維持するのに役立ちうる。
【００２５】
本例において、複数の光電池を有する太陽集光器モジュールの場合、光電池２０６は、カバーガラス２０４上に５×５のアレイで配置され、結果的に合計２５の光電池２０６が太陽集光器アレイ２０２内に含まれることになる。しかしながら、当業者は、太陽集光器アレイ２０２が任意の数の光電池２０６を含みうることを理解するだろう。リフレクタ２１０は、対応する光電池２０６に各々が関連するリフレクタ群２１４に配置されうる。リフレクタ群２１４内に含まれる各リフレクタ２１０は、光電池２０６上に照射される太陽光１１４によって生成される複数の光ビーム２１６を集束又は反射させるために、関連する光電池２０６に対して位置付けられうる。
【００２６】
一般に、太陽集光器モジュール２００は、例えば、建物の人工照明、レーザ、又は太陽からの太陽光１１４などの任意の種類の放射エネルギー源である任意の種類の光源で動作しうる。しかしながら、この例では、太陽集光器モジュール２００が宇宙船１００の太陽光パネル１０２又は１０４であると説明されているので、光源は太陽光１１４である。本開示を読んだ後に、当業者は、太陽集光器モジュール２００が宇宙船でない用途で利用されてもよいことを理解するだろう。
【００２７】
リフレクタ群２１４の複数のリフレクタ２１０を見ると、各リフレクタ２１０は、選択的に傾斜可能であり、太陽光１１４の位置が変化する場合、関連するリフレクタ群２１４内に位置する各リフレクタ２１０は、太陽の変化した位置及び関連する光電池２０６に対して対応する太陽光１１４を追跡するために、それに応じて傾斜可能でありうる。太陽光１１４を光電池に向けるように配向されたリフレクタは、光電池エネルギー供給位置にある。光電池エネルギー供給位置は、変化し、継続的に更新されうる。例えば、太陽光１１４が太陽により照射されるので、関連するリフレクタ群２１４内に位置する各リフレクタ２１０は、１日を通して太陽の変化する位置を追跡するために、それに応じて傾斜可能でありうる。同様に、太陽光１１４を光電池から遠ざけるように配向されたリフレクタは、光電池エネルギー非供給位置にある。
【００２８】
再び、太陽集光器モジュール２００は、光エネルギーが電気エネルギーに変換される任意の用途で利用されうる。しかしながら、最初に記載した通り、本開示の太陽集光器モジュール２００は宇宙船１００の太陽光パネル１０２又は１０４の一部として説明されるので、本書に記載の実施態様の例は、主に、太陽電力変換及び熱制御用途での太陽集光器モジュールの使用に関する。図２Ａは、例えば、スリムラインのポケットサイズ携帯用発電機などの比較的コンパクトな用途で使用されうる単一の集光器モジュール２００を示す。しかしながら、単一の集光器モジュール２００は、大規模な太陽発電機で使用される多数の集光器モジュール（図示されず）の２次元又は傾斜したアレイを作り出すために、他の集光器モジュールと電気的に結合され又はまとめられてもよい。そのような太陽発電機は、例えば、地上用携帯発電機、無人航空機（「ＵＡＶ」）、衛星、又は非軌道宇宙船１００などの用途で使用されてもよい。
【００２９】
カバーガラス２０４は、光ビーム２１６が、例えば、ガラス、プラスチック、又は二酸化ケイ素などを通過できる任意の透明な材料から構成されうる。基板２０８は、リフレクタ２１０を支持又は装着するために使用されうる。１つの非限定的例では、基板２０８は、溶融シリカから構成されうる。
【００３０】
制御モジュール２１２は、集光器モジュール２００に制御機能及び遠隔測定機能を提供する。制御モジュール２１２は、プロセッサ（例えば、制御モジュールプロセッサ２４２）などの処理リソース、並びにプログラムされた機能を実行するためのデータ及び命令を記憶するための記憶能（例えば、制御モジュールメモリ２４４）を含みうる。制御モジュール２１２は、以下でより詳しく説明されるように、リフレクタ２１０の位置及び配向を制御するための機能を含む。異なる実施態様の例では、制御モジュール２１２は、任意の数のリフレクタ２１０又はリフレクタ群２１４を制御し、光をそれらの対応する光電池２０６に方向付け、その場合、そのように制御される任意の数のリフレクタ群２１４は、太陽集光器アレイ２０２上のリフレクタ群２１４の総数の集光比である。制御モジュール２１２はまた、例えば、宇宙船上のフライトコンピュータなど、他の計算構成要素から信号又は命令を受信するための通信インターフェースを含みうる。この例では、制御モジュール２１２は、ＴＭＳのコントローラ、又はＴＭＳのコントローラ（単数又は複数可）と信号通信しているデバイス、モジュール、又はシステムでありうる。
【００３１】
図２Ｂから図８までを参照して以下に記載される異なる実施態様の例では、太陽集光器モジュール２００の例が、太陽光電源に照らして、より具体的には、宇宙船１００で使用される太陽光電源に照らして記載される。本開示は、任意の特定の用途若しくは使用、又は装置若しくは方法の正確な形態に限定されないと理解すべきである。加えて、太陽集光器アレイの以下の記載は、太陽電池として光電池を参照する。「光電池」及び「太陽電池」という用語は交換可能に使用されてもよいと理解すべきである。
【００３２】
図２Ｂを見ると、電力を宇宙船１００に供給するための太陽光電源２２０の例の概略図が、本開示に従って示されている。この例において、太陽光電源２２０は、第１の太陽光パネル１０２又は第２の太陽光パネル１０４のどちらか一方の発電構成要素すべて（即ち、複数の太陽集光器モジュール）を含む簡略化目的で図示された同等の電源である。当業者は、（本例において）宇宙船１００が、他の太陽光パネル１０２又は１０４に対応する別の太陽光電源（図示されず）を含むことになると理解しよう。しかしながら、図を簡略化するために、１つの太陽光電源２２０だけが、単一の太陽光パネル１０２又は１０４に対応して示されており、この場合、太陽光パネル１０２又は１０４は、太陽ウィングと称されることもある。
【００３３】
この例において、複数の太陽集光器モジュール（「Ｃモジュール」）２２２ａから２２２ｉを有する太陽光電源２２０が図示され、各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉは、太陽集光モジュール２２２ａから２２２ｉ毎に太陽集光器アレイ２２４からの電力出力を生成する。各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉの電力出力は、集光器アレイ電力出力Ｖｏｕｔ２２６を供給するために共に結合され、電力を宇宙船１００に供給するために利用される。更に、図の簡略化のために、１つの太陽光電源２２０だけが示されており、よって、宇宙船１００に電力供給するためにＶｏｕｔ２２６と結合されうる第２の太陽光電源からの第２の集光器アレイ電力出力を有する第２の太陽光電源（図示されず）もまた存在しうると理解される。
【００３４】
宇宙船１００はまた、太陽光電源２２０と信号通信しており、かつ太陽光電源２２０からＶｏｕｔ２２６を受容するように構成されるコントローラ２２８を含む。コントローラ２２８は、ＴＭＳのコントローラ、又はＴＭＳのコントローラ（単数又は複数可）と信号通信しているデバイス、モジュール、又はシステムでありうる。
【００３５】
コントローラ２２８は、集光器アレイ電力出力と（Ｖｏｕｔ２６で）信号通信しており、宇宙船１００において、太陽光電源２２０から種々の荷重（図示されず）まで電力を分配するように構成される。コントローラ２２８はまた、太陽光電源２２０及び宇宙船１００からデータを収集し、収集データを使用して、太陽光電源２２０を制御しうる。コントローラ２２８は、プロセッサ２３０及びメモリリソース２３２を含み、太陽光電源２２０の制御に関する機能を実行しうる。例えば、メモリリソース２３２は、プロセッサ２３０により実行されるとき、本書に記載の機能を実行するために動作可能である実行可能な命令を記憶するための非一過性コンピュータ可読媒体を含みうる。そのような機能は、集光比を決定するステップと、制御信号２３４を介して集光比に従って太陽電池エネルギー供給位置にリフレクタ２１０を位置付けるために、太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉに信号を送るステップとを含む。
【００３６】
この例では、コントローラ２２８は、ＴＭＳのコントローラであり、また太陽光電源２２０に対応する太陽光パネル１０２又は１０４内か又はそれらに沿ってのどちらかの状態で位置する複数の温度センサ２３６ａから２３６ｉと信号通信もしている。更にこの例では、各温度センサ２３６ａから２３６ｉは、対応する太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉに接近した太陽光パネル（１０２又は１０４のどちらか）の「局部」温度を感知するために、各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉに隣接して位置する。よって、コントローラ２２８はまた、温度センサ２３６ａから２３６ｉを使用して、太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を監視し、それに応じて、太陽光パネル１０２又は１０４上の太陽光電源２２０の太陽集光器アレイに送信される別の制御信号２３４を生成するように構成される。コントローラ２２８は、温度信号２３８を介して温度センサ２３４ａから２３４ｉの各々から局部温度値を受信することによって、局部温度を監視する。
【００３７】
温度センサ２３４ａから２３４ｉの各々からの局部温度値を監視する際に、コントローラ２２８は、太陽光電源２２０の一又は複数の太陽集光器アレイ（例えば、アレイ２２４など）を方向付け、温度センサ２３４ａから２３４ｉを監視することに応じて、集光器アレイ上の選択された数のリフレクタ２１０をオフポインティング位置に位置付ける制御信号２３４を生成し、この場合、リフレクタの選択された数は、太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を制御するように決定される。この例では、選択された数のリフレクタ２１０をオフポインティング位置内に位置付けることは、選択された数のリフレクタ２１０を部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含み、この場合、多数の部分的オフポインティング位置が存在しうる。太陽集光器アレイ（例えば、アレイ２２４）は、制御信号２３４を受信し、それに応じて、選択された数のリフレクタ２１０をオフポインティング位置内に位置付け、太陽光パネル（１０２又は１０４）の局部温度を制御し、これにより太陽光電源２２０に対応する太陽光パネル（１０２又は１０４）の温度を制御するように構成される。
【００３８】
