(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビークルのためのスラストシステム（１００）であって、
少なくとも３つの電力コントローラー（１１０、３１０）と、
前記少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも１つから電力を受け取るように各々構成された少なくとも４つの電気スイッチ（１２０、２４０、２９０）と、
前記少なくとも３つの電気スイッチのうちの少なくとも１つから電力を受け取るように各々構成された少なくとも３つのスラスター（１３０、３５０）と、
を含み、
前記少なくとも４つの電気スイッチは、電力の供給を、前記少なくとも３つの電力コントローラーのうちのいずれかから前記少なくとも３つのスラスターのうちのいずれか１つへ切り換えるように動作する、スラストシステム。
【請求項２】
前記スイッチは、各電力コントローラーが前記少なくとも３つのスラスターのそれぞれ１つに電力を供給する状態で、前記少なくとも３つの電力コントローラーからの電力が前記少なくとも３つのスラスターに同時に供給されることを可能にするように動作すること、
前記少なくとも３つの電力コントローラーが冗長電力コントローラーであり、第１のモードでは、前記少なくとも３つの電力コントローラーのうちの第１の電力コントローラーが前記少なくとも３つのスラスターのうちの第１のスラスターに電力を供給し、前記少なくとも３つの電力コントローラーのうちの第２の電力コントローラーが前記少なくとも３つのスラスターのうちの第２のスラスターに電力を供給し、前記冗長電力コントローラーは、前記第１のスラスターにも前記第２のスラスターにも電力を供給せず、第２のモードでは、前記第１の電力コントローラーおよび前記第２の電力コントローラーの一方が前記第１のスラスターおよび前記第２のスラスターにそれぞれ電力を供給せず、前記冗長電力コントローラーは、前記第１の電力コントローラーおよび前記第２の電力コントローラーの一方に電力を供給すること、
のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載のスラストシステム。
【請求項３】
各電力コントローラーは第１の電力出力および第２の電力出力を含み、
各電気スイッチは、第１の電力入力、第２の電力入力、ならびに第１の電力出力および第２の電力出力のうちの少なくとも１つを含み、
第１の電力コントローラーの前記第１の電力出力は、第１の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合され、かつ前記第１の電力コントローラーの前記第２の電力出力は、第２の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合されており、
第２の電力コントローラーの前記第１の電力出力は、第３の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合され、かつ前記第２の電力コントローラーの前記第２の電力出力は、第４の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合されており、かつ
第３の電力コントローラーの前記第１の電力出力は、前記第３の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合され、かつ前記第３の電力コントローラーの前記第２の電力出力は、前記第２の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合されている、請求項１に記載のスラストシステム。
【請求項４】
前記第２の電気スイッチの前記第１の電力出力は、前記第４の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合されており、
前記第３の電気スイッチの前記第１の電力出力は、前記第１の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合されており、
前記第１の電気スイッチの前記第１の電力出力は、第１のスラスターに電気的に結合され、かつ前記第１の電気スイッチの前記第２の電力出力は、第２のスラスターに電気的に結合されており、かつ
前記第４の電気スイッチの前記第１の電力出力は、第３のスラスターに電気的に結合され、かつ前記第４の電気スイッチの前記第２の電力出力は、第４のスラスターに電気的に結合されている、請求項３に記載のスラストシステム。
【請求項５】
前記第１の電気スイッチは、（ｉ）前記第１の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送り、かつ前記第１の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第１の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送り、かつ前記第１の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、
前記第２の電気スイッチは、（ｉ）前記第２の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第２の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第２の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第２の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、
前記第３の電気スイッチは、（ｉ）前記第３の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第３の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第３の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第３の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、
前記第４の電気スイッチは、（ｉ）前記第４の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送り、かつ前記第４の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第４の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送り、かつ前記第４の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である、請求項４に記載のスラストシステム。
【請求項６】
前記スイッチは、前記第１、第２、および第３の電力コントローラーの前記第１の電力出力が、前記第１および第２のスラスターにのみ電力を供給し、かつ前記第１、第２、および第３の電力コントローラーの前記第２の電力出力が、前記第３および第４のスラスターにのみ電力を供給するように構成されている、請求項４に記載のスラストシステム。
【請求項７】
４つの電力コントローラー（３１０Ａ〜３１０Ｄ）と４つのスラスター（３５０Ａ〜３５０Ｄ）とを含む、請求項１に記載のスラストシステム。
【請求項８】
前記少なくとも４つの電気スイッチは、電力の供給を、前記４つの電力コントローラーのうちのいずれかから前記４つのスラスターのうちのいずれか１つへ切り換えるように動作すること、および
