(57)【要約】  宇宙船のためのバーシング又はドッキング結合部としても機能する打上げロケット結合部設計を組込むモジュール式宇宙船。ロケット結合部は、飛行へのコスト及び時間を最小限にするために既存の打上げロケット部品を利用する。更に、宇宙船は、低価格構築並びに第二のペイロード・キャリア機能性も可能にする既製の打上げロケット部品で構築される。
2011502845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端外側結合面リング及び先端内側結合面リングを備える、先端前方アダプタ部と、
前記先端前方アダプタ部に結合された先端タンク・ドームと、
前記先端タンク・ドームに結合された少なくとも１つのタンク・セグメントと、
前記少なくとも１つのタンク・セグメントに結合された底部タンク・ドームであって、開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の与圧部へのアクセスを提供する、底部タンク・ドームと、
前記底部タンク・ドームに結合するために上下逆にされ、底部外側結合面リング及び底部内側結合面リングを備える、打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部と、
前記底部前方アダプタ部に結合され、前記底部内側結合面リング及び前記底部外側結合面リングの双方と同心的に配置された、底部結合機構とを備える、モジュール式宇宙船。
【請求項２】
前記底部内側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するために、打上げロケット結合部として使用される、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項３】
前記底部外側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するために、打上げロケット結合部として使用される、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項４】
前記先端外側結合面リングに結合された外側結合面クラスの衛星ペイロードを更に含む、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項５】
前記先端内側結合面リングに結合された内側結合面クラスの衛星ペイロードを更に含む、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項６】
前記先端前方アダプタ部に結合された少なくとも１つの共通カーゴ・キャリア・ペイロードを更に備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項７】
前記底部前方アダプタ部に結合された前記底部結合機構が、パッシブ側共通結合機構を備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項８】
打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、５ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項９】
打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、４ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１０】
先端外側結合面リング及び先端内側結合面リングを備える、先端前方アダプタ部と、
前記先端前方アダプタ部に結合され、前記先端内側結合面リング及び前記先端外側結合面リングの双方と同心的に配置された、先端結合機構と、
前記先端前方アダプタ部に結合された先端タンク・ドームであって、開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の与圧部へのアクセスを提供する、先端タンク・ドームと、
前記先端タンク・ドームに結合された少なくとも１つのタンク・セグメントと、
前記少なくとも１つのタンク・セグメントに結合された底部タンク・ドームであって、開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の前記与圧部へのアクセスを提供する、底部タンク・ドームと、
前記底部タンク・ドームに結合するために上下逆にされ、底部外側結合面リング及び底部内側結合面リングを備える、打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部と、
前記底部前方アダプタ部に結合され、前記底部内側結合面リング及び前記底部外側結合面リングの双方と同心的に配置された、底部結合機構とを備える、モジュール式宇宙船。
【請求項１１】
前記底部内側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するための打上げロケット結合部として使用される、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１２】
前記底部外側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するための打上げロケット結合部として使用される、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１３】
前記先端外側結合面リングに結合された外側結合面クラスの衛星ペイロードを更に備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１４】
前記先端内側結合面リングに結合された内側結合面クラスの衛星ペイロードを更に備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１５】
前記先端前方アダプタ部に結合された少なくとも１つの共通カーゴ・キャリア・ペイロードを更に備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１６】