本例の熱管理動作において、コントローラ２２８は、プロセッサ２３０によって実行されると、太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を温度センサ２３６ａから２３６ｉで監視し、制御信号２３４を生成し、温度センサ２３６ａから２３６ｉを監視することに応じて、太陽集光器アレイ（例えば、アレイ２２４など）上の選択された数のリフレクタ２１０をオフポインティング位置内に位置付けるように動作可能である実行可能な命令を記憶する非一過性コンピュータ可読記憶媒体を含むメモリリソース２３２を含みうる。これらの機能及びその他の機能を、以下に更に詳細に記載する。
【００３９】
実施態様の別の例では、コントローラ２２８は、処理用の宇宙船１００フライトコンピュータ（図示されず）及びメモリリソースと通信しうる。この例では、フライトコンピュータは、太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉに信号を送り又は命令を送信し、太陽光電源２２０の合計電力出力を制御するために、コントローラ２２８によって提供される遠隔測定信号を使用しうる。フライトコンピュータはまた、太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉに信号及び命令を供給しうる。
【００４０】
注目すべきは、電力機能及び熱制御機能を実行する際に使用されるプロセッサ２３０及びメモリ２３２が、コントローラ２２８の構成要素として本書に記述されていることであるこの記述は、先述の電力機能又は熱制御機能を実行するための処理リソースをコントローラ２２８の処理リソースに限定することを意図していない。上記のように、宇宙船１００は、フライトコンピュータを含み、そのフライトコンピュータは、本書に記載の制御機能の一部又は全部を実行するために使用されうる。また、注目すべきは、コントローラ２２８が、自身の処理リソースを含む独立したハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素として、又は宇宙船１００フライトコンピュータ又は他の処理デバイス、モジュール、又はシステム内で動作可能に結合若しくは統合された機能構成要素として動作しうることである。
【００４１】
先ほど記載したように、複数の太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉは、太陽光電源２２０の太陽ウィング又は太陽光パネル１０２若しくは１０４を形成するために、構造的に統合されうる。複数の太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉは、本例では、太陽光パネル１０２又は１０４の１つに対応する、太陽光電源２２０の集光器モジュール２２２ａから２２２ｉのすべての合計電力出力である、出力Ｖｏｕｔ２２６と信号通信している太陽集光器アレイ電力で結合された電力出力を有している。更に、各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉは、図２Ｂの太陽集光器モジュール２２２ａに示される、制御モジュール２１２及び太陽集光器アレイ（例えば、アレイ２２４など）を含む。
【００４２】
加えて、各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉは、図２Ａを参照して先ほど説明されたように構成される。例として、太陽集光器アレイ２２４は、図２Ｂに太陽集光器アレイ２２４の中の正方形として示される、複数の太陽電池及びリフレクタ群ユニット２４０を含む。太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉ毎の制御モジュール２１２は、ＡＳＩＣ（「特定用途向け集積回路」）又はＦＰＧＡ（「フィールドプログラマブルゲートアレイ」）として実施されうる、制御モジュールプロセッサ２４２を含みうる。制御モジュール２１２はまた、制御モジュールプロセッサ２４２によって実行されると、太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉの機能を実行するために動作可能である実行可能な命令を記憶する非一過性コンピュータ可読媒体を含みうる、制御モジュールメモリ２４４を含みうる。そのような機能は、例えば、集光比により太陽電池エネルギー供給位置で選択された数のリフレクタ２１０を制御すること、又は選択された数のリフレクタ２１０をオフポインティング位置内に位置付けることを含みうる。制御モジュール２１２は、リフレクタ群のリフレクタ２１０の制御がそれらを通して実行される太陽電池及びリフレクタ群ユニット２４０への制御インターフェースを含みうる。
【００４３】
太陽光電源２２０の電力出力は、有利には、宇宙船１００に電力供給するために必要な最小値と、集光比による利用可能な電力出力の最大値との間の所望の電力出力レベルを生成するように制御されうる。加えて、太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉが、衝突する太陽光１１４からのエネルギー吸収を防止し、結果的に太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉを加熱し、それに応じて、対応する太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉで、太陽光パネル１０２又は１０４を加熱する（即ち、太陽光パネル１０２又は１０４上で局部温度値を生成する）太陽光パネル１０２又は１０４から遠ざかる方向に衝突する太陽光１１４を反射する変動オフポインティング位置にリフレクタ２０１を置くことにより、リフレクタ２１０のリフレクタ群への位置付けを制御して、太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度が熱的に制御されうる。
【００４４】
集光比は、利用可能な電力出力及び宇宙船電力要件を決定すること、及び集光器アレイ電力出力が過剰ではないが、図６及び図７を参照した以下の説明に記載されるように、宇宙船１００電力要件を満たすのに十分であることを保証するために集光比を調節することによって、既定時間に決定されうる。
【００４５】
別の例では、集光比は、地上制御通信による地上制御から受信した設定点集光比として、制御モジュール２１２に提供されてもよい。地上制御は、任務中に宇宙船１００の位置を追跡し、いつ太陽からの太陽光１１４の強度が、太陽光電源２２０により生成された電力が（宇宙船１００の太陽に対する方向次第で）不十分であるか過剰であるかのどちらかの程度まで、宇宙船１００の太陽までの距離によって影響されるかを決定しうる。地上制御は、宇宙船１００の太陽までの距離に基づき、設定点集光比を決定し、設定点集光比を宇宙船に伝達する。宇宙船１００が任務中に太陽に対する宇宙船１００の位置を追跡できる場合、宇宙船１００は、太陽に対する宇宙船１００の位置に基づき、設定点集光比を決定してもよい。
【００４６】
集光比は、太陽電池にエネルギー供給するために使用されるリフレクタ又は太陽集光器の総数の比率の観点から定義されうる。個々のリフレクタ、又は太陽集光器は、太陽光１１４を太陽電池に方向付けるために、太陽電池エネルギー供給位置に、又は太陽光１１４を太陽電池から遠ざけるよう方向付けるために、太陽電池エネルギー非供給位置に載置されうる。太陽電池にエネルギー供給が行われると、太陽電池は、太陽電池が受容する太陽光１１４の太陽光１１４強度に依存して電気エネルギーを生成する。太陽電池エネルギー供給位置におけるリフレクタ総数の集光比により、太陽電池すべてにエネルギーが供給されるが、リフレクタの総数未満のリフレクタの数だけにより、太陽集光器アレイ（例えば、アレイ２４０）の最大電力出力容量未満の電力出力が生じうる。
【００４７】
加えて、本例において、地上制御は、太陽光パネル１０２及び１０４に沿った温度レベルが挙がりすぎ、これに応じて、制御信号をコントローラ２２８、制御モジュール（例えば、モジュール２１２など）、又はその両方に送信する。
【００４８】
別の例では、集光比は、リフレクタ群のリフレクタのすべてが太陽電池エネルギー供給位置にある太陽光電源２２０の総数未満の太陽電池の数又は対応するリフレクタ群として定義されてもよい。残りのリフレクタ群のリフレクタすべては、太陽電池エネルギー非供給位置にあるだろう。別の例では、集光比は、太陽光電源２２０の太陽集光器アレイの総数未満の集光器アレイ（例えば、アレイ２４０など）の数として定義されうる（集光器モジュール２２２ａから２２２ｉのすべてが、同数の太陽電池を有する太陽集光器アレイを含むと想定する）。
【００４９】
更に別の例では、集光比は、面積の観点から定義されうる。太陽電池が太陽光電源２２０、更には太陽光パネル１０２又は１０４において均一に分配されるように、太陽光電源２２０は、均一に分配された太陽電池及びリフレクタ群２４０を各々が有する均一に分配された太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉを含みうる。そのような均一な分配を考えると、集光比はまた、太陽光電源２２０を形成するパネルの総面積の一部とも定義されうる。例えば、太陽集光器アレイ２２４は、３０の１平方インチの太陽電池を有する３０平方インチの面積を有しうる。各太陽電池は、エネルギー供給されると、総電力容量の１／３０を供給するだろう。集光器アレイ２２４の面積の半分により包囲された１５の太陽電池にエネルギーが供給され、残り１５の太陽電池にはエネルギーが供給されないことを目的として、２／１の集光比とは、３０平方インチの集光器アレイ２２４の半分を指すことがある。
【００５０】
例として、太陽光電源２２０は、動作に１ｋＷの電力を必要とする宇宙船１００の総数１００の太陽電池で最大電力容量２５ｋＷを生成しうる。集光比は、２５：１の集光比が太陽電池エネルギー供給位置内に配向されるすべてのリフレクタに対応するように、電力出力の観点から指定されてもよい。集光比は、宇宙船１００が地球上又は地球付近で動作しているとき、電力容量１／２５の初期集光比に設定されるだろう。初期集光比を考えると、宇宙船１００は、１ｋＷの電力を生成するために、太陽電池エネルギー供給位置にリフレクタ総数の１／２５を置くように、太陽光電源を制御するだろう。
【００５１】