前記スイッチは、各電力コントローラーが前記４つのスラスターのそれぞれ１つに電力を供給する状態で、前記４つの電力コントローラーからの電力が前記４つのスラスターに同時に供給されることを可能にするように動作すること、
のうちの少なくとも一方である、請求項７に記載のスラストシステム。
【請求項９】
各電力コントローラーは第１の電力出力を含み、
各電気スイッチは、第１の電力入力、第２の電力入力、第１の電力出力、および第２の電力出力を含み、
第１の電力コントローラーの前記第１の電力出力は、第１の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合されており、
第２の電力コントローラーの前記第１の電力出力は、前記第１の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合されており、
第３の電力コントローラーの前記第１の電力出力は、第２の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合されており、
第４の電力コントローラーの前記第１の電力出力は、前記第２の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合されている、
請求項７に記載のスラストシステム。
【請求項１０】
前記第１の電気スイッチの前記第１の電力出力は、第３の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合されており、
前記第１の電気スイッチの前記第２の電力出力は、第４の電気スイッチの前記第１の電力入力に電気的に結合されており、
前記第２の電気スイッチの前記第１の電力出力は、前記第３の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合されており、
前記第２の電気スイッチの前記第２の電力出力は、前記第４の電気スイッチの前記第２の電力入力に電気的に結合されており、
前記第３の電気スイッチの前記第１の電力出力は、第１のスラスターに電気的に結合されており、前記第３の電気スイッチの前記第２の電力出力は第２のスラスターに電気的に結合されており、
前記第４の電気スイッチの前記第１の電力出力は、第３のスラスターに電気的に結合されており、前記第４の電気スイッチの前記第２の電力出力は第４のスラスターに電気的に結合されている、
請求項９に記載のスラストシステム。
【請求項１１】
前記第１の電気スイッチは、（ｉ）前記第１の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送り、かつ前記第１の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第１の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送り、かつ前記第１の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第１の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、
前記第２の電気スイッチは、（ｉ）前記第２の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第２の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送り、かつ前記第２の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第２の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第２の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第２の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送り、かつ前記第２の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第２の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、
前記第３の電気スイッチは、（ｉ）前記第３の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第３の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送り、かつ前記第３の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第３の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第３の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第３の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送り、かつ前記第３の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第３の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、
前記第４の電気スイッチは、（ｉ）前記第４の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送り、かつ前記第４の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）前記第４の電気スイッチの前記第１の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第２の電力出力へ電力を送り、かつ前記第４の電気スイッチの前記第２の電力入力から前記第４の電気スイッチの前記第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である、
請求項１０に記載のスラストシステム。
【請求項１２】
前記３つのスラスターの各々がイオン推進スラスターであること、および
前記３つのスラスターの各々が最大スラスト出力に使用可能であること、
のうちの少なくとも一方である、請求項１に記載のスラストシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも４つの電気スイッチは、前記少なくとも３つの電力コントローラーの各々が、一度に、前記少なくとも３つのスラスターのうちの１つのみに電力を供給するように構成されている、請求項１に記載のスラストシステム。
【請求項１４】
ビークルのためのスラストを提供するための方法であって、
少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーから電力を供給するステップ（５２０）と、
少なくとも３つの電気スイッチを介して前記少なくとも３つの電力コントローラーのうちの前記少なくとも第１の電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送るステップ（５３０）と、
を含む方法。
【請求項１５】
前記３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第２の電力コントローラーが電力を供給せず、前記方法は、
前記３つの電力コントローラーのうちの前記少なくとも第１の電力コントローラーからの前記電力の供給を停止するステップ（５５０）と、
前記少なくとも３つの電力コントローラーのうちの前記少なくとも第２の電力コントローラーから電力を供給するステップ（５７０）と、