前記底部前方アダプタ部に結合された前記底部結合機構が、パッシブ側共通結合機構を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１７】
前記先端前方アダプタ部に結合された前記先端結合機構がアクティブ側共通結合機構を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１８】
打上げロケットの前記前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、５ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１９】
打上げロケットの前記前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、４ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項２０】
先端外側結合面リング及び先端内側結合面リングを備える、先端前方アダプタ部と、
前記先端前方アダプタ部に結合された先端タンク・ドームと、
前記先端タンク・ドームに結合された少なくとも１つのタンク・セグメントと、
前記少なくとも１つのタンク・セグメントに結合された底部タンク・ドームであって、開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の与圧部へのアクセスを提供する、底部タンク・ドームと、
前記底部タンク・ドームに結合するために上下逆にされ、底部外側結合面リング及び底部内側結合面リングを備える、底部前方アダプタ部と、
前記底部前方アダプタ部に結合され、前記底部内側結合面リング及び前記底部外側結部面リングの双方と同心的に配置された、底部結合機構と、
前記底部前方アダプタ部に結合されたトラスと、
前記トラスに結合され、分離システムとして使用される、後方支持板と、
前記後方支持板に結合するために上下逆にされた、分離可能な前方アダプタ部と、
前記分離可能な前方アダプタ部を打上げロケットの前方アダプタ部に結合するためのアダプタとを備える、モジュール式宇宙船。
【請求項２１】
前記先端前方アダプタ部に結合され、前記先端内側結合面リング及び前記先端外側結合面リングの双方と同心的に配置された、先端結合機構を更に備え、
前記先端タンク・ドームが開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の前記与圧部へのアクセスを提供する、請求項２０に記載のモジュール式宇宙船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年１２月９日に出願された米国仮特許出願第６０／８７４，１０７号の利益を主張し、その内容を本願に採用する。
【０００２】
この発明の開示は、全般的に宇宙船の分野に関し、更に詳細には、宇宙船のためのバーシング（係留）又はドッキング結合部としても機能する打上げロケット結合部を備えたモジュール式宇宙船に関する。
【背景技術】
【０００３】
典型的には、宇宙船打上げ結合部は、リングとリングの間に分離面を備えたある種の２重リング構造を含んでいる。ある種の解除可能なクランプ又はクランプ・バンドが、打上げロケットが宇宙船を軌道まで輸送する間、２つのリングを結合させておくのに使用される。推進段階が完了し、推力が終了すると、解除可能なクランプ又はクランプ・バンドが打上げロケットと宇宙船の結合リングを解除し、１組の予荷重ばねが打上げロケットと宇宙船の結合リングを押し離し、次に宇宙船を軌道に放出する。宇宙船が別の宇宙船にドッキング又はバーシングする場合には、ドッキング又はバーシング結合部が、通常打上げロケット結合部から独立したサブシステムとして提供される。通常、宇宙船の１つの端部が打上げロケット結合部によって占有され、一方、対向する端部がドッキング又はバーシング結合部によって占有される。この手法は不経済であり、打上げロケット、宇宙船及び目的の宇宙船（例えば、国際宇宙ステーション）に、打上げロケットで追加のペイロードを運搬できない、及び一旦宇宙船２隻がドッキングすると、追加の宇宙船を目的の宇宙船にドッキング又はバーシングさせることができないなどの問題を引き起こす。
【０００４】
宇宙産業でもう１つの満たされていない必要性は、既存の宇宙飛行に適格なハードウェアをその本来の意図とは異なった方法で使用する能力の欠如である。宇宙船利用のこの方法での試みは、アポロ応用計画の下で１９６０年代及び１９７０年代に試みられた。スカイラブ宇宙ステーションはこの努力が功を奏した成果であった。別の初期の提案は、マーキュリー計画のための宇宙ステーションとしてアトラスが使用したブースタの利用を含んでいた。これら初期の試みはどれも事実上モジュール式ではなく、実際、多様なミッション要求の必要性を満たすように能力は変更されず、小さな領域だけの設計上の解決策であった。
【０００５】
現在のブースタは更に代替利用の可能性も有する。例えば、１９６０年代初頭に当初飛行したセントールの上段は、今日まで打上げられ続けている。この高機能の上段は０．９２の構造の質量分率を有する。言い換えれば、ロケットの全質量の８％だけが構造及び推進要素に充当されている。構造効率の優れた例はタンク・ドームの質量で、９０．８キログラム（２００ポンド）未満であり、およそ２万１０００キログラム（４万６０００ポンド）の積載量を支持する。セントールは、更に３軸の安定化した誘導制御システム及び単元推進薬の反動姿勢制御システムを含む自立宇宙船として作動するように、十分なアビオニクス一式も含んでいる。更にこれらセントールの部品及びサブシステムの多くは、宇宙船構築のために利用することもできる。
【０００６】