集光比は、太陽光電源２２０が必要ではあるがまだ過剰でない電力出力を確実に生成するために、任務中に修正される。例えば、最大２５ｋＷを生成する太陽光電源を使用して動作するのに１ｋＷの電力を必要とする宇宙船１００は、初期集光比１／２５で地球（１ＡＵの距離）から木星（５ＡＵの距離）までの任務を開始するだろう。宇宙船１００が地球（及び太陽）から更に遠ざかるように移動する際に、光強度が低下し、結果的にエネルギー供給された太陽電池からの電力出力が低下することになる。したがって、宇宙船１００が地球から更に遠ざかるように移動すると、集光比が増加し、電力を生成するために増加した数の太陽電池を採用する。宇宙船１００が木星に到着するまでに、集光比は２５：１になり、宇宙船１００を動作させるのに必要な１ｋＷを生成するために、利用可能な太陽電池すべてにエネルギーが供給される。
【００５２】
地球よりも太陽に接近する目的地を有する宇宙船１００の太陽光電源２２０はまた、集光比を使用して制御されてもよい。例えば、地球上で最大容量１ｋＷを有する太陽集光器アレイによって電力供給される金星への任務を受けた宇宙船１００は、地球で任務を開始し、すべての太陽電池にエネルギーが供給された状態である。次いで、宇宙船１００が金星に接近するにつれ、集光比が低下しうる。よって宇宙船１００が金星に接近するにつれ、宇宙船１００に電力供給するためにエネルギー供給される太陽電池の数は減少する。
【００５３】
加えて、宇宙船１００が、金星、水星、又は地球よりも太陽に近い太陽光システム内の他の場所への任務を受け、太陽に接近するように移動すると、宇宙船１００で生成された熱量は、太陽光１１４の強度が増すにつれ、増加する。この熱は、特に、太陽パネル１０２及び１０４並びに宇宙船主要本体１１０の表面に集中することになる。複数の太陽集光器モジュール（例えば、モジュール２００など）内でのリフレクタ２１０の位置を制御することによって、太陽光パネル１０２及び１０４で衝突する太陽光１１４の一部は、太陽パネル１０２及び１０４に反射し、よって太陽パネル１０２及び１０４に衝突する太陽光１１４によって生成される熱量が低下する。このプロセスを通して、太陽集光器モジュールの位置に対応する局部温度は、対応する温度センサ２３６ａから２３６ｉを用いて局部温度を監視し、対応する太陽集光器アレイ（例えば、アレイ２２４など）のどのリフレクタ２１０が、太陽集光器アレイで衝突する太陽光１１４の一部又はすべてを反射するオフポインティング位置内に移動させなければならないかを決定するコントローラ２２８によって、低下及び制御（即ち、熱管理）されうる。
【００５４】
上記のように、宇宙船１００が太陽に接近するように又は太陽から遠ざかるように移動するにつれ、太陽光電源２２０の利用可能な電力出力が変化するので、集光比が任務中に変更される。例示的実施態様では、集光比は、プロセッサ２３０によって決定され、制御信号２３４によってコントローラ２２８から各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉの各制御モジュール（例えば、モジュール１０６など）に提供されうる。各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉは、太陽電池エネルギー供給位置内に配向するリフレクタの選択された数を特定することによって集光比を適用し、この場合、リフレクタの選択された数が、太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉ毎の総数のリフレクタからのリフレクタの集光比に対応する。
【００５５】
集光比はまた、総数のリフレクタから太陽電池エネルギー供給位置内に配向される太陽集光器アレイ２２４の中のリフレクタの数を計算するために、プロセッサ２３０によって、決定及び使用されうる。コントローラ２２８は、次いで、太陽電池エネルギー位置に配向するリフレクタの数だけ各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉの各制御モジュール（例えば、モジュール２１２など）に信号を送りうる。
【００５６】
同様に、熱管理用途において、プロセッサ２３０は、リフレクタの総数からオフポインティング位置に配向する太陽集光器アレイ２２４内のリフレクタの数を決定しうる。コントローラ２２８は、次いで、オフポインティング位置に配向するリフレクタの数だけ各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉの各制御モジュール（例えば、モジュール２１２など）に信号を送りうる。
【００５７】
図３において、システムブロック図は、本開示によるＴＭＳ３００の実施態様の例を示す。上記のように、本例では、ＴＭＳ３００は、太陽集光器アレイ（例えば、２２２ａなど）、温度センサ（例えば、２３６ａなど）、及びコントローラ（例えば、２２８など）を含む。図を簡単にする目的で、太陽光電源（例えば、電源２２０など）を有する第１の太陽光パネル１０２だけが示されており、太陽光電源２２０が制御モジュール（例えば、モジュール２１２など）及び太陽集光器アレイ（例えば、アレイ２２４など）を含むのに対し、第２の電源３０６に含まれる太陽集光器アレイ３０２及び温度センサ３０４を有する第２の太陽光パネル１０４が示されている。しかしながら、同種の構成要素、モジュール、デバイス、及びシステムもまた、第２の太陽光パネル１０４の太陽光電源３０６に存在すると理解される。本例では、第２の太陽光電源３０６は、太陽集光器アレイ２２４及び温度センサ２３６ａに類似の太陽集光器アレイ３０２及び温度センサ３０４を含むように示されている。再び、先ほど検討されたように、図３には示されていないが、太陽集光器アレイ３０２が、太陽集光器モジュール（図示しないが、太陽集光器モジュール２２２ａに類似する）の一部であり、制御モジュール（図示しないが、制御モジュール２１２に類似する）によって制御されるであろうことを当業者は理解するだろう。
【００５８】
加えて、第２の太陽集光器アレイ３０２を含む、第２の太陽パネル１０４の太陽光電源３０６内で、コントローラ２２８が、第１の太陽集光器モジュール２２２ａ及び第２の太陽集光器モジュール（図示されず）の両方を制御すると理解される。更に、図示することを目的に、２つの太陽光パネル１０２及び１０４だけが示されており、第１の太陽光パネル１０２が第２の太陽光パネル１０４より重要な細部を含んでいるが、宇宙船１００は、宇宙船１００の設計により決定された任意の数までの複数の太陽光パネル（図示されず）を含みうることが理解される。この例では、各太陽光パネル（例えば、太陽光パネル１０２及び１０４の両方）は、同種のデバイス、構成要素、及びモジュールで構成され、よって、例えば、太陽光電源３０６がまた、コントローラ２２８と信号通信している制御モジュール２１２と同種のデバイス、構成要素、又はモジュールでもある、太陽集光器アレイ２２４及び制御モジュール（即ち、第２の制御モジュール）と同種のデバイス、構成要素、又はモジュールである、太陽集光器アレイ３０２を含む太陽集光器モジュール２２２ａと同種のデバイス、構成要素、又はモジュールである太陽集光器モジュール（図示されず）も含む。これらの例では、制御モジュール（例えば、第１の制御モジュール２１２及び第２の太陽光電源３０６の第２の制御モジュールなど）は、一般に互いに通信しないが、第１の温度センサ２３６ａ及び第２の温度センサ３０４から、温度情報データ３１２及び３１８それぞれを受信することに応じて、太陽集光器アレイ２２４及び３０２がどのように反応すべきかを決定するコントローラ２２８から、制御信号３２４及び３２２をそれぞれ受信するだろう。
【００５９】
この例では、ＴＭＳ３００は、第１の太陽光パネル１０２、第２の太陽光パネル１０４、又はその両方のどれかの温度を制御するように構成される。ＴＭＳ３００は、少なくとも第１の太陽集光器アレイ２２４（太陽集光器モジュール２２２ａ）、第１の温度センサ２３６ａ、及びコントローラ２２８を含み、本例では、太陽集光器モジュール２２２ａ及び第１の温度センサ２３６ａは、第１の太陽光パネル１０２内の太陽光電源２２０の一部である。ＴＭＳ３００はまた、複数の太陽集光器モジュール２２２ｂから２２２ｉ（図２Ｂに示される）、及び追加的複数の温度センサ２３６ｂから２３６ｉ（また図２Ｂに示される）内に構成された、第１の太陽光パネル１０２の、太陽光電源２２０上の追加的複数の太陽集光器アレイを含みうる。更に、ＴＭＳ３００はまた、一又は複数の太陽集光器モジュール（図示されず）及び一又は複数の温度センサ（温度センサ３０４を含む）内に、一又は複数の太陽集光器アレイ（太陽集光器アレイ３０２を含む）を含みうる。この例では、一又は複数の太陽集光器アレイ及び温度センサは、第１の太陽光パネル１０２と同様に、第２のパネル１０４の第２の太陽光電源３０６上にもある。上記のように、太陽集光器アレイ（太陽集光器アレイ２２４及び３０２を含む）の各々は、複数の光電池、及び複数の光電池に対応するリフレクタ群に配置された複数のリフレクタを有しうる。代替的には、非太陽光電力の例では、太陽集光器アレイの各々（又は幾つか）は、光電池が不足し、発電せずに熱管理のためだけに用いられてもよい。加えて、温度センサ（温度センサ２３６ａ及び３０４を含む）の各々は、太陽光パネル１０２及び１０４両方の複数の太陽集光器モジュールの位置に概して接近している温度センサの位置で、局部温度値に対する太陽光パネル１０２及び１０４の温度を監視するように構成される。
【００６０】
コントローラ２２８は、信号経路３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、及び３１８それぞれを介して、第１の太陽光電源２２０及び第２の太陽光電源３０６の両方と信号通信している。特に、本例では、コントローラ２２８は、信号経路３０８及び３１０それぞれを介して、制御モジュール２１２（第２の太陽集光器アレイ３０２が第２の制御モジュール（図示されず）を含むことになるため、第１の制御モジュール２１２と称されうる）、及び太陽集光器モジュール２２２ａの太陽集光器アレイ２２４と信号通信している。温度センサ２３６ａは、信号経路３１２を介して、コントローラ２２８との信号経路内にある。第２の太陽光電源３０６は、信号経路３１４、３１６及び３１８を介して、コントローラ２２８と信号通信しており、この場合、コントローラ２２８は、信号経路３１４及び３１６それぞれを介した第２の制御モジュール（図示されず）及び太陽集光器アレイ３０２との信号経路内にあり、かつ信号経路３１８を介した温度センサ３０４との信号経路内にある。
【００６１】
本例において、プロセッサ２３０及びメモリ２３２を含むコントローラ２２８が示され、メモリ２２３は、プロセッサ２３０によって実行されると、太陽光パネル１０２又は１０４の少なくとも１つの温度を温度センサ２３６ａ及び３０４で監視し、少なくとも１つの制御信号（３２２、３２４、又はその両方）を生成し、温度センサ２３６ａ及び３０４を監視することに応じて、第１の太陽集光器アレイ２２４及び第１の太陽集光器アレイ３０２それぞれの上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるように動作可能である実行可能な命令を記憶するコンピュータ可読記憶媒体（即ち、制御モジュール非一過性コンピュータ可読記憶媒体）を含み、選択された数のリフレクタは、太陽パネル１０２及び１０４の温度を制御するように決定される。