少なくとも３つの電気スイッチを介して前記少なくとも３つの電力コントローラーのうちの前記少なくとも第２の電力コントローラーから前記少なくとも４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送るステップと、
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも３つの電力コントローラーの各々から電力を供給するステップと、
前記少なくとも３つの電力コントローラーから前記少なくとも４つのスラスターのうちの各３つのスラスターのそれぞれ１つへ同時に電力を送るステップと、
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ビークルは衛星であり、前記少なくとも３つの電力コントローラーの各々からの電力が供給され、前記少なくとも３つの電力コントローラーからの電力が、前記衛星の移行軌道運用時に、前記少なくとも４つのスラスターのうちの各３つのスラスターのそれぞれ１つへ同時に送られる、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、ビークルのための推進システムに関し、より詳細には、ビークルのための電動スラストシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビークルのための推進システムの中には、電動スラスターを含むものがある。スラスターのための電力は、１つまたは２つの電力コントローラーから供給される。宇宙ビークルでは、電力コントローラーは、位置保持運用および軌道移行運用のためにスラスターに電力を供給することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本出願の主題は、現時点の最新技術に対応して開発されたものである。加えて、本主題は、もっぱら電気推進のみに依存する、電気衛星のための電動スラストシステムへの関心の増加に対応して開発されたものでもある。単一の推進システムを備える衛星には、冗長性強化方式が望ましい。したがって、本出願の主題は、先行技術の技法に改良を加える推進装置、推進システム、および推進方法を提供するために開発されたものである。例えば、本出願の主題は、いくつかの実装形態においては、先行技術の電動スラストシステムと比べて冗長性が高い推進システムおよび推進方法を提供する。より詳細には、いくつかの実施形態において、本明細書で記述されるのは、冗長性を高めることによって信頼性を改善すると共に、軌道移行運用の性能を改善するスラストシステムである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの実施形態によれば、ビークルのためのスラストシステムは、少なくとも３つの電力コントローラーと、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも１つから電力を受け取るように各々構成された少なくとも４つの電気スイッチと、少なくとも３つの電気スイッチのうちの少なくとも１つから電力を受け取るように各々構成された少なくとも３つのスラスターと、を含む。少なくとも４つの電気スイッチは、電力の供給を、少なくとも３つの電力コントローラーのうちのいずれかから少なくとも３つのスラスターのうちのいずれか１つへ切り換えるように動作する。
【０００５】
本スラストシステムのいくつかの実装形態において、スイッチは、少なくとも３つの電力コントローラーからの電力が少なくとも３つのスラスターに同時に供給されることを可能にするように動作する。各電力コントローラーは、少なくとも３つのスラスターのそれぞれに電力を供給する。
【０００６】
本スラストシステムのいくつかの実装形態によれば、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの１つは、冗長電力コントローラーである。本スラストシステムの第１の動作モードでは、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの第１の電力コントローラーが少なくとも３つのスラスターのうちの第１のスラスターに電力を供給し、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの第２の電力コントローラーが少なくとも３つのスラスターのうちの第２のスラスターに電力を供給し、冗長電力コントローラーは第１のスラスターおよび第２のスラスターに電力を供給しない。本スラストシステムの第２の動作モードでは、第１の電力コントローラーおよび第２の電力コントローラーの一方が第１のスラスターおよび第２のスラスターにそれぞれ電力を供給せず、冗長電力コントローラーは、第１の電力コントローラーおよび第２の電力コントローラーのその一方に電力を供給する。
【０００７】
本スラストシステムのある実装形態において、各電力コントローラーは、第１の電力出力および第２の電力出力を含む。各電気スイッチは、第１の電力入力、第２の電力入力、ならびに第１の電力出力および第２の電力出力の少なくとも１つを含む。第１の電力コントローラーの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第１の電力コントローラーの第２の電力出力は、第２の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されている。第２の電力コントローラーの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第２の電力コントローラーの第２の電力出力は、第４の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されている。第３の電力コントローラーの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第３の電力コントローラーの第２の電力出力は、第２の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されている。
【０００８】
本スラストシステムの１つの実装形態によれば、第２の電気スイッチの第１の電力出力は、第４の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されている。また、第３の電気スイッチの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されている。加えて、第１の電気スイッチの第１の電力出力は、第１のスラスターに電気的に結合されており、第１の電気スイッチの第２の電力出力は第２のスラスターに電気的に結合されている。さらに、第４の電気スイッチの第１の電力出力は、第３のスラスターに電気的に結合されており、第４の電気スイッチの第２の電力出力は第４のスラスターに電気的に結合されている。
【０００９】
本スラストシステムの一実装形態において、第１の電気スイッチは、（ｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。加えて、第２の電気スイッチは、（ｉ）第２の電気スイッチの第１の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第２の電気スイッチの第２の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。また、第３の電気スイッチは、（ｉ）第３の電気スイッチの第１の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第３の電気スイッチの第２の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。さらに、第４の電気スイッチは、（ｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。