更にバーシング又はドッキング結合部として機能する宇宙船打上げロケット結合部はどれも、両方の機能のために宇宙船の一面を利用する経済性を提供するようには開発されていない。打上げロケット結合部とバーシング結合部を組み合わせた結合部を同時に提供しつつ、追加ペイロードを運搬する荷重経路を提供できる宇宙船設計は現在存在しない。更に、打上げロケット結合、ドッキング／バーシング結合、及び多様なミッション要求の必要性を満たすために変更される場合もあるモジュール方式での第二のペイロード運搬能力を同時に遂行するために、既存の宇宙飛行に適格なハードウェアを使用する先行のシステムも方法もない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、上に記載した問題を修正する宇宙船の必要性が生じている。
【０００８】
バーシング又はドッキング結合部としても機能する宇宙船打上げロケット結合部に対する更なる必要性が存在する。
【０００９】
打上げロケット結合部とバーシング結合部を組み合わせた結合部を同時に提供しつつ、追加ペイロードを運搬するために荷重経路を提供することができる宇宙船に対する更なる必要性が存在する。
【００１０】
打上げロケット結合と、ドッキング／バーシング結合と、多様なミッション要求の必要性を満たすために変更される場合もあるモジュール方式での第二のペイロード運搬能力とを同時に遂行するために、既存の宇宙飛行に適格なハードウェアを使用する宇宙船に対する更なる必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示対象は、多様なミッション要求を満たしつつ、コスト及びスケジュール上の制約を最小限にするために既存の宇宙飛行に適格なハードウェアを利用して、バーシング／ドッキング結合部及び第二のペイロード・キャリアとしても機能する、改善されたモジュール式宇宙船打上げロケット結合部を提供する。
【００１２】
具体的には、本開示対象はモジュール式宇宙船を提供する。一実施例では、モジュール式宇宙船が、先端外側結合面リング及び先端内側結合面リングを備えた先端前方アダプタ部と、先端前方アダプタ部に結合された先端タンク・ドームと、先端タンク・ドームに結合された少なくとも１つのタンク・セグメントと、タンク・セグメントに結合された底部タンク・ドームとを含む。底部タンク・ドームは、モジュール式宇宙船の与圧部へのアクセスを提供する開口（例えばハッチ）を有する。モジュール式宇宙船は更に、底部タンク・ドームに結合するために上下逆にされ、打上げロケットの前方アダプタ部に結合するために、底部外側結合面リング及び底部内側結合面リングを備える、底部前方アダプタ部も含む。更に、モジュール式宇宙船は、底部前方アダプタ部に結合され、底部内側結合面リング及び底部外側結合面リングの双方と同心的に配置された底部結合機構（例えば、バーシング、ドッキング又は他の任意の接続機構）も含む。
【００１３】
代替実施例は、先端前方アダプタ部に結合された追加の先端結合機構を含む。
【００１４】
別の代替実施例は、底部前方アダプタ部に結合されたトラス及びトラスに結合された後部支持板を含む。後部支持板は分離システムとして使用される。更に、分離可能な前方アダプタ部が、分離可能な前方アダプタ部を打上げロケットの前方アダプタ部に結合するためのアダプタと共に、後部支持板に結合するために含まれる。
【００１５】
代替実施例は、底部前方アダプタ部を打上げロケットに結合するための打上げロケット結合部として、底部内側結合面リング又は底部外側結合面リングを使用することを含む。
【００１６】
更に、代替実施例は追加の外側結合面クラスの衛星ペイロード、すなわち、標準結合面（ＳＩＰ）クラスの衛星ペイロード、又は先端前方アダプタ部に結合された共通カーゴ・キャリア・ペイロードを含む。代替実施例は更に、５ｍフェアリング又は４ｍフェアリングの打上げロケットの使用も含む。
【００１７】
本開示対象のこれら及びその他の利点、並びに追加の新規特徴は、この明細書に記載された説明から明白である。この要約の意図は、請求の対象の包括的な記述ではなく、むしろ対象の機能性のうちのいくつかの短い概要を提供することである。ここで提供された他のシステム、方法、特徴及び利点は、添付図面及び詳細説明を検討すれば当業者には明らかになろう。このような追加のシステム、方法、特徴及び利点はすべて、この記述内に含まれ、添付特許請求の範囲内であることが意図されている。
【００１８】
本開示対象の特徴、性質及び利点は、図面を参照するとき、以下に説明した詳細説明から更に明らかになろう。その図面では、同じ参照文字は全図面を通して同一物を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】標準結合面（ＳＩＰ）及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合面を備えたパッシブ側共通結合機構（ＰＣＢＭ）の構成の実施例についての部分透視側面図である。
【図１ｂ】ＳＩＰ及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合面を備えたＰＣＢＭの構成の実施例についての斜視図である。
【図２ａ】セントールの上段に関する本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図２ｂ】セントールの上段を含む、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての分解組立図である。
【図２ｃ】本開示対象の与圧セグメント２区分の宇宙船の実施例で使用される追加部品の分解図である。