【００６２】
本例において、制御モジュール２１２（即ち、第２の集光器アレイ３０２が第２の制御モジュールを有することになるので、第１の制御モジュール２１２）は、制御信号３２４をコントローラ２２８から受信し、それに応じて、第１の制御モジュール信号３２５を生成し、コントローラ２２８からの第１の制御信号３２４を受信することに応じて、太陽集光器アレイ２２４上の前記選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるように構成される。更に、本例では、制御モジュール２１２は、制御モジュールプロセッサ２４２及び制御モジュールメモリ２４４を含み、制御モジュールメモリ２４４は、制御モジュールプロセッサ２１２によって実行されると、第１の制御モジュール信号３２５生成時に動作可能である実行可能な命令を記憶する非一過性コンピュータ可読記憶媒体（即ち、制御モジュール非一過コンピュータ可読記憶媒体）を含みうる。
【００６３】
上記のように、太陽集光器アレイ２２４及び３０２は、太陽集光器アレイ２２４又は３０２毎の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付け、太陽光パネル１０２及び１０４の温度を制御するように構成される。本例において、光電池を有する太陽集光器アレイ２２４及び３０２は、信号経路３１０及び３１６それぞれを介してコントローラ２２８に送信される集光器アレイ電力出力を各々が生成すると理解される。太陽集光器アレイ２２４からの集光器アレイ電力出力３２６は、図２Ｂに示される集光器アレイ電力出力Ｖｏｕｔ２２６を生成するために、他の太陽集光器モジュール２２２ｂから２２２ｉの他の太陽集光器アレイからの個々の出力電力と組み合わせてもよい。集光器アレイ電力出力Ｖｏｕｔ２２６は、次いで、第２の電源３０６のすべての太陽集光器モジュール（図示されず）を離れた集光器アレイ電力出力（図示されず）と組み合わせてもよく、両信号経路３１０及び３１６と信号通信している信号３２０を介して、コントローラ２２８に送信される組み合わせた集光器アレイ電力出力３２８を生成する。
【００６４】
宇宙船１００、太陽光電源２２０及び３０６、コントローラ２２８、並びにＴＭＳ３００の、又はそれらに関連付けられた回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイスは、互いに信号通信していると説明したが、信号通信は、回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイス間での任意の種類の通信及び／又は接続を指し、これにより、回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイスが別の回路、構成要素、モジュール、及び／又はデバイスと信号及び／又は情報を送受信することが可能になると当業者は理解するだろう。通信及び／又は接続は、１つの回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置から別の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置へ信号及び／又は情報を送ることを可能にする回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置間での任意の信号経路に沿ったものであってよく、これには無線又は有線信号経路が含まれる。信号経路は例えば、導線、電磁導波、ケーブル、取り付けられた及び／又は電磁的に又は機械的に結合された端子、半導体又は誘電材料又は装置、あるいは他の同様の物理的接続又は結合等の物理的なものであってよい。加えて、信号経路は、直接的な電磁接続を通さない様々なデジタル形式で、通信情報が１つの回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置から別の回路、構成要素、モジュール、及び／又は装置へ送られる、デジタル構成要素を通る、自由空間（電磁伝搬の場合）又は情報経路等の非物理的なものであってよい。
【００６５】
図４Ａは、図３Ｂの集光器アレイ２２４で使用されうる太陽電池及びリフレクタ群ユニット４００の例の断面図である。この例では、太陽集光器アレイは、発電機用の光電池（即ち、太陽電池）を含む。図４Ａの太陽電池及びリフレクタ群ユニット４００は、好ましくは、ガラス、又は図３Ａを参照して前述したような幾つかの他の適した透明の材料で作られた、第１の平面基板４０４に装着された太陽電池４０２を含む。対応するリフレクタ群は、太陽電池４０２がリフレクタ群のリフレクタ４０６に直接対向するように、第１の平面基板４０４と間隔を空け、かつ第１の平面基板４０４と平行である第２の平面基板４０８に装着された複数のリフレクタ４０６を含む。第１の基板４０４及び第２の基板４０８は、太陽光１１４が第１の平面基板４０４でパネルに入射するように配向される。実質的に垂直な入射角で第１の平面基板４０４に方向付けられた太陽光１１４が図４Ａに示されているが、リフレクタ４０６は、太陽光１１４の入射角が図４Ｃを参照して以下に記載されるように垂直から遠ざかるようにシフトするとき、太陽電池４０２で方向付けられた光を維持するように調節されうる。本例では、太陽光１１４は、透明な第１の平面基板４０４を通過して、リフレクタ群のリフレクタ４０６に向かう。リフレクタ４０６は、第１の平面基板４０４上の太陽電池４０２に向かって、反射され方向付けられた太陽光４１０を再び反射及び方向付ける。
【００６６】
本開示に記載の種々の実施態様の例において、太陽電池４０２は、光を受容し、光強度を示す電気信号を生成する任意の適した電子部品でありうる。対応するリフレクタ４０６は、太陽電池４０２の方に光を再び反射させるように配置されたミラーを含む。様々な実施態様の例では、リフレクタ４０６は、集光器アレイ上で太陽電池とリフレクタ群ユニット４００の密度を層化させるために小型ミラーと制御構成要素とを統合する、微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）構成要素として実施されうる。各リフレクタ４０６は、一又は複数の次元についてミラーを回転させることによりリフレクタ４０６を配向するように構成されている、アクチュエータ４１２によって制御されうる。アクチュエータ４１２はまた、リフレクタを太陽電池４０２により接近させるように又は更に遠ざけるように移動させることによって、変換配向を提供しうる。アクチュエータ４１２は、制御モジュール２１２から信号を受信し、制御モジュール２１２によって命令される通りにリフレクタ４０６を移動させる。
【００６７】
各リフレクタの配向を制御することによって、制御モジュール２１２は、リフレクタに対応する太陽電池に方向付けられた太陽光１１４の強度を制御しうる。例えば、制御モジュール２１２は、図４Ａに示すように、反射させ方向付けられた太陽光４１０を太陽電池４０２に向けるために、リフレクタ群の各リフレクタ４０６に信号を送信しうる。図４Ａの各リフレクタ４０６のこの位置は、太陽電池エネルギー供給位置とも称され、リフレクタ４０６が太陽電池４０２に光を向けることができるリフレクタ４０６の位置又は配向である。
【００６８】
図４Ｂは、リフレクタ４０６が太陽電池エネルギー非供給位置に配向されている、太陽電池及びリフレクタ群ユニット４００の断面図である。制御モジュール２１２は、リフレクタ４０６を配向し、（太陽電池４０２に方向付けられる反射し方向付けられた太陽光４１０とは異なり）反射した太陽光４１４を太陽電池４０２から遠ざかる方向に向けるように、アクチュエータ４１２に信号を送信しうる。反射した太陽光４１４が太陽電池４０２にエネルギー供給を行わないように、リフレクタ４０６が反射した太陽光４１４を方向付けるとき、太陽電池４０２は、電気信号を生成せず、集光器モジュール２２２ａから２２２ｉ（図２Ｂ）の電力出力を助長しない。この例では、反射した太陽光４１４を太陽光１１４の入射角に沿って戻すよう方向付けるように配向された図４Ｂのリフレクタ４０６が示されている。しかしながら、太陽電池エネルギー非供給位置は、リフレクタ４０６が太陽電池４０２に向かわない任意の方向に光を方向付けることができる、リフレクタ４０６の任意の位置又は配向であってもよい。
【００６９】
同様に、リフレクタ太陽光４１４が、リフレクタ群ユニット４００によって吸収されず、宇宙空間に再び反射されて宇宙船１２００から遠ざかるので、太陽電池エネルギー非供給位置はまた、熱管理のためのオフポインティング位置に対応する。よって、このオフポインティング位置（太陽電池エネルギー非供給位置にも対応する）は、太陽光パネル１０２又は１０４内のリフレクタ群ユニット４００の位置で、太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を低下させる。
【００７０】
上記のように、集光比は、太陽電池エネルギー位置のリフレクタすべてを有するリフレクタ群の総数未満のリフレクタ群の数の観点から定義されてもよい。図４Ａ及び図４Ｂは、このように２４４の電力出力を制御するためにどのように使用されうるかを示している。各太陽電池及びリフレクタ群ユニット２４０のリフレクタ４０６のすべてが図４Ａに示されるように太陽電池エネルギー供給位置内に配向される場合、各太陽電池４０２は、入射光強度に対応する実質的に最大の電気出力を生成している。各太陽電池及びリフレクタ群ユニット２４０のリフレクタ４０６のすべてが図４Ｂに示されるように太陽電池エネルギー非供給位置内に配向される場合、各対応する太陽電池４０２からの電力出力は、有効に存在しないだろう。集光比が増加することによって、太陽電池エネルギー供給位置のすべてのリフレクタを含むリフレクタ群の数が増加し、結果的に電力出力がより高くなる。集光比が低下すると、太陽電池エネルギー非供給位置（オフポインティング位置にも対応する）のすべてのリフレクタを含むリフレクタ群の数が低下し、結果として電力出力が低下し、太陽電池４０２上の太陽光１１４を全く集めなくても、反射した太陽光４１４を太陽集光器アレイ２２４から離すように方向付けることによって、太陽集光器アレイ２２４で生成される熱量が低下する。
【００７１】