【００１０】
本スラストシステムの別の実装形態において、第１、第２、および第３の電力コントローラーの第１の電力出力が第１および第２のスラスターにのみ電力を供給し、かつ第１、第２、および第３の電力コントローラーの第２の電力出力が第３および第４のスラスターにのみ電力を供給するように、スイッチが構成されている。
【００１１】
いくつかの実装形態によれば、本スラストシステムは、４つの電力コントローラーと４つのスラスターとを含む。少なくとも４つの電気スイッチは、電力の供給を、４つの電力コントローラーのうちのいずれかから４つのスラスターのうちのいずれか１つへ切り換えるように動作することができる。スイッチは、４つの電力コントローラーからの電力が４つのスラスターに同時に供給されることを可能にするように動作することができ、各電力コントローラーは４つのスラスターのそれぞれに電力を供給する。一実装形態において、各電力コントローラーは第１の電力出力を含み、各電気スイッチは、第１の電力入力、第２の電力入力、第１の電力出力および第２の電力出力を含み、第１の電力コントローラーの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第２の電力コントローラーの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第３の電力コントローラーの第１の電力出力は、第２の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第４の電力コントローラーの第１の電力出力は、第２の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されている。
【００１２】
本スラストシステムの１つの実装形態において、第１の電気スイッチの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第１の電気スイッチの第２の電力出力は、第４の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第２の電気スイッチの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第２の電気スイッチの第２の電力出力は、第４の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第３の電気スイッチの第１の電力出力は、第１のスラスターに電気的に結合されており、第３の電気スイッチの第２の電力出力は、第２のスラスターに電気的に結合されており、第４の電気スイッチの第１の電力出力は、第３のスラスターに電気的に結合されており、第４の電気スイッチの第２の電力出力は、第４のスラスターに電気的に結合されている。
【００１３】
本スラストシステムの一実装形態によれば、第１の電気スイッチは、（ｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。さらに、第２の電気スイッチは、（ｉ）第２の電気スイッチの第１の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第２の電気スイッチの第２の電力入力から第２の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第２の電気スイッチの第１の電力入力から第２の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第２の電気スイッチの第２の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。また、第３の電気スイッチは、（ｉ）第３の電気スイッチの第１の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第３の電気スイッチの第２の電力入力から第３の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第３の電気スイッチの第１の電力入力から第３の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第３の電気スイッチの第２の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。加えて、第４の電気スイッチは、（ｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である。
【００１４】
本スラストシステムのいくつかの実装形態においては、３つのスラスターの各々がイオン推進スラスターである。３つのスラスターの各々は、最大スラスト出力に使用可能とすることができる。少なくとも４つの電気スイッチは、少なくとも３つの電力コントローラーの各々が、一度に少なくとも３つのスラスターのうちの１つのみに電力を供給するように構成することができる。
【００１５】
別の実施形態によれば、ビークルのための本スラストシステムは、少なくとも３つの電力コントローラーと、電力コントローラーのうちの少なくとも１つから受電する少なくとも４つの電気スイッチと、電気スイッチのうちの１つから各々受電する少なくとも４つのスラスターと、を含む。本スラストシステムは、電力コントローラーからスラスターへの電力供給を制御するために電気スイッチおよびスラスターに動作可能に結合されているシステムコントローラーも含み、第１のモードでは、システムコントローラーは、３つ未満の電力コントローラーから４つのスラスターの各々に非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作し、第２のモードでは、システムコントローラーは、３つの電力コントローラーのそれぞれから４つのスラスターのうちの３つの各々に同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作する。本明細書で定義するように、本実施形態、および関連する実装形態においてコントローラーからスラスターへ電力を供給することは、スラスターがスラストを発生させるためにコントローラーから受け取った電力を消費することを意味する。
【００１６】
本スラストシステムのいくつかの実装形態によれば、第３のモードでは、システムコントローラーは、３つ未満の電力コントローラーから４つのスラスターの各々に非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作し、第３のモードでスラスターに電力を供給する電力コントローラーのうちの１つは、第１のモードではスラスターに電力を供給しない。
【００１７】
本スラストシステムの１つの実装形態において、ビークルは衛星を含み、かつシステムはさらに衛星を含む。
【００１８】
さらに別の実施形態によれば、ビークルのためのスラストシステムは、少なくとも４つの電力コントローラーと、電力コントローラーのうちの少なくとも１つから受電する少なくとも４つの電気スイッチと、電気スイッチのうちの１つから各々受電する少なくとも４つのスラスターと、を含む。本スラストシステムは、電力コントローラーからスラスターへの電力供給を制御するために電気スイッチおよびスラスターに動作可能に結合されたシステムコントローラーも含み、第１のモードでは、システムコントローラーは、４つ未満の電力コントローラーから４つのスラスターの各々へ非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作し、第２のモードでは、システムコントローラーは、４つの電力コントローラーのそれぞれから４つのスラスターの各々に同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作する。