【図２ｄ】セントールの上段に搭載された、本開示対象の与圧セグメント２区分の宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図３ａ】５ｍのフェアリングのアトラスＶ／セントール打上げロケットに搭載された、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図３ｂ】４ｍのフェアリングのアトラスＶ／セントール打上げロケットに搭載された、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図４ａ】５ｍのフェアリングの打上げロケット上の３０４．８ｃｍ（１２０インチ）クラスの主要衛星ペイロードと組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図４ｂ】５ｍのフェアリング打上げロケット上のＳＩＰクラスの主要衛星ペイロードと組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図４ｃ】４ｍのフェアリングの打上げロケット上の３０４．８ｃｍ（１２０インチ）クラスの主要衛星ペイロードと組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図４ｄ】４ｍのフェアリングの打上げロケット上のＳＩＰクラスの主要衛星ペイロードと組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図５ａ】４ｍフェアリングの打上げロケット上の単一セグメント共通カーゴ・キャリア（ＣＣＣ）・ペイロードと組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図５ｂ】５ｍフェアリングの打上げロケット上の３セグメントＣＣＣペイロードと組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図５ｃ】５ｍフェアリングの打上げロケット上の３セグメントＣＣＣペイロードと組み合わせた、本開示対象のダブル与圧セグメントの宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図６ａ】ＩＳＳモジュールにバーシングした３セグメントＣＣＣペイロードと組み合わせた、本開示対象のダブル与圧セグメントの宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図６ｂ】互いにバーシングし、且つＩＳＳモジュールにバーシングした、本開示対象のダブル与圧セグメント２区分の宇宙船の実施例についての部分透視側面図である。
【図７ａ】セントールの上段に関して本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の代替実施例についての部分透視側面図である。
【図７ｂ】セントールの上段を含む、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の代替実施例についての分解組立図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示の好ましい実施例は図面の中で例証され、同じ番号が様々な図面の同じ及び対応する部品を参照するのに使用されている。
【００２１】
本開示対象は、バーシング／ドッキング結合部及び第二のペイロード・キャリアとしても機能する打上げロケット結合部を備えた改良型モジュール式宇宙船に関し、コスト及びスケジュール上の制約を最小化するために既存のモジュール方式の宇宙飛行に適格なハードウェアを利用する一方、多様なミッション要求を満たしている。既存の宇宙飛行に適格なアトラスＶ／セントールの部品は、下記実施例に説明してある。しかし、代替の既存の宇宙飛行に適格なハードウェアも使用できることは、当業者には理解されよう。
【００２２】
更に、本開示対象は外側結合面リング及び内側結合面リングも使用する。標準結合面（ＳＩＰ）リングが、下記の実施例で内側結合面リングのために使用される。同様に、３０４．８ｃｍ（１２０インチ）リングが下記の実施例で外側結合面リングのために使用される。しかし、代替の外側結合面リング及び内側結合面リングも使用できることは、当業者には理解されよう。
【００２３】
更に、本開示対象は結合機構も使用する。下記の実施例では、結合機構はパッシブ側共通結合機構（ＰＣＢＭ）又はアクティブ側共通結合機構（ＡＣＢＭ）とすることができる。しかし、バーシング、ドッキング又は他の任意の接続機構が結合機構として使用できることは、当業者には理解されよう。
【００２４】
一実施例では、本開示対象は、既存の宇宙飛行に適格なセントールの前方アダプタ部、並びに推進剤タンク部品、パッシブ側共通結合機構（ＰＣＢＭ）と結合するアビオニクス及び推進システムを使用する。これらの部品は、打上げロケット結合部として標準結合面（ＳＩＰ）リングを使用する直径４メートルのフェアリングの下、又はＳＩＰ若しくは外側の３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合部のいずれかを利用する５メートルフェアリングの下に取り付けることができる宇宙船を作り出す。ＰＣＢＭは、打上げロケット結合リングの双方と同心的に配置される。ＳＩＰ結合リングはＰＣＢＭの直径内に配置され、３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合リングはＰＣＢＭの直径の外側に配置される。ＰＣＢＭ並びにＳＩＰ及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合リングは宇宙船の後端に配置される。宇宙船の前端は、アクティブ側共通結合機構（ＡＣＢＭ）がＳＩＰ及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合リング・セットと同心的に配置される同様の構造を含むことができる。従って、打上げロケットにおいては、追加ペイロードは、既存のＳＩＰ又は３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合部を利用する宇宙船の前方に適合することができる。ＰＣＢＭ及びＡＣＢＭの配置は重大ではなく、他の任意のドッキング／パーシング機構が使用されてもよい。代替実施例では、両端上でアクティブ・パッシブ両方のドッキング結合部を使用することができる。更なる実施例では、ＰＣＢＭ若しくはアクティブ側共通結合機構（ＡＣＢＭ）が両側を占めることができ、又はＰＣＢＭとＡＣＢＭは入れ替えることができる。
【００２５】