太陽電池エネルギー供給位置は、宇宙船１００の動作中に変化しうる。上記のように、太陽光電源２２０のカバーパネルへの光の入射角は、実質的に９０度から変化しうる。宇宙船１００は、宇宙を移動する際に実質的に９０度の入射角を維持するために、太陽光電源２２０の配向及び位置を制御するハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素を含みうる。宇宙船１００が太陽光電源２２０への光の入射角９０度を維持することは、必ずしも可能ではない。光の入射角が実質的に９０度を維持できない場合、太陽電池４０２にエネルギー供給するリフレクタ群のリフレクタ４０６は、エネルギー供給された太陽電池４０２で最大の強度を維持するように調節されうる。要するに、リフレクタ４０６の太陽電池エネルギー供給位置は、太陽光電源２２０の配向の変化に応じて修正される。
【００７２】
図４Ｃは、太陽光１１４が太陽光電源２２０（図２Ｂ）に垂直でない場合の太陽電池エネルギー供給位置にある太陽電池４０２及び対応するリフレクタ４０６の断面図である。図４Ｃに示された例の太陽光１１４の入射角は、図４Ａ及び図４Ｂの例に示された太陽光１１４の入射角とは異なり、実質的に９０度ではない。入射角が垂直から変化すると、制御モジュール２１２（図２Ｂ）は、反射した太陽光４１０を太陽電池４０２に向け続けるようにリフレクタ４０６を位置付けるためにアクチュエータ４１２に信号を送ることによって、リフレクタ４０６を制御する。したがって、リフレクタ４０６の太陽エネルギー供給位置は、リフレクタ及び太陽光１１４の入射角次第で変化する。同様に、衝突する太陽光１１４を反射し、太陽集光器アレイ２２４近くの局部温度を制御するためのリフレクタ４０６のオフポインティング位置はまた、リフレクタ及び太陽光１１４の入射角次第で変化する。
【００７３】
図４Ｄを見ると、太陽光１１４が太陽光電源２２０に垂直でない場合の太陽電池エネルギー非供給位置にある太陽電池４０２及び対応するリフレクタ４０６の実施態様の別の例が示されている。図４Ｂに示した例と同様に、本例では、制御モジュール２１２は、リフレクタ４０６を配向し、（太陽電池４０２に方向付けられる反射し方向付けられた太陽光４１０とは異なり）反射した太陽光４１４を太陽電池４０２から遠ざかる方向に向けるように、アクチュエータ４１２に信号を送信しうる。再び、反射した太陽光４１４が太陽電池４０２にエネルギー供給を行わないように、リフレクタ４０６が反射した太陽光４１４を方向付けるとき、太陽電池４０２は、電気信号を生成せず、集光器モジュール２２２ａから２２２ｉ（図２Ｂ）の電力出力を助長しない。この例では、反射した太陽光４１４を太陽光１１４の入射角から離れた斜めの角度で方向付けるようにオフポインティング位置に配向された図４Ｂのリフレクタ４０６が示されている。反射した太陽光４１４が太陽電池４０２を照射しないため、太陽電池は、エネルギー非供給位置にあり、太陽光が宇宙空間に再び反射され、宇宙船１００から遠ざかるので、リフレクタ群ユニット４００は、太陽光１１４からの熱エネルギーを吸収しない。よって、このオフポインティング位置は、太陽光パネル１０２又は１０４内のリフレクタ群ユニット４００の位置で、太陽光パネル１０２又は１０４の局部温度を低下させる。
【００７４】
上記のように、集光比は、集光器アレイ内、又は太陽光電源内のリフレクタの総数から定義されうる。これにより結果的に、集光比がリフレクタ群のリフレクタの数に適用されうる。図４Ｅは、選択されたリフレクタ４０６が太陽電池エネルギー供給位置にあり、他のリフレクタ４１６が太陽電池エネルギー非供給位置にある場合の太陽電池４０２及び対応するリフレクタの例の断面図である。太陽電池エネルギー供給位置に配向されるリフレクタ４０６の総数がリフレクタ群の全リフレクタより少ない場合、太陽電池４０２は、最大量より少ない電力を生成する。リフレクタ群の幾つかのリフレクタ４０６は、太陽電池エネルギー供給位置内に載置され、同一のリフレクタ群の他のリフレクタ４１６は、図４Ｅに示すように、太陽電池エネルギー非供給位置に載置されるだろう。集光器アレイの太陽電池エネルギー供給位置に載置される選択されたリフレクタ４０６の総数は、集光器アレイのリフレクタの総数の集光比に対応しうる。この例では、リフレクタ４１６が、反射した太陽光４１４をリフレクタ群ユニット４００から宇宙空間内に方向付けている一方で、他のリフレクタ４０６は、反射した太陽光４１０を太陽電池４０２に方向付けているので、リフレクタ４１６は、非オフポインティング位置にある他のリフレクタ４０６に関連するオフポインティング位置にある。よって、オフポインティング位置のリフレクタ４１６はまた、リフレクタ群ユニット４００で局部温度を低下及び制御している。
【００７５】
太陽集光器アレイ２２４の電力出力を制御するための集光比の使用は、有利には、過剰な電力レベルを生じさせなくても、宇宙船１００の電力要件が満たされていることを保証する。例として、地球から木星に移動している１ｋＷの電力を必要とする宇宙船１００は、初期集光比を、１ｋＷの電力を生成するのに十分な最大の集光比未満に設定し、木星付近で最大の集光比に到達し、同一の１ｋＷの電力が生成されるまで、集光比を増加させるだろう。同様に、地球から金星に移動している１ｋＷの電力を必要とする宇宙船１００は、初期集光比を、１ｋＷの電力を生成するのに十分な最大の集光比に設定し、金星で同一の１ｋＷの電力を生成するのに必要な最小の集光比に達するまで、集光比を減少させるだろう。加えて、集光比はまた、太陽集光器モジュールの局部温度を熱管理するために用いられてもよい。
【００７６】
図５から図７は、集光比を使用して太陽集光器アレイの電力出力を制御するための方法を図示するフローチャートである。注目すべきは、集光比が利用可能な電力出力及び宇宙船１００の電力要件の監視に基づいていると図５から図７に示される方法が想定していることである。上記のように、集光比は、限定されないが、太陽までの距離など他の方法を使用して決定されてもよい。図５から図７の方法についての以下の説明では、特に指定されない限り、図２Ｂに示された構成要素を参照する。図５から図７の方法は、宇宙船１００でメモリに記憶され、制御モジュール２１２又は別の計算デバイスのどちらかのプロセッサによって実行されるコンピュータ実装命令を含むソフトウェア構成要素として実装されうる。
【００７７】
図５は、太陽集光器アレイ２２４からの電力出力を制御するための第１の例示的方法５００の工程を示すフローチャートである。図２Ｂに示された実施態様の非限定的例では、コントローラ２２８は、集光比を決定し、集光比に関する情報（又は集光比それ自体）を制御モジュール２１２に伝達する。ステップ５０２において、制御モジュール２１２は、選択された数のリフレクタを太陽電池エネルギー供給位置に位置付けるための信号又は命令を受信し、リフレクタの選択された数は、太陽集光器アレイ２２４におけるリフレクタの集光比である。
【００７８】
ステップ５０４で、制御モジュール２１２は、太陽集光器アレイ２２４における選択された数のリフレクタを太陽電池エネルギー供給位置に位置付け、太陽集光器アレイ２２４からの電力出力を生成する。制御モジュール２１２は、選択された数のリフレクタに対応するアクチュエータに信号を送ることによって、リフレクタを位置付ける。
【００７９】
上記のように、集光比は、有利には、太陽から遠ざかる宇宙船１００及び太陽に向かう宇宙船１００に対して調節されてもよい。図６は、太陽から遠ざかる宇宙船に対する集光比を変化させるための方法６００の例の工程を示すフローチャートである。図６の方法６００は、集光比を決定し、各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉにおける制御モジュール２１２に信号を送るために、コントローラ２２８によって実行されうる。代替的例では、太陽光電源２２０は、コントローラ２２８について本明細書に記載される工程を実行する制御モジュール２１２で、単一の太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉを使用して実施されうる。
【００８０】
ステップ６０２において、最大集光比未満の初期集光比が決定される。１ｋＷの宇宙船電力要件及び２５ｋＷの総最大電力出力容量で木星に移動する宇宙船についての上記例において、初期集光比は、１／２５に設定され、実質的に地球上で、必要な１ｋＷが生成されうる。１／２５に対応するリフレクタ群の数が選択され、太陽電池エネルギー供給位置に配向される。ステップ６０４で、コントローラ２２８は、宇宙船電力要件を決定するためにバス電力負荷を評価しうる。ステップ６０６で、一又は複数の太陽集光器アレイ２２４からの利用可能な電力出力が測定される。上記のように、宇宙船１００が、太陽光１１４の強度低下に起因して太陽から遠ざかるにつれ、利用可能な電力出力は低下するだろう。
【００８１】
決定ブロック６０８で、利用可能な電力出力が、宇宙船１００の電力要件と比較される。利用可能な電力出力が宇宙船１００の電力要件より高い場合（ＹＥＳの経路）、集光比は変更されないままでありうる。利用可能な電力出力が宇宙船１００の電力要件未満である場合（ＮＯの経路）、集光比は、ステップ６１０で増加しうる。注目すべきは、利用可能な電力が宇宙船電力要件に閾値を加えて維持されるべき場合に、閾値が適用されうることである。
【００８２】
方法６００の制御は、決定ブロック６０８とステップ６１０の両方からステップ６０４に進み、宇宙船１００の電力要件を継続的に監視し、次にステップ６０６で利用可能な電力出力を継続的に監視する。
【００８３】
図７は、太陽に向かう宇宙船に対する集光比を変化させるための方法７００の例の工程を示すフローチャートである。図７の方法７００は、集光比を決定し、各太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉにおける制御モジュール２１２に信号を送るために、コントローラ２２８によって実行されうる。代替的例では、太陽光電源２２０は、コントローラ２２８について本明細書に記載される工程を実行する制御モジュール２１２で、単一の太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉを使用して実施されうる。
【００８４】
ステップ７０２において、最初の位置での最小集光比を上回る初期集光比が決定される。１ｋＷの電力要件及び１ｋＷの総最大電力出力容量で金星に移動する宇宙船についての上記例において、初期集光比は、１０：１に設定され、実質的に最初の位置、即ち地球上で、必要な１ｋＷが生成されうる。１０：１に対応するリフレクタ群の数、又はリフレクタ群の全てが選択され、太陽電池エネルギー供給位置に配向される。ステップ７０４で、コントローラ２２８は、集光器アレイ２２４から必要とされる電力を決定するためにバス電力負荷を評価しうる。ステップ７０６で、一又は複数の太陽集光器アレイ２２４から利用可能な電力が測定される。上記のように、宇宙船１００が、太陽に接近するにつれ増加する太陽光１１４強度に起因して太陽に向かって移動するにつれ、電力出力は増加するだろう。
【００８５】