【００１９】
本スラストシステムの１つの実装形態によれば、第３のモードでは、システムコントローラーは、４つの電力コントローラーの各々の専用の電力コントローラーから４つのスラスターの各々に非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作する。
【００２０】
さらに別の実施形態において、ビークルのためのスラストを提供するための方法は、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーから電力を供給するステップと、少なくとも３つの電気スイッチを介して少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送るステップと、を含む。
【００２１】
本方法のいくつかの実装形態において、３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第２の電力コントローラーは電力を供給せず、本方法は、３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーからの電力の供給を停止するステップと、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第２の電力コントローラーから電力を供給するステップと、少なくとも３つの電気スイッチを介して少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第２の電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送るステップと、をさらに含む。
【００２２】
ある実装形態によれば、本方法は、少なくとも３つの電力コントローラーの各々から電力を供給するステップと、少なくとも３つの電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターのうちの３つのスラスターの各々のそれぞれへ同時に電力を送るステップと、をさらに含む。ビークルは衛星とすることができる。少なくとも３つの電力コントローラーの各々からの電力を供給することができ、少なくとも３つの電力コントローラーからの電力を、少なくとも４つのスラスターのうちの３つのスラスターの各々のそれぞれへ同時に送ることにより、衛星の移行軌道運用時に同時にスラストを発生させることができる。本実施形態で定義されるように、スラスターに電力を送ることは、スラストを発生させるためにスラスターによって電力を消費することを意味する。
【００２３】
本開示の主題の記述される特徴、構造、利点、および／または特性は、１つもしくは複数の実施形態および／または実装形態において、任意の適切なやり方で組み合わせることができる。以下の説明では、本開示の主題の実施形態の十分な理解が得られるように、多数の具体的詳細が示されている。本開示の主題は、特定の実施形態または実装形態の特定の特徴、詳細、組み合わせ、材料、および／または方法のうちの１つまたは複数がなくても実施されうることを当分野の技術者は理解するであろう。場合によっては、ある実施形態および／または実装形態においては、すべての実施形態または実装形態に存在するとは限らない追加的な特徴および利点が認められる場合もある。さらに、場合によっては、本開示の主題の各側面を不明瞭にすることのないように、周知の構造、材料、または動作は詳細に図示されず、あるいは記載されない。本開示の主題の特徴および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を読めばより完全に明らかになり、または、以下に記載される主題の実施によって知ることができる。
【００２４】
本主題の利点がより容易に理解されるように、添付の図面に例示されている具体的実施形態を参照して、上記で簡単に説明した本主題をさらに詳細に説明する。これらの図面は本主題の典型的な実施形態を図示しているにすぎず、したがって、本主題の範囲を限定するものとみなすべきではないことを理解した上で、図面を使用して、本主題をさらに具体的に、詳細に記述し、説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】１つの実施形態によるスラストシステムを備えるビークルの概略的ブロック図である。
【図２】１つの実施形態による第１のタイプのスイッチを備えるスラストシステムの概略的ブロック図である。
【図３】１つの実施形態による第２のタイプのスイッチを備えるスラストシステムの概略的ブロック図である。
【図４】１つの実施形態による第１の構成におけるスラストシステムの概略的ブロック図である。
【図５】１つの実施形態による第２の構成における図４のスラストシステムの概略的ブロック図である。
【図６】１つの実施形態による第３の構成における図４のスラストシステムの概略的ブロック図である。
【図７】別の実施形態による第１の構成におけるスラストシステムの概略的ブロック図である。
【図８】１つの実施形態による第２の構成における図７のスラストシステムの概略的ブロック図である。
【図９】１つの実施形態による、スラストを提供するための方法の概略的流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書全体において、「１つの実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」などという場合、それは、当該実施形態に関連して記述されている特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書全体において、「１つの実施形態において（ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態において（ｉｎ  ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」などという言い回しが使用されている場合、それは、必ずしもそうとは限らないが、すべて同じ実施形態を指している場合もある。同様に、「実装形態（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）」という用語の使用も、本開示の１つまたは複数の実施形態に関連して記述されている特定の特徴、構造、または特性を有する実装形態を意味するが、そうではないことを指示する明らかな相関関係がない場合には、一実装形態は、１つまたは複数の実施形態と関連付けることができる。
【００２７】
図１を参照すると、ビークル１０の１つの実施形態は、スラストシステム１００を含む。ビークル１０は、航空機、宇宙機、自動車、船舶などといった、スラストによって推進される様々なビークルのうちのいずれかとすることができる。１つの実施形態において、ビークル１０は、スラストシステム１００によって宇宙を進む衛星である。スラストシステム１００は、電力コントローラー１１０と、スイッチ１２０と、スラスター１３０とを含む。電力コントローラー１１０およびスイッチ１２０の動作は、システムコントローラー１４０によって制御される。一般に、システムコントローラー１４０は、電力コントローラー１１０に命じてスイッチ１２０に電力を供給させ、スイッチに命じて電力コントローラーからスラスター１３０に受け取った電力を送らせ、スラスター１３０に命じてスイッチをオンにして電力を消費させ、スラストを提供させる。システムコントローラー１４０は、以下でより詳細に説明する１つまたは複数のモードに従って、電力コントローラー１１０、スイッチ１２０、およびスラスター１３０を制御することができる。