図１ａは、内側結合面リング（ＳＩＰリング）１１０及び外側結合面リング（３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合面リング）１２０を備えた結合機構ＰＣＢＭ  １００の構成の実施例についての部分透視側面図である。一方、図１ｂは斜視図である。ＰＣＢＭ１００は、他の代替の中で、適切なフランジにより打上げロケット前方アダプタ部（セントールの前方アダプタ）１３０に結合される。ＳＩＰ１１０及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合面１２０は、既製のセントールの前方アダプタ１３０の部分であり、変更されない。先端タンク・ドーム（セントールのタンク・ドーム）１４０は、従来のやり方でセントールの前方アダプタ１３０に結合してもよい。
【００２６】
図２ａは、セントールの上段２１０に設置された、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船アセンブリ２００の実施例についての部分透視側面図である。
【００２７】
図２ｂは、セントールの上段２１０を含む、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての分解組立図である。先端前方アダプタ部（セントールの前方アダプタ）１３０はセントールのタンク・ドーム１４０に結合されている。セントールのタンク・ドーム１４０は、更に底部タンク・ドーム（セントールのタンク・ドーム）２４０に結合されたタンク・セグメント（図示した実施例では、９１．４ｃｍ（３６インチ）長さのセントールのタンク・セグメント）２３０に結合されている。上下逆にされたセントールの前方アダプタ（底部前方アダプタ部）１３０は、宇宙船の後方結合部分を形成する。ＰＣＢＭ１００はＳＩＰ１１０及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合面１２０に同心的に配置されている。トンネル開口（すなわちハッチ）２２０はＰＣＢＭ１００をセントールのタンク・ドーム２４０に接続させる。宇宙船全体は、ＳＩＰ１１０を介して打上げロケット前方アダプタ部２１０（図示した実施例では、これは構造においてセントールの前方アダプタ１３０と同一である）に据え付けられている。ＳＩＰ１１０及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合面１２０は、当業者にはよく知られ、既製で入手可能であるクランプ・バンド、発火ボルトなど既存の宇宙船分離システムを利用する。追加のアダプタ（例えばＣ−１３、Ｃ−２２など）２８０が、地上取り扱い及び打上げロケット結合を容易にするために、セントールの前方アダプタ２１０の２つのＳＩＰ面１１０と後向きになったセントールの前方アダプタ１３０の間に配置されてもよい、
【００２８】
図２ｃは、本開示対象の与圧セグメント２区分の宇宙船の実施例で使用される追加部品の分解組立図である。ＡＣＢＭ  ２６０、前方トンネル２２０、セントールのタンク・ドーム１４０、２つの９１．４ｃｍ（３６インチ）長さのセントールのタンク・セグメント２３０、セントールのタンク・ドーム２４０及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）のペイロード・アタッチ・フィッティングが、図２ｄに示された宇宙船を形成するために使用される。この実施例では、構造の結合部（例えばＣアダプタ２８０）は、構造負荷はすべて外側トラス２５０により担われるので、セントールの前方アダプタ２１０の２つのＳＩＰ面１１０と後向きになったセントールの前方アダプタ１３０の間に必要ではない。
【００２９】
図２ｄは、セントールの上段２１０に搭載された、本開示対象による、与圧セグメント２区分の宇宙船２７０の実施例についての部分透視側面図である。
【００３０】
図３ａは、５ｍのフェアリング３００のアトラスＶ／セントール打上げロケットに搭載された、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船２００の実施例についての部分透視側面図である。打上げロケット・セントールの前方アダプタ２１０は、前述の構築方法を使用して、本質的に宇宙船２００の正面にエミュレートされる。３０４．８ｃｍ（１２０インチ）ペイロード・アタッチ・フィッティング・トラスの利用は、５メートルのフェアリング３００の場合の構造の剛性を増強する。
【００３１】
図３ｂは、４ｍのフェアリング３１０のアトラスＶ／セントール打上げロケットに搭載された、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船２００の部分透視側面図である。打上げロケット・セントールの前方アダプタ２１０は、前述の構築方法を使用して、本質的に宇宙船２００の正面にエミュレートされる。ＳＩＰは、フェアリング３１０のボートテールが３０４．８ｃｍ（１２０インチ）ペイロード・アタッチ・フィッティングと結合するので、４メートル・フェアリング３１０の場合に使用される。
【００３２】
図４ａは、５ｍフェアリングの打上げロケット上の３０４．８ｃｍ（１２０インチ）クラスの主要な衛星ペイロード４１０と組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船２００の実施例についての部分透視側面図である。この例証は、宇宙船２００がどのように宇宙船２００の前方にある、前方の打上げロケット取付け機構２１０をエミュレートするかを示す。２つの３０４．８ｃｍ（１２０インチ）ペイロード・アタッチ・フィッティング２５０及び４００が、アセンブリの剛性を最大限にするのに利用される。
【００３３】
図４ｂは、５ｍフェアリングの打上げロケット上のＳＩＰクラスの主要衛星ペイロード４２０と組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船２００の実施例の部分透視側面図である。この例証は、宇宙船２００がどのように宇宙船２００の前方にある、前方の打上げロケット取付け機構２１０をエミュレートするかを示す。１つの３０４．８ｃｍ（１２０インチ）ペイロード・アタッチ・フィッティング２５０は、アセンブリの剛性を最大限にするために利用される。ＳＩＰクラスの主要衛星ペイロード４２０は、宇宙船２００の前方のＳＩＰに取り付けられている。
【００３４】