決定ブロック７０８で、利用可能な電力出力が、宇宙船の電力要件と比較される。利用可能な電力出力が宇宙船の電力要件に閾値を加えたもの未満である場合（ＮＯの経路）、集光比は変更されないままでありうる。利用可能な電力が宇宙船の電力要件に閾値を加えたものを上回る場合（ＹＥＳの経路）、集光比は、ステップ７１０で低下しうる。注目すべきは、閾値が、過剰と見なされる電力レベルを示す適した値でありうるということである。
【００８６】
方法７００の制御は、決定ブロック７０８とステップ７１０の両方からステップ７０４に進み、宇宙船１００の電力要件を継続的に監視し、次にステップ７０６で利用可能な電力出力を継続的に監視する。
【００８７】
図８は、本開示によるＴＭＳ３００で太陽集光器アレイを有する太陽光パネルの温度を制御するための方法８００の工程の例を示すフローチャートである。この例では、ＴＭＳ３００の方法が、太陽集光器アレイを有する太陽光パネルの温度を制御するためのプロセスを実行し、太陽集光器アレイは、複数の光電池、及び複数の光電池に対応するリフレクタ群に配置された複数のリフレクタを有する。方法８００は、コントローラ２２８と信号通信している温度センサ（例えば、２３６ａなど）で、太陽光パネル（１０２又は１０４のどちらか）の温度を監視すること８０２を含む。温度センサは、温度センサ付近にあり、センサデータ（測定された局部温度データを含む）をコントローラ２２８に送信する太陽集光器モジュール（例えば、２２２ａなど）付近に太陽光パネルの局部温度を生成する。コントローラ２２８は次いで、温度センサから測定された局部温度データを受信し８０４、太陽光パネルの局部温度に調節が必要であるか決定する（決定ステップ８０６内で）。太陽光パネルの局部温度を調節する必要がなければ、プロセスはステップ８０２に戻り、温度センサは、温度センサの位置で太陽光パネルの局部温度を監視し続け、その処理が繰り返される。
【００８８】
その代わりに、太陽光パネルの局部温度を調節する必要がある場合、コントローラ２２８は、温度センサに対応する太陽集光器モジュールに制御信号を送信し８０８、太陽集光器アレイにおける選択された数のリフレクタ（太陽集光器モジュール、例えばモジュール２２４などに対応する）の位置をオフポインティング位置内に調節し、太陽光パネルのその部分における衝突する太陽光１１４によって生成される熱量を低減する。太陽集光器モジュールは、コントローラ２２８から制御信号を受信し、それに応じて、太陽集光器アレイ上の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置に位置付ける８１０。プロセスは次いでステップ８０２に戻り、温度センサは、温度センサの位置で太陽光パネルの局部温度を監視し続け、その処理が繰り返される。
【００８９】
この例において、制御信号は、太陽集光器モジュール内の制御モジュール（例えば２１２など）によって受信され、コントローラ２２８、制御モジュール、又はその両方が、太陽光パネルの局部温度を制御するためにオフポインティング位置に置く必要があるリフレクタの選択された数及び位置を決定し、制御モジュールが、選択されたリフレクタの調節を制御する。この例において、宇宙船１００の別のプロセッサ又はコントローラはまた、太陽光パネルの局部温度を制御するためにオフポインティング位置に置く必要があるリフレクタの選択された数及び位置を決定するために、コントローラ２２８及び制御モジュールと組み合わせて用いられてもよい。この例では、コントローラ２２８、制御モジュール、又はその両方によって太陽光パネルの局部温度を制御するために、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置に位置付けることによって、太陽光パネルの温度が制御される。
【００９０】
この例では、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるステップは、第１の選択された数のリフレクタを部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含みうる。加えて、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるステップは、第１の微小集光器モジュール（「ＭＣＭ」）内の複数のアクチュエータで、第１の選択された数のリフレクタのうちの各リフレクタの位置及び角度を調節することを含みうる。更に、コントローラから第１の制御信号を受信するステップは、第１の制御モジュールで第１の制御信号を受信することを含み、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるステップは、第１の制御信号を受信することに応じて第１の制御モジュールで、太陽集光器アレイの第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることを含みうる。
【００９１】
更に、方法はまた、選択的反射パネルの第２の局部温度を、コントローラと信号通信している第２の温度センサで監視することと；監視された第２の局部温度に対応する受信された第２の制御信号に応じて、第２の太陽集光器アレイ上の第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるために、コントローラから第２の制御信号を受信することであって、リフレクタの第２の選択された数が、選択的反射パネルの第２の局部温度を制御するように決定される、受信することと；選択的反射パネルの第２の局部温度を制御するために、第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることとを含みうる。また更に、方法は、コントローラにおいて、第２の温度センサから第２の温度データを受信することと；コントローラにおいて、第２の温度データに応じて、第２の太陽集光器アレイ上の第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に置くと決定することと；第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に置くと決定することに応じて、コントローラで、第２の制御信号を生成することとを含みうる。コントローラから第２の制御信号を受信することは、第２の制御モジュールで第２の制御信号を受信することを含み、第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることは、第２の制御信号を受信することに応じて第２の制御モジュールで、太陽集光器アレイの第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることを含みうる。
【００９２】
上記のように、集光比は、個々に又はリフレクタ群で選択された数のリフレクタに適用されうる。図９は、集光比によるエネルギー供給付リフレクタ群を示す太陽光電源９０２によって電力供給される宇宙船１００内の太陽光発電宇宙システム９００の例のブロック図である。太陽光電源９０２は、複数のＭＣＭ９０４ａから９０４ｉを含み、各ＭＣＭ９０４ａから９０４ｉは、制御モジュール９０６及び微小集光器アレイ９０８を含む。図９の微小集光器アレイ６０８は、太陽電池及び対応するＭＥＭリフレクタ群を含む。ＭＣＭ９０４ａから９０４ｉは、図２Ａ及び図２Ｂを参照して先ほど説明された集光器モジュール２００及び２２２ａから２２２ｉの例である。微小集光器アレイ９０８は、図２Ａ及び図２Ｂを参照して先ほど説明された太陽集光器アレイ２０２及び２２４の例である。太陽光電源９０２はまた、ＭＣＭ９０４ａから９０４ｉの位置それぞれで温度センサに対応する複数の温度センサ９１０ａから９１０ｉを含みうる。
【００９３】
図９の微小集光器アレイ９０４ａの制御モジュール９０６は、図５から図８を参照して先ほど説明された方法５００及び８００を実行しうる。この例では、制御モジュール９０６は、先ほど説明されたような、又は特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）、又は他の類似デバイス若しくは構成要素のようなプロセッサでありうる。集光比によるリフレクタの数は、リフレクタ群の中から選択されうる。このように、リフレクタの選択された数は、太陽電池の数であるリフレクタ群の総数の集光比である。選択された数のリフレクタ群毎のリフレクタすべてが、図３Ａに図示されたように太陽電池エネルギー供給位置内に方向付けられる。図９は、第１の組のリフレクタ群に対応する太陽電池にエネルギー供給するために選択されないリフレクタ群として第１の組のリフレクタ群９１２を示している。パターンは例示目的であると理解される。図９にグレーの正方形として示されている第２の組のリフレクタ群９１４は、第２の組のリフレクタ群９１４各々に対応する太陽電池にエネルギー供給するために選択された集光比１／２に対応する選択された数のリフレクタ群である。図９の例は、各太陽電池の最大電力を出力するようにエネルギー供給するために太陽電池の集光比を選択することを示している。微小集光器アレイ９０４ａからの総電力出力は、微小集光器アレイ９０４ａの総電力出力容量の集光比である。先ほどのように、コントローラ９１６は、温度センサ９１０ａから９１２ｉから局部温度データ、及びＭＣＭ９０４ａから９０４ｉから出力電圧Ｖｏｕｔ９２０を受け取り、それに応じて複数のＭＣＭ９０４ａからから９０４ｉに送信されうる制御信号を生成し、太陽電池及びＭＥＭ集光器の中のリフレクタの位置を制御する。この例において、コントローラ９１６は、前述のようなプロセッサ、又はＡＳＩＣ、ＤＳＰ。ＦＰＧＡ、又は他の類似のデバイス若しくは構成要素であってもよい。
【００９４】
図１０は、太陽光アレイ１００２を使用して宇宙船１００に電力供給するための例示的宇宙システム１０００のブロック図である。太陽光アレイ１００２は、複数の微小集光器モジュール１００４及び１００６を含み、各微小集光器モジュール１００４及び１００６は、図９のＭＣＭ９０４ａから９０４ｉとして構成される。図１０に示される例では、宇宙船１００は、集光比を決定し、集光比に対応するＭＣＭ１００８の数を選択し、次いで、太陽電池エネルギー供給位置に配向すべき選択されたＭＣＭ１００８におけるリフレクタ群のすべてにエネルギー供給を行う。図１０は、ＭＣＭ１００８の最大電力出力容量１０１０を生成するために選択されたＭＣＭ１００４を示すグレーのボックスとして第１の組のＭＣＭ１００４を有する太陽光アレイ１００２を示す。第１の組のＭＣＭ１００４では、各ＭＣＭ１００４内の各微小集光器アレイ９０８（図９）における各太陽電池に対応する各リフレクタ群は、例えば、図４Ａのリフレクタ４０６の配向など、太陽電池エネルギー供給位置に配向される。白いボックスとして示される第２の組のＭＣＭ１００６は、電力を生成するために選択されないＭＣＭ１００６を示す。第２の組のＭＣＭ１００６では、各ＭＣＭ１００６内の各微小集光器アレイ９０８（図９）における各太陽電池に対応する各リフレクタ群は、例えば、図４Ｂのリフレクタ４０６の配向など、太陽電池エネルギー非供給位置（オフポインティング位置に対応する）に配向される。