【００２８】
図２に示すように、スラストシステム２００の１つの実施形態は、第１の電力入力２２０および第２の電力入力２３０と、スイッチ２４０と、第１のスラスト出力２５０および第２のスラスト出力２６０とを含む。一般に、スラストシステム２００は、１つもしくは複数の電力コントローラーから、スイッチ２４０を介して１つもしくは複数のスラスターへ、または他のスイッチへ選択的に電力を供給するように構成されている。第１の電力入力２２０は第１の電力コントローラーによって供給される電力を表し、第２の電力入力２３０は、第２の電力コントローラーによって供給される電力を表す。同様に、第１のスラスト出力２５０は第１のスラスターへ送られる電力を表し、第２のスラスト出力２６０は第２のスラスターへ送られる電力を表す。
【００２９】
スイッチ２４０の動作は概略的に示されている。１つの実施形態において、スイッチ２４０は、２つの動作モードの間で選択的に動作し、２つの動作モードを切り換えることができる。第１の、すなわち通常の動作モードでは、スイッチ２４０は、第１の電力入力２２０を、スイッチによって定義される第１の電気回路２７０Ａを介して第１のスラスト出力２５０として出力し、第２の電力入力２３０を、スイッチによって定義される別個の第２の電気回路２７０Ｂを介して第２のスラスト出力２６０として別個に出力する。これに対して、第２の、すなわち交差式動作モードでは、スイッチ２４０は、第１の電力入力２２０を、スイッチによって定義される第３の電気回路２８０Ａを介して第２のスラスト出力２６０として出力し、第２の電力入力２３０を、スイッチによって定義される別個の第４の電気回路２８０Ｂを介して第１のスラスト出力２５０として別個に出力する。
【００３０】
図３を参照すると、別の実施形態によれば、スラストシステム２１０はスイッチ２９０を含む。図２のスラストシステム２００と同様に、図３のスラストシステム２１０は、第１の電力入力２２０と第２の電力入力２３０とを含む。しかし、スラストシステム２１０は、第１のスラスト出力２５０のみを含み、第２のスラスト出力２６０を含まない。一般に、スラストシステム２１０は、１つもしくは複数の電力コントローラーから、スイッチ２９０を介して１つのスラスターへ、または１つの他のスイッチへ選択的に電力を供給するように構成されている。言い換えると、スイッチ２９０は、２つの電力入力と１つの電力出力とを含む。１つの実装形態において、スイッチ２９０は、ポートが電力を送るのを妨げるためにキャップをかぶせられた第２の電力出力ポートを含む。
【００３１】
スイッチ２９０の動作は概略的に示されている。１つの実施形態において、スイッチ２９０は、２つの動作モードの間で選択的に動作し、２つの動作モードを切り換えることができる。第１の、すなわち通常の動作モードでは、スイッチ２９０は、第１の電力入力２２０を、スイッチによって定義される第１の電気回路２７０Ａを介して第１のスラスト出力２５０として出力する。これに対して、第２の、すなわち交差式動作モードでは、スイッチ２９０は、第２の電力入力２３０を、スイッチによって定義される第４の電気回路２８０Ｂを介して第１のスラスト出力２５０として出力する。
【００３２】
いくつかの実装形態によれば、スイッチ２４０、２９０は、第１および第２の電力コントローラーのうちの１つもしくは複数の動作不能性ならびに／または第１および第２のスラスターのうちの１つもしくは複数の動作不能性に基づいて、第１のモードと第２のモードとを選択的に切り換えることができる。例えば、１つのスラスターが使用不可になり、様々な任意の理由により電力が第１の電力コントローラーから供給されることが望まれる場合に、スイッチ２４０、スイッチ２９０は、第１のモードから第２のモードに切り換わることができる。同様に、別の例として、第１のスラスターの動作が求められ、第１の電力コントローラーが使用不可になった場合にも、スイッチ２４０、２９０は、第１のモードから第２のモードに切り換わることができる。
【００３３】
スイッチ２４０、２９０は、電力コネクタとスラスターとの間で電力を送るための様々な物理スイッチのうちのいずれかとすることができる。以下でより詳細に説明するように、スイッチ２４０、２９０によって送られる電力の電圧および電流は高く、ビークルのための電動スラスターに電力供給するのに十分である。したがって、スイッチ２４０、２９０によって送られる電力の電圧および電流は、コンピューター・ハードウェア・スイッチを経由して送られる電気通信の電圧および電流より著しく高い。例えば、１つの実装形態において、スイッチ２４０、２９０によって送られる電力の電流は、数十アンペアから数百アンペアのオーダー（例えば約３０アンペア）であり、コンピューター環境における電気通信の電流は十分の数アンペアから百分の数アンペアのオーダーである。同様に、いくつかの実装形態によれば、スイッチ２４０、２９０によって送られる電力の電圧は、最大で１０００ボルトになることもあり、場合によってはもっと高くなる。したがって、スイッチ２４０、２９０は、コンピューティング環境内で電気通信信号を送るためのコンピュータースイッチと同じではない。
【００３４】
いくつかの実施形態によれば、スイッチ２４０、２９０は、参照により本明細書に組み入れられる、２０１２年１１月２１日付けで出願された米国特許出願第１３／６８３６８８号および２０１４年４月２２日付けで出願された米国特許出願第１４／２５８９５４号に記載されているようなロータリースイッチである。一般に、ロータリースイッチは、第１の動作モードと第２の動作モードとを切り換えるように回転可能なシャフトアセンブリを含む。
【００３５】
次に図４を参照すると、１つの実施形態によれば、スラストシステム３００は、第１、第２、および第３の電力コントローラー３１０Ａ−Ｃと、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂと、第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂと、第１、第２、第３、および第４のスラスター３５０Ａ−Ｄとをそれぞれ含む。第１、第２、および第３の電力コントローラー３１０Ａ−Ｃは、それぞれ、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂと、第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂとに、図４においてこれらの構成要素間に延びる実線矢印で示されている電線によって電気的に接続されている。同様に、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂ、ならびに第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂも、それぞれ、第１、第２、第３、および第４のスラスター３５０Ａ−Ｄに、図４においてこれらの構成要素間に延びる実線矢印で示されている電線によって電気的に接続されている。
【００３６】
図４〜図８すべてで使用される場合、構成要素間に延びる実線矢印は電線と、各電線を通る電力の伝送の方向とを表す。電線は、いくつかの実装形態では、単一の、または複数の電線管／回路とすることができる。１つの実装形態によれば、構成要素間の各電線は、同時に電線を通して電力を送るためのスイッチである複数の回路（例えば９つの回路）を含む。一般に、構成要素間の電線は、構成要素間で電力を送る。
【００３７】