図４ｃは、４ｍフェアリングの打上げロケット上の３０４．８ｃｍ（１２０インチ）クラスの主要衛星ペイロード４１０と組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船２００の実施例についての部分透視側面図である。この例証は、宇宙船２００がどのように宇宙船２００の前方にある、前方の打上げロケット取付け機構２１０をエミュレートするかを示す。１つの３０４．８ｃｍ（１２０インチ）ペイロード・アタッチ・フィッティング４００が、アセンブリの剛性を最大限にするために、３０４．８ｃｍ（１２０インチ）クラスの主要衛星ペイロード４１０に取り付けるのに使用される。宇宙船２００はＳＩＰを介して打上げロケット２１０に取り付けられる。
【００３５】
図４ｄは、４ｍフェアリングの打上げロケット上のＳＩＰクラスの主要衛星ペイロード４２０と組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船２００の実施例についての部分透視側面図である。この例証は、宇宙船２００がどのように宇宙船２００の前方にある、前方の打上げロケット取付け機構２１０をエミュレートするかを示す。ＳＩＰはＳＩＰクラスの主要衛星ペイロード４２０を宇宙船２００へ取り付けるために使用される。宇宙船２００はＳＩＰを介して打上げロケット２１０に取り付けられる。
【００３６】
図５ａは、４ｍフェアリングの打上げロケット上の単一セグメントの共通カーゴ・キャリア（ＣＣＣ）・ペイロード５００と組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船２００の実施例についての部分透視側面図である。ＣＣＣ  ５００は、ＩＳＳの外側に搭載するためのＩＳＳの外側の軌道交換ユニット（ＯＲＵ）を運ぶことを目指したモジュール・システムである。ＣＣＣ  ５００は、更に所望される他のペイロードを運ぶこともできる。宇宙船２００はＳＩＰを介して打上げロケット２１０に取り付けられている。
【００３７】
図５ｂは、５ｍフェアリングの打上げロケット上の３セグメントＣＣＣペイロード５００と組み合わせた、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船２００の実施例についての部分透視側面図である。宇宙船２００は、３０４．８ｃｍ（１２０インチ）ペイロード・アタッチ・フェアリング２５０を介して、打上げロケット２１０に結合する。
【００３８】
図５ｃは、５ｍフェアリングの打上げロケット上の３セグメントＣＣＣペイロード５００と組み合わせた、本開示対象のダブル与圧セグメントの宇宙船２７０の実施例についての部分透視側面図である。宇宙船２７０は、３０４．８ｃｍ（１２０インチ）ペイロード・アタッチ・フィッティング２５０を介して打上げロケット２１０に結合する。
【００３９】
図６ａは、ＩＳＳモジュール６００にバーシングした３セグメントＣＣＣペイロード５００と組み合わせた、本開示対象のダブル与圧セグメントの宇宙船２７０の実施例についての部分透視側面図である。ＰＣＢＭ  １００は、ＡＣＢＭ  ２６０に結合し、宇宙船２７０を定位置に保持し、並びに宇宙船２７０の与圧部分への乗組員のアクセスを提供する。
【００４０】
図６ｂは、互いにバーシングし、ＩＳＳモジュール６００にもバーシングした、本開示対象のダブル与圧セグメント２区分の宇宙船２７０の実施例についての部分透視側面図である。ＰＣＢＭ  １００は、ＡＣＢＭ  ２６０に結合し、両方の宇宙船２７０を定位置に保持し、ＩＳＳモジュール６００から両方の宇宙船２７０の与圧部分への乗組員のアクセスを提供する。
【００４１】
図７ａは、セントールの上段２１０に搭載された、本開示対象の単一与圧セグメントの宇宙船アセンブリ２００の実施例についての部分透視側面図である。この構成は３０４．８ｃｍ（１２０インチ）結合面でアタッチメントを利用し、一方、宇宙船アセンブリ２００は４ｍのフェアリングの下に収容されている。
【００４２】
図７ｂは、セントールの上段２１０を含む、本開示対象の単一与圧セグメント宇宙船の実施例についての分解組立図である。セントールの前方アダプタ１３０は、セントールのタンク・ドーム１４０に取り付けられている。セントールのタンク・ドーム１４０は、９１．４ｃｍ（３６インチ）のセントールのタンク・セグメント２３０に取り付けられ、そのタンク・セグメントは更にセントールのタンク・ドーム２４０に取り付けられている。上下逆にされたセントールの前方アダプタ１３０は、宇宙船の後部取付け部を形成する。ＰＣＢＭ  １００は、ＳＩＰ  １１０及び３０４．８ｃｍ（１２０インチ）の結合面１２０に同心的に配置される。トンネル２２０はＳＩＰ  １１０をセントールのタンク・ドーム２４０に結合する。ＰＣＢＭ  １００は、ＳＩＰ  １１０に取り付けられたアダプタ７２０に取り付けられている。トラス７００は後部支持板７１０に取り付けられている。後部支持板７１０は、分離システム（例えば発火ボルト）を介して、後向きになったセントールの前方アダプタ７３０と結合する。宇宙船全体は、アダプタ７４０（例えばＣ−１３、Ｃ−２２、などのアダプタ・リング）を介して、打上げロケット前方アダプタ部２１０（示された実施例では、これはセントール前方アダプタ１３０の構造と同一である）に据え付けられる。後部支持板７１０の３０４．８ｃｍ（１２０インチ）の結合面は、当業界でよく知られており、既製品で入手可能なように、発火ボルトなどの既存の宇宙船分離システムを利用する。
【００４３】
本開示対象の宇宙船の運用に際しては、ミッション要求が最初に分析され、特定のミッションに必要な宇宙船の適切な構成を決定する。宇宙船のモジュールの性質で、ミッション固有のカスタム化が行われる。例えば、大量の与圧カーゴが必要な場合、２つの９１．４ｃｍ（３６インチ）のセントールのタンク・セグメント２３０が追加の与圧ペイロードを運搬するために利用されてもよい。他のミッション要求が、宇宙船の代替構成を利用する結果になってもよい。
【００４４】
本開示対象の宇宙船の運用における別の利点は、打上げロケット能力の利用を最大限にすることにより打上げコストを低下させる能力である。例えば、ある固有の衛星がアトラスＶ  ４０１打上げロケットの使用を要求してもよい。この打上げが、本開示対象の宇宙船のあるバージョンと結合することができ、より大きな打上げロケット（例えばアトラスＶ  ５２１）で打上げることができた場合、衛星の打上げコストは３０％縮小し、同時に本開示対象の宇宙船の打上げコストも縮小することができる。