【００９５】
図１１は、太陽集光器モジュール２２２ａから２２２ｉを有する図２Ｂの太陽光電源２２０の例示的実施態様からの電力出力の比較を示すグラフ１１００であり、その中で、任務中及び様々な集光比を実施しない太陽集光器アレイを有する典型的な太陽光電源からの電力出力中に、太陽集光比が変化している。図１１のグラフ１１００には、２つの垂直な軸がある。右側の垂直な軸１１０２（「アレイ電力」）は、正規化された電力出力を示し、値１が宇宙船電力要件を表し、値２０が宇宙船電力要件の２０倍を表している。左側の垂直軸（「集光」）１１０４は、図２Ｂの太陽光電源２２０の例示的実施態様によって使用されうる集光比の値を表す。水平な軸１１０５は、太陽からの距離（ＡＵ）を表す。
【００９６】
グラフ１１００は、典型的太陽光電源の電力出力を表す第１の曲線１１０６を示す。第１の曲線１１０６は、右側の垂直な軸（「アレイ電力」）を使用して、太陽までの距離が増加するにつれ電力出力が低下することを示している。第１の曲線１１０６によって示される電力出力は、木星の太陽からの距離５ＡＵでの電力出力約１に対する宇宙船電力要件の約２５倍である、ＡＵ１（地球上）での電力出力から低下する。電力出力の低下は、宇宙船が太陽から更に遠ざかるにつれ、光の強度が低下することに起因する。
【００９７】
図１１は、図２Ｂの太陽光電源２２０の例示的実施態様の電力出力を表す第２の曲線１１０８であり、集光器モジュール２２２ａから２２２ｉの集光比を変化させる。第２の曲線１１０８もまた、右側の垂直な軸（「アレイ電力」）を使用し、宇宙船が太陽から遠ざかる際の任務の過程で実質的に水平状態を維持する電力出力を示す。
【００９８】
図１１は、第３の曲線１１１０において、集光比と太陽光電源２２０の例示的実施態様の電力出力との関係を示す。第３の曲線１１１０は、集光垂直軸１１０４を使用し、宇宙船１００が太陽から遠ざかるにつれ集光比が増加し、第２の曲線１１０８によって示されるように、電力出力が同じレベルに維持されることを示している。上記のように、任務開始時の低い集光比により、結果的に、各ＭＣＭ内のリフレクタの一部が太陽電池エネルギー供給位置に配向され、残りのリフレクタが太陽電池エネルギー非供給位置に配向される。集光比は、第３の曲線１１１０によって示されるように、宇宙船が太陽から遠ざかると、増加する。約５ＡＵで全リフレクタが太陽電池エネルギー供給位置内に存在するまで、集光比が増加するにつれ、ますます多くのリフレクタが任務中に太陽電池エネルギー供給位置に配向されるようになる。電力出力は、任務の過程を通して実質的に同じレベルを維持する。
【００９９】
集光器アレイの電力出力を制御するためのシステム及び方法の実施態様の例は、集光器を使用して、光電池に光を集め、電気エネルギーを生成する。注目すべきは、リフレクタ群の個々のリフレクタが、電力分配の管理に関わらない機能のために太陽電池エネルギー非供給位置に配向されうることである。熱管理に関して検討されたように、太陽電池エネルギー非供給位置はまた、太陽電池の温度を制御するために、オフポインティング位置に対応する。熱管理に加え、例えば、宇宙船１００は、宇宙船に損傷を与えるに十分なエネルギーを有する光の突然のバーストに曝されることがある。そのような曝露は、宇宙船１００を破壊する又は損傷を与えようとする実在物によるレーザ攻撃、又は自然源若しくは他の非自然源からの光の高強度バーストに起因しうる。
【０１００】
破壊的光エネルギーの突然のバーストは、宇宙船１００によって検出されうる。例えば、任務中に、コントローラ２２８は、利用可能な電力出力を継続的に監視しうる。利用可能な電力出力を監視する間、コントローラ２２８は、太陽集光器アレイ２２４に入射する太陽からの光によって引き起こされそうにない急激な上昇（ｓｐｉｋｅ）又は突然の電力サージを感知しうる。コントローラ２２８は、急激な上昇又は突然の電力サージから、宇宙船１００が損傷を与えるに十分な光エネルギーの突然のバーストからの攻撃下にあると決定しうる。これに応じて、太陽集光器アレイ２２４は、選択された数のリフレクタ群をオフポインティング位置（即ち、太陽電池エネルギー非供給位置）に配向し、レーザ光を宇宙船１００から遠ざけるよう方向付けるように制御されうる。熱管理の状況と同様に、選択された数は、宇宙船１００への電力を遮断することになろう、リフレクタ群の全てであってもよく、又は宇宙船１００から遠ざかるレーザからのエネルギーを反射するのに十分な数であってもよい。この応答は、制御プログラミングに自律的にプログラムされる、又は既知の脅威に先立って群から潜在的に命令されることができよう。
【０１０１】
図１２を見ると、本開示に従って、宇宙船１２００の別の実施態様の例の斜視図が示されている。この例では、宇宙船１２００は、宇宙船１２００の本体１２０４が太陽光１１４と衝突するときに、宇宙船１２００の本体１２０４の温度を制御するためにＴＭＳ（図示されず）を利用する宇宙船１２００の本体１２０４にミラー部分１２０２を有するミラーである選択的反射パネルを含む。更に、宇宙船１２００はまた、前述のように太陽光パネル１２０６及び１２０８毎にＴＭＳ（図示されず）も含みうる２つの太陽光パネル１２０６及び１２０８も含む。もしあれば、太陽光パネル１２０６及び１２０８毎のＴＭＳは、先ほど図２Ａから図１１を参照して述べられたように、太陽集光器モジュールを含みうる。しかしながら、ミラー部分１２０２内のＴＭＳは、前述と同じ種類の太陽集光器モジュールを含まないだろう。その代わりに、ミラー部分１２０２内のＴＭＳは、太陽電池（例えば、太陽電池４０２など）を全く用いることはないだろう。ＴＭＳは、ミラー部分１２０２をオンにするためにリフレクタをオフポインティング位置に位置付けることによって、ミラー部分１２０２をオフにするか、又はミラー部分１２０２のスイッチをオフにするためにリフレクタを非オフポインティング位置に位置付けることによって、ミラー部分１２０２をオンにするかのどちらかのために、複数のリフレクタ（図示されず）を利用しうる。
【０１０２】
特に、本開示にしたがって、ミラー部分１２０２（図２に示される）及びオフポインティング位置のミラー部分１２０２の対応するリフレクタ１３００の例の断面図が図１３Ａに示される。ミラー部分１２０２が太陽集光器アレイを利用し、リフレクタ１３００が太陽集光器アレイのリフレクタ群ユニットである場合、本例において、ミラー部分１２０２が太陽光パネルではなく、リフレクタ（図示されず）がオフポインティング位置にあるときに、太陽光１１４を反射するように構成された単なるミラーであるので、ミラー部分１２０２が太陽電池（太陽電池４０２など）を含まない点を除き、本例は図４Ａから図４Ｅに示す例に類似している。太陽光１１４を反射することによって、ＴＭＳは、宇宙船１２００の本体１２０４における熱量を低減する。
【０１０３】
この例では、本例では、複数の太陽集光器アレイが太陽電池を含まず、太陽光１１４を吸収するか反射するかのどちらかのためにＴＭＳによって利用されることになる点を除き、ミラー部分１２０２は、太陽集光器モジュール２００に類似した複数の太陽集光器アレイ（図示されず）を用いると想定されるだろう。
【０１０４】
前述の検討と同様に、本例では、ＴＭＳは、ミラー部分１２０２上の一又は複数の温度センサ、コントローラ（単数又は複数可）、及び一又は複数の太陽集光器アレイを含み、この場合、コントローラは、一又は複数の温度センサと一又は複数の太陽集光器アレイとの両方と信号通信している。先ほど検討されたように、各太陽集光器アレイは、コントローラから制御信号を受信し、これに応じて、選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付け、ミラー部分１２０２の局部温度を制御し、これにより宇宙船１２００の本体１２０４の温度を制御するように構成される。
【０１０５】
したがって、図１３Ａに戻ると、リフレクタ群ユニット１３０２上で衝突する太陽光１１４のすべてを反射するオフポインティング位置に配向されたリフレクタ１３００を有するミラー部分１２０２及びリフレクタ群ユニット１３０２の断面図が示される。図２Ａに示された例と同様に、太陽光集光器モジュールはまた、信号をアクチュエータ１３０４に送信し、リフレクタ１３００を配向し、リフレクタ群ユニット１３０２から離れる方向に反射した太陽光１３０６を向けるように構成された制御モジュール（図示されず）を含みうる。また、制御モジュールは、太陽集光器モジュールに制御機能及び遠隔測定機能を提供する。制御モジュールは、プロセッサなどの処理リソース、並びにプログラムされた機能を実行するためのデータ及び命令を記憶するための記憶能を含みうる。制御モジュールは、リフレクタ１３００の位置及び配向を制御するための機能を含む。制御モジュールは、リフレクタ群ユニット１３０２及び他のリフレクタ群ユニットから遠ざかるように光を方向付けるために、リフレクタ１３００又はリフレクタ群の数を制御しうる。制御モジュールはまた、例えば、宇宙船１２００上のフライトコンピュータなど、他の計算構成要素から信号又は命令を受信するための通信インターフェースを含みうる。上記のように、この例では、制御モジュールは、ＴＭＳのコントローラ、又はＴＭＳのコントローラ（単数又は複数可）と信号通信しているデバイス、モジュール、又はシステムでありうる。
【０１０６】
反射した太陽光１３０６がリフレクタ群ユニット１３０２によって吸収されないように、リフレクタ１３００が反射した太陽光１３０６を方向付けるとき、太陽光１１４からのエネルギーが宇宙船１２００から遠くに反射されるので、リフレクタ群ユニット１３０２及びそれに伴い、宇宙船１２００のミラー部分１２０２及び本体１２０４は、温度が上昇しない。この例では、反射した太陽光４１４を太陽光１１４の入射角に沿って戻すように方向付けるために、太陽光１１４の入射角に垂直に配向されたリフレクタ１３００が示されている。しかしながら、オフポインティング位置は、リフレクタ１３００が、リフレクタ群ユニット１３０２及び宇宙船１２００から遠ざかる任意の方向に光を方向付けるようにすることができるリフレクタ１３００の任意の位置又は配向であってもよい。
【０１０７】
よって、リフレクタ太陽光４１４が、リフレクタ群ユニット１３０２によって吸収されず、宇宙空間に再び反射されて宇宙船１２００から遠ざかるので、リフレクタ１３００のオフポインティング位置は、宇宙船１２００の熱管理を促進する。その結果、オフポインティング位置は、ミラー部分１２０２内のリフレクタ群ユニット１３０２の位置でミラー部分１２０２の局部温度を低下させる。