電線は、１つもしくは複数の入力端子および／または出力端子を介して各構成要素に電気的に結合されている。端子は、構成要素と電線の間の電気的接続、および構成要素間の電力の伝送を円滑化する。例えば、第１の電力コントローラー３１０Ａは第１の出力端子３２０Ａおよび第２の出力端子３２２Ａを含み、第２の電力コントローラー３１０Ｂは第１の出力端子３２０Ｂおよび第２の出力端子３２２Ｂを含み、第３の電力コントローラー３１０Ｃは第１の出力端子３２０Ｃおよび第２の出力端子３２２Ｃを含む。また一例として、第１のスイッチ２４０Ａは、第１の入力端子３４０Ａ、第２の入力端子３４２Ａ、第１の出力端子３４４Ａ、および第２の出力端子３４６Ａを含み、第２のスイッチ２４０Ｂは、第１の入力端子３４０Ｂ、第２の入力端子３４２Ｂ、第１の出力端子３４４Ｂ、および第２の出力端子３４６Ｂを含み、第３のスイッチ２９０Ａは、第１の入力端子３４０Ｃ、第２の入力端子３４２Ｃ、および第１の出力端子３４４Ｃを含み、第４のスイッチ２９０Ｂは、第１の入力端子３４０Ｄ、第２の入力端子３４２Ｄ、および第１の出力端子３４４Ｄを含む。また、第１のスラスター３５０Ａは第１の入力端子３５２Ａを含み、第２のスラスター３５０Ｂは第１の入力端子３５２Ｂを含み、第３のスラスター３５０Ｃは第１の入力端子３５２Ｃを含み、第４のスラスター３５０Ｄは第１の入力端子３５２Ｄを含む。
【００３８】
電力コントローラーとスイッチとの間の相互接続に関しては、本開示を考慮して他の構成も可能であるが、スラストシステム３００の例示の構成においては、第１の電力コントローラー３１０Ａの第１の出力端子３２０Ａは、第１のスイッチ２４０Ａの第１の入力端子３４０Ａに直接、電気的に接続されており、第１の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ａは、第３のスイッチ２９０Ａの第１の入力端子３４０Ａに直接、電気的に接続されている。加えて、第２の電力コントローラー３１０Ｂの第１の出力端子３２０Ｂは、第４のスイッチ２９０Ｂの第１の入力端子３４０Ｄに直接、電気的に接続されており、第２の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ｂは、第２のスイッチ２４０Ｂの第２の入力端子３４２Ｂに直接、電気的に接続されている。さらに、第３の電力コントローラー３１０Ｃの第１の出力端子３２０Ｃは、第４のスイッチ２９０Ｂの第２の入力端子３４２Ｄに直接、電気的に接続されており、第３の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ｃは、第３のスイッチ２９０Ａの第２の入力端子３４２Ｃに直接、電気的に接続されている。
【００３９】
スイッチとスラスターとの間の相互接続に関しては、本開示を考慮して他の構成も可能であるが、スラストシステム３００の例示の構成においては、第１のスイッチ２４０Ａの第１の出力端子３４４Ａは、第１のスラスター３５０Ａの第１の入力端子３５２Ａに直接、電気的に接続されており、第１のスイッチの第２の出力端子３４６Ａは、第２のスラスター３５０Ｂの第１の入力端子３５２Ｂに直接、電気的に接続されている。また、第２のスイッチ２４０Ｂの第１の出力端子３４４Ｂは、第３のスラスター３５０Ｃの第１の入力端子３５２Ｃに直接、電気的に接続されており、第２のスイッチの第２の出力端子３４６Ｂは、第４のスラスター３５０Ｄの第１の入力端子３５２Ｄに直接、電気的に接続されている。さらに、第３のスイッチ２９０Ａの第１の出力端子３４４Ｃは、第２のスイッチ２４０Ｂの第１の入力端子３４０Ｂに直接、電気的に接続されており、第４のスイッチ２９０Ｂの第１の出力端子３４４Ｄは、第１のスイッチ２４０Ａの第２の入力端子３４２Ａに直接、電気的に接続されている。
【００４０】
いくつかの実装形態において、第１、第２、および第３の電力コントローラー３１０Ａ−Ｃは各々、電池（例えば太陽光発電電池）といった電源に結合されているか、または電源を含む。電力コントローラー３１０Ａ〜３１０Ｃは各々、電源からそれぞれのコントローラーの出力端子への電力の供給を制御する。さらに、電源が入っており、またはホットな状態にあるときに、電力コントローラー３１０Ａ〜３１０Ｃは各々、同時にその出力端子に電力を供給するように構成されている。言い換えると、電源が入っているときに、電力コントローラー３１０Ａ〜３１０Ｃは各々、同時にその出力端子に電力を供給し、そのため、１つの電力コントローラーの両方の出力端子が同時にホットな状態にあるとみなされる。しかし、１つのスラスターは、スラスターの選択的操作に応じて、一度に電力コントローラーの出力端子の一方のみから電力を消費する。いくつかの実装形態において、システムコントローラーは、スイッチおよびスラスターの動作を、どのスラスターがどの電力コントローラーのどの出力端子から電力を受け取るか決定するように制御する。第１、第２、および第３の電力コントローラー３１０Ａ−Ｃは、各電力コントローラーがその他の電力コントローラーに対して冗長的であるとみなすことができるように、システムコントローラーを介して相互に独立して操作し、作動させることができる。
【００４１】
スラストシステム３００の第１および第２のスイッチ２４０Ａ，２４０Ｂは、図２のスイッチ２４０と同様に構成されている。スラストシステム３００の第３および第４のスイッチ２９０Ａ，２９０Ｂは、図３のスイッチ２９０と同様に構成されている。
【００４２】
第１、第２、第３、および第４のスラスター３５０Ａ−Ｄは各々、当分野で公知の様々なスラスターのうちのいずれかとすることができる。例えば、１つの実装形態によれば、スラスター３５０Ａ〜３５０Ｄは各々、グリッド付き（gridded）スラスターを使用するイオン推進システム、ホール効果スラスターを使用するイオン推進システムなどといった、当分野で公知のイオン推進システムを含む。例えば、いくつかの実装形態によれば、スラスター３５０Ａ〜３５０Ｄは各々、衛星の位置保持および軌道移行のためのスラストを提供するためのキセノン（または他のイオン化可能ガスの）イオン推進システムとすることができる。一般に、第１、第２、第３、および第４のスラスター３５０Ａ−Ｄは、第１、第２、および第３の電力コントローラー３１０Ａ−Ｃのうちの１つまたは全部からの電力を利用して、ガスからの帯電イオンを加熱し、加速することによって推進力を発生させる。いくつかの実装形態において、スラスター３５０Ａ〜３５０Ｄは各々、イオン抽出アセンブリ、イオン化室を形成するハウジング、イオン化室内に位置決めされた放電電子源および電極系、やはりイオン化室内に位置決めされた磁界発生装置、ならびにイオン抽出アセンブリに隣接して位置決めされた中和器を含む。
【００４３】
イオン推進システムの基本動作において、イオン化可能ガスは、バルブを介してイオン化室へ供給され、一次電子が電子源からガス中へ注入される。電極系に印加される放電電圧が、これらの電子を加速してガス原子と衝突させて、プラズマを発生させる。磁界発生装置は、通常、環状永久磁石を含み、ハウジングに近接して磁束線を発生するように構成されている。磁束線は、電子を延在するパスに沿って誘導し、よって、プラズマの発生を強化する。イオン抽出アセンブリは、スクリーングリッド、加速グリッド、および減速グリッドを有する。電力コントローラー３１０Ａ〜３１０Ｃのうちの１つまたは複数からの電力が各グリッドに印加されて、イオン抽出アセンブリに、プラズマからイオンビームを抽出させ、イオンビームを加速してスラスターから離れさせる。イオンビームは、イオンスラスターおよびスラスターが取り付けられている宇宙機に加わる力を発生する。最後に、中和器は、イオンビームの近くに電子流を注入して、イオンビームの潜在的充電消費（charge-depleting）効果を相殺する。第１、第２、第３、および第４のスラスター３５０Ａ−Ｄは、各スラスターをその他のスラスターに対して冗長的であるとみなすことができるように、相互に独立して動作することができる。