【００４５】
しかし、本開示対象の宇宙船の運用における別の利点は、飛行承認済みハードウェアを利用することで必要とされるエンジニアリングと分析の量を軽減することによりコストを下げることである。ノン・リカーリングのエンジニアリング作業は、承認済みであるセントールの部品を使用することにより最小限にされる。これは、新規組立てライン（例えば溶接機、ジグ、工具など）のために追加で資本支出しないで、宇宙船部品を製造するためにセントールの段階の既存の組立てラインを使用するという利点を有する。
【００４６】
しかし、本開示対象の宇宙船の作業のもう１つの利点は、２機の打上げロケットの結合部により提供される打上げロケット利用の柔軟性である。宇宙船におけると同様に、打上げロケットは個別のミッションに適合させ、性能を最大限にし、且つコストを最小限にできる。
【００４７】
本開示対象の宇宙船の運用の更なる利点は、モジュールが既存の宇宙ステーションに取り付けられ、比較的低コストで軌道周回ラボの全面的な容積及び生活空間を増加させるのに使用できることである。
【００４８】
好適な実施例についての先の記述は、任意の当業者が特許請求対象を製造又は使用することを可能にするために提供される。これらの実施例に対する様々な変更は当業者には容易に明白になり、ここに定義された総括的な原理は、革新的能力を使用せずとも他の実施例に適用できる。従って、特許請求対象は、この明細書に示された実施例に制限されることは意図しないが、ここに開示された原理及び新規特徴と一致する最も広い範囲を与えられるものとする。
【図１ａ】
2011502845.tif 000003
【図１ｂ】
2011502845.tif 000004
【図２ａ】
2011502845.tif 000005
【図２ｂ】
2011502845.tif 000006
【図２ｃ】
2011502845.tif 000007
【図２ｄ】
2011502845.tif 000008
【図３ａ】
2011502845.tif 000009
【図３ｂ】
2011502845.tif 000010
【図４ａ】
2011502845.tif 000011
【図４ｂ】
2011502845.tif 000012
【図４ｃ】
2011502845.tif 000013
【図４ｄ】
2011502845.tif 000014
【図５ａ】
2011502845.tif 000015
【図５ｂ】
2011502845.tif 000016
【図５ｃ】
2011502845.tif 000017
【図６ａ】
2011502845.tif 000018
【図６ｂ】
2011502845.tif 000019
【図７ａ】
2011502845.tif 000020
【図７ｂ】
2011502845.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月29日(2008.12.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端外側結合面リング及び先端内側結合面リングを備える、先端前方アダプタ部と、
前記先端前方アダプタ部に結合された先端タンク・ドームと、
前記先端タンク・ドームに結合された少なくとも１つのタンク・セグメントと、
前記少なくとも１つのタンク・セグメントに結合された底部タンク・ドームであって、開口部を有し、前記開口部が前記モジュール式宇宙船の与圧部分へのアクセスを提供する、底部タンク・ドームと、
前記底部タンク・ドームに結合するために上下逆にされ、底部外側結合部面リング及び底部内側結合部面リングを備える、打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部と、
前記底部前方アダプタ部に結合され、前記底部内側結合面リング及び前記底部外側結合面リングの双方と同心的に配置された、宇宙船と結合するための底部結合機構とを備える、モジュール式宇宙船。
【請求項２】
前記底部内側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するために、打上げロケット結合部として使用される、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項３】
前記底部外側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するために、打上げロケット結合部として使用される、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項４】
前記先端外側結合面リングに結合された外側結合面クラスの衛星ペイロードを更に含む、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項５】
前記先端内側結合面リングに結合された内側結合面クラスの衛星ペイロードを更に含む、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項６】
前記先端前方アダプタ部に結合された少なくとも１つの共通カーゴ・キャリア・ペイロードを更に備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項７】
前記底部前方アダプタ部に結合された前記底部結合機構が、パッシブ側共通結合機構を備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項８】
打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、５ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項９】
打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、４ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１０】