【０１０８】
この例では、図２Ａから図４Ｅまでに関して説明された例と同様に、リフレクタ群ユニット１３０２は、好ましくはガラス、プラスチック、二酸化ケイ素、又は幾つかの他の適した透明な材料（図３Ａを参照して先ほど説明されたような）から作られた第１の平面基板１３０８と、第１の平面基板１３０８と間隔を空け、かつ第１の平面基板１３０８と平行である第２の平面基板１３１０に装着された複数のリフレクタ１３００とを含む。第１の基板１３０８及び第２の基板１３１０は、太陽光１１４が第１の平面基板１３０８でリフレクタ群ユニット１３０２に入射するように配向される。実質的に垂直な入射角で第１の平面基板１３０８に方向付けられた太陽光１１４が図１３Ａに示されているが、リフレクタ１３００は、太陽光１１４の入射角が垂直から遠ざかるようにシフトするとき、入射する太陽光１１４を反射するために適所で調節されてもよい。本例では、太陽光１１４は、透明な第１の平面基板１３０８を通過して、リフレクタ群ユニット１３０２のリフレクタ１３００に向かう。リフレクタ１３００は、太陽光１３０６を反射させ、第１の平面基板１３０８を通して宇宙船１２００から遠ざかるように太陽光１３０６を方向付ける。更に、本例では、第２の基板１３１０は、溶融シリカ又は他の類似の材料から構成されてもよい。第２の基板１３１０は、入射する太陽光１１４と衝突すると温度が上昇するように構成され、又はリフレクタ群ユニット１３０２は、第２の基板１３１０の表円の上部に隣接しかつ接触して位置するエネルギー吸収材料層１３１２を含みうる。
【０１０９】
図１３Ｂにおいて、リフレクタ群ユニット１３０２及び対応するリフレクタ１３００の例の断面図が、本開示による非オフポインティング位置に示される。図１３Ａに示される例と同様に、本例では、太陽光が、リフレクタ１３００によってリフレクタ群ユニット１３０２から遠くに反射しないように、及びその代わりに、エネルギー吸収材料層１３１２又は第２の基板１３１０のどちらかに衝突するように、リフレクタ１３００を配向し、太陽光１１４から遠ざかる方向に向けるように、制御モジュールは、アクチュエータ１３０４に信号を送信しうる。この態様では、エネルギー吸収材料層１３１２、第２の基板１３１０、又はその両方が、衝突する太陽光１１４からエネルギーの一部又はほとんどを吸収し、リフレクタ群ユニット１３０２で熱を生成し、リフレクタ群ユニット１３０２の場所に接近したミラー部分１２０２の局部温度が上昇する。その結果、リフレクタ群ユニット１３０２のリフレクタ１３００を用いることによって、ＴＭＳは、オフポインティング位置（即ち、太陽光１１４反射位置）又は非オフポインティング位置（即ち、太陽光１１４吸収位置）のどちらかにリフレクタを移動させ、ミラー部分１２０２の局部温度を管理しうる。
【０１１０】
図１４を見ると、本開示にしたがって、ＴＭＳで宇宙船１２００の温度を制御する方法の工程例を示すフローチャート１４００が示されている。本例では、選択的反射パネルは、ミラー部分１２０２である（図１２から図１３Ｂまで）。
【０１１１】
方法は、選択的反射パネル（即ち、ミラー部分１２０２）の第１の局部温度を、コントローラと信号通信している第１の温度センサで監視すること１４０２と、監視された第１の局部温度に対応する受信された第１の制御信号に応じて、太陽集光器アレイ上の第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるために、コントローラから第１の制御信号を受信すること１４０４とを含み、リフレクタの第１の選択された数は、選択的反射パネルの第１の局部温度を制御するように決定される。ＴＭＳは次いで、温度センサにおける局部温度に調節が必要であるかを（コントローラにおける第１の温度センサから受信した第１の温度データから）決定する１４０６。温度センサの局部温度に調節が必要でない場合、方法は、ステップ１４０２に戻り、ステップ１４０２から１４０６を繰り返す。
【０１１２】
その代わりに、温度センサの局部温度に調節が必要ない場合、ＴＭＳは、コントローラにおいて、第１の温度データに応じて、太陽集光器アレイ上の第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に置くと決定し、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に置くと決定することに応じて、コントローラで、第１の制御信号を生成する。次いで、ミラー部分１２０２のその部分に太陽光１１４を衝突させることによって生成される熱量を低減するために、制御信号が温度センサに対応する太陽集光器モジュールに送信され１４０８、太陽集光器アレイ内の選択された数のリフレクタの位置をオフポインティング位置内に調節する。これに応じて、太陽集光器アレイは、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付け１４１０、選択的反射パネルの第１の局部温度を制御し、これにより選択的反射パネルの温度が制御される。次いで方法は、ステップ１４０２に戻り、ステップ１４０２からステップ１４１０が繰り返される。
【０１１３】
この例では、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるステップは、第１の選択された数のリフレクタを部分的オフポインティング位置又は完全なオフポインティング位置内に位置付けることを含みうる。加えて、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるステップは、第１の微小集光器モジュール（「ＭＣＭ」）内の複数のアクチュエータで、第１の選択された数のリフレクタのうちの各リフレクタの位置及び角度を調節することを含みうる。更に、コントローラから第１の制御信号を受信するステップは、第１の制御モジュールで第１の制御信号を受信することを含み、第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるステップは、第１の制御信号を受信することに応じて第１の制御モジュールで、太陽集光器アレイの第１の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることを含みうる。
【０１１４】
更に、方法はまた、選択的反射パネルの第２の局部温度を、コントローラと信号通信している第２の温度センサで監視することと；監視された第２の局部温度に対応する受信された第２の制御信号に応じて、第２の太陽集光器アレイ上の第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けるために、コントローラから第２の制御信号を受信することであって、リフレクタの第２の選択された数が、選択的反射パネルの第２の局部温度を制御するように決定される、受信することと；選択的反射パネルの第２の局部温度を制御するために、第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることとを含みうる。また更に、方法は、コントローラにおいて、第２の温度センサから第２の温度データを受信することと；コントローラにおいて、第２の温度データに応じて、第２の太陽集光器アレイ上の第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に置くと決定することと；第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に置くと決定することに応じて、コントローラで、第２の制御信号を生成することとを含みうる。コントローラから第２の制御信号を受信することは、第２の制御モジュールで第２の制御信号を受信することを含み、第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることは、第２の制御信号を受信することに応じて第２の制御モジュールで、太陽集光器アレイの第２の選択された数のリフレクタをオフポインティング位置内に位置付けることを含みうる。
【０１１５】
本開示の範囲から逸脱しない限り、本開示の様々な態様又は詳細を変更することが可能であると理解されよう。本開示は包括的なものではなく、主張される開示内容を開示された正確な形態に限定するものではない。更に、前述の説明は単なる例示を目的としているに過ぎず、限定を目的とするものではない。修正及び変更は、上述の説明を踏まえた上で可能である、あるいは本開示を実行することによって得ることができる。特許請求の範囲、及びその均等物により、本開示の範囲が規定される。
【０１１６】
図示した異なる実施例でのフローチャート及びブロック図は、１つの実施例の装置及び方法の幾つかの可能な実施態様の構造、機能、及び動作を示している。これに関し、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、１つのモジュール、セグメント、機能、工程又はステップの一部、これらの何らかの組み合わせを表わすことができる。
【０１１７】
例示的な実施例の幾つかの代替的な実施態様では、ブロックに記載された一又は複数の機能が、図の記載順序を逸脱して起こることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックがほぼ同時に実行されること、又は時には含まれる機能に応じて、ブロックが逆の順場番に実行されることもある。また、フローチャートまたはブロック図に描かれているブロックに加えて、他のブロックが追加されることもある。
【０１１８】
種々の実施例の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、網羅的な説明であること、又は開示された形態の実施例に限定することを、意図しているのではない。当業者には、多くの修正例及び変形例が明らかになるだろう。更に、異なる例示的実施例は、他の望ましい例とは異なる特徴を提供することがある。選択された一又は複数の実施例は、実施例の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施例の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正例との理解を促すために選択及び記述されている。
【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４Ｅ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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