先端外側結合面リング及び先端内側結合面リングを備える、先端前方アダプタ部と、
前記先端前方アダプタ部に結合され、前記先端内側結合面リング及び前記先端外側結合面リングの双方と同心的に配置された、宇宙船と結合するための先端結合機構と、
前記先端前方アダプタ部に結合された先端タンク・ドームであって、開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の与圧部へのアクセスを提供する、先端タンク・ドームと、
前記先端タンク・ドームに結合された少なくとも１つのタンク・セグメントと、
前記少なくとも１つのタンク・セグメントに結合された底部タンク・ドームであって、開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の前記与圧部へのアクセスを提供する、底部タンク・ドームと、
前記底部タンク・ドームに結合するために上下逆にされ、底部外側結合面リング及び底部内側結合面リングを備える、打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための、底部前方アダプタ部と、
前記底部前方アダプタ部に結合され、前記底部内側結合面リング及び前記底部外側結合面リングの双方と同心的に配置された、宇宙船と結合するための底部結合機構とを備える、モジュール式宇宙船。
【請求項１１】
前記底部内側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するための打上げロケット結合部として使用される、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１２】
前記底部外側結合面リングが、前記底部前方アダプタ部を前記打上げロケットに結合するための打上げロケット結合部として使用される、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１３】
前記先端外側結合面リングに結合された外側結合面クラスの衛星ペイロードを更に備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１４】
前記先端内側結合面リングに結合された内側結合面クラスの衛星ペイロードを更に備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１５】
前記先端前方アダプタ部に結合された少なくとも１つの共通カーゴ・キャリア・ペイロードを更に備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１６】
前記底部前方アダプタ部に結合された前記底部結合機構が、パッシブ側共通結合機構を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１７】
前記先端前方アダプタ部に結合された前記先端結合機構がアクティブ側共通結合機構を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１８】
打上げロケットの前記前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、５ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項１９】
打上げロケットの前記前方アダプタ部に結合するための前記底部前方アダプタ部が、４ｍフェアリングの打上げロケットの前方アダプタ部に結合するための底部前方アダプタ部を備える、請求項１０に記載のモジュール式宇宙船。
【請求項２０】
先端外側結合面リング及び先端内側結合面リングを備える、先端前方アダプタ部であって、
前記先端外側結合面リングが、本質的に共通カーゴ・キャリア・ペイロード、３セグメント共通カーゴ・キャリア・ペイロード、又はＳＩＰクラスの主要衛星ペイロードからなるグループから選択したペイロード・セグメントと結合するためのものであり、
前記先端外側結合面リングが、本質的に共通カーゴ・キャリア・ペイロード、３セグメント共通カーゴ・キャリア・ペイロード、又はＳＩＰクラスの主要衛星ペイロードからなるグループから選択したペイロード・セグメントと結合するためのものである、先端前方アダプタ部と、
前記先端前方アダプタ部に結合された先端タンク・ドームと、
前記先端タンク・ドームに結合された少なくとも１つの与圧ペイロード・タンク・セグメントと、
前記少なくとも１つの与圧ペイロード・タンク・セグメントに結合された底部タンク・ドームであって、開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の与圧部へのアクセスを提供する、底部タンク・ドームと、
前記底部タンク・ドームに結合するために上下逆にされ、底部外側結合面リング及び底部内側結合面リングを備える、底部前方アダプタ部であって、
前記底部外側結合面リングが、打上げロケットの前方アダプタ部に結合するためのものであり、
前記底部内側結合面リングが、打上げロケットの前方アダプタ部に結合するためのものである底部前方アダプタ部と、
前記底部前方アダプタ部に結合され、前記底部内側結合面リング及び前記底部外側結合面リングの双方と同心的に配置された、宇宙船と結合するための底部結合機構と、
前記底部前方アダプタ部に結合されたトラスと、
前記トラスに結合され、分離システムとして使用される、後方支持板と、
前記後方支持板に結合するために上下逆にされた、分離可能な前方アダプタ部と、
前記分離可能な前方アダプタ部を打上げロケットの前方アダプタ部に結合するためのアダプタとを備える、モジュール式宇宙船。
【請求項２１】
前記先端前方アダプタ部に結合され、前記先端内側結合面リング及び前記先端外側結合面リングの双方と同心的に配置された、先端結合機構を更に備え、
前記先端タンク・ドームが開口を有し、前記開口が前記モジュール式宇宙船の前記与圧部へのアクセスを提供する、請求項２０に記載のモジュール式宇宙船。
【国際調査報告】
2011502845.tif 000022