【００４４】
例示の実施形態のスラスター３５０Ａ〜３５０Ｄはイオン推進システムとして記述されているが、他の実施形態においては、他のタイプの電気推進システムを、または化学推進システムさえも使用することができる。同様に、例示の実施形態においては、電力コントローラーから電力を受け取る電気デバイスはスラスターであるが、他の実施形態においては、電気デバイスは、様々な他の電気デバイスのうちのいずれかとすることができる。さらに、例示の実施形態のシステムは３つの電力コントローラー、４つのスイッチ、および４つのスラスターを含むが、他の実施形態においては、システムは、３つを上回る電力コントローラー、４つを上回るスイッチ、および／または４つを上回るスラスターを含むことができる。
【００４５】
スラストシステム３００は、図４に示すように、第１の動作モードで構成されている。第１の動作モードでは、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂならびに第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂの各々が、通常の動作モードで構成される。通常の動作モードでは、破線矢印で示されているように、第１、第２、第３、および第４のスイッチの第１の入力端子３４０Ａ〜３４０Ｄは、それぞれ、第１のスイッチ２４０Ａ、第２のスイッチ２４０Ｂ、第３のスイッチ２９０Ａ、および第４のスイッチ２９０Ｂの第１の出力端子３４４Ａ〜３４４Ｄに電気的に接続され、第１および第２のスイッチの第２の入力端子３４２Ａ、３４２Ｂは、それぞれ、第１および第２のスイッチの第２の出力端子３４６Ａ、３４６Ｂに電気的に接続される。
【００４６】
第１の動作モードで構成されたスラストシステム３００では、矢印線を用いて示すように、第１の電力コントローラー３１０Ａの第１の出力端子３２０Ａからの電力は第１のスラスター３５０Ａに電力供給するために第１のスラスター３５０Ａへ送られ、第２の電力コントローラー３１０Ｂの第１の出力端子３２０Ｂからの電力は第２のスラスター３５０Ｂへ送られ、第１の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ａからの電力は第３のスラスター３５０Ｃへ送られ、第２の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ｂからの電力は第４のスラスター３５０Ｄへ送られる。さらに、第１の動作モードでは、第３の電力コントローラー３１０Ｃの第１の出力端子３２０Ｃ、および第２の出力端子３２２Ｃは、スラスターから電気的に絶縁される。このように、第３の電力コントローラー３１０Ｃは、非アクティブな、すなわち冗長なコントローラーとみなすことができる。というのは第３の電力コントローラーは、スラスターのいずれへの電力供給にも使用されないからである。
【００４７】
図５に示すように、スラストシステム３００は、第２の動作モードで構成することができる。第２の動作モードでは、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂの一方または両方が交差式動作モードで構成される。破線矢印で示されているように、交差式動作モードでは、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂの第１の入力端子３４０Ａ−Ｂは、それぞれ、第１および第２のスイッチの第２の出力端子３４６Ａ−Ｂに電気的に接続され、第１および第２のスイッチの第２の入力端子３４２Ａ−Ｂは、それぞれ、第１および第２のスイッチの第１の出力端子３４４Ａ−Ｂに電気的に接続される。
【００４８】
第２の動作モードで構成されたスラストシステム３００では、第１の電力コントローラー３１０Ａの第１の出力端子３２０Ａからの電力は第２のスラスター３５０Ｂに電力供給するために第２のスラスター３５０Ｂへ送られ、第２の電力コントローラー３１０Ｂの第１の出力端子３２０Ｂからの電力は第１のスラスター３５０Ａへ送られ、第１の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ａからの電力は第４のスラスター３５０Ｄへ送られ、第２の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ｂからの電力は第３のスラスター３５０Ｃへ送られる。第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂの両方が交差式動作モードで示されているが、いくつかの実装形態においては、第１および第２のスイッチの一方のみが交差式動作モードである。
【００４９】
第１の動作モードおよび第２の動作モードでは、スラストシステム３００は、一度に４つのスラスター３５０Ａ〜３５０Ｄのうちの２つ以下に電力供給することができる。例えば衛星の軌道移行のために、一度にスラスター３５０Ａ〜３５０Ｄのうちの３つに電力供給することが求められる場合、または第１および第２の電力コントローラー３１０Ａ−Ｂの一方もしくは両方が動作不能になった場合、または第１および／もしくは第２の電力コントローラーの使用を低減することが求められる場合には、スラストシステム３００を、図６に示す第３の動作モードへ構成することができる。第３の動作モードでは、第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂの一方または両方が交差式動作モードで構成される。破線矢印で示されているように、交差式動作モードでは、第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂの第２の入力端子３４２Ｃ、３４２Ｄが、それぞれ、第３および第４のスイッチの第１の出力端子３４４Ｃ、３４４Ｄに電気的に接続される。
【００５０】
第３の動作モードで構成されたスラストシステム３００では、第３の電力コントローラー３１０Ｃの第１の出力端子３２０Ｃからの電力は第４のスイッチ２９０Ｂへ送られ、第４のスイッチから、第１のスイッチ２４０Ａの構成に応じて、第１または第２のスラスター３５０Ａ−Ｂへ送られる。同様に、第３の動作モードでは、第３の電力コントローラー３１０Ｃの第２の出力端子３２２Ｃからの電力は第３のスイッチ２９０Ａへ送られ、第３のスイッチから、第２のスイッチ２４０Ｂの構成に応じて、第３または第４のスラスター３５０Ｃ−Ｄへ送られる。第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂの両方が交差式動作モードで示されているが、いくつかの実装形態においては、第３および第４のスイッチの一方のみが交差式動作モードである。
【００５１】
以上に基づき、スラストシステム３００は、スラストシステムの条件および／または所望の性能に応じて、第１の動作モードと、第２の動作モードと、第３の動作モードとを切り換えることができる。例えば、スラストシステム３００は、衛星の位置保持運用のためのスラストを提供することが必要とされるときには、第１または第２の動作モードで動作することができる。上述のように、第１または第２の動作モードでは、位置保持運用に必要なスラストを提供するために、１つまたは２つのスラスターに一度に電力供給することができる。そして、軌道運用移行が必要になると、スラストシステム３００は、第３の動作モードに切り換わることができ、第３の動作モードは、スラスターのうちの最大３つまでに同時に電力供給することを可能にする。２つを上回るスラスターが同時にスラストを提供することにより、２つ以下のスラスターを用いた場合より、軌道運用移行をより迅速に、効率よく実行することができる。加えて、第１および第２の電力コントローラー３１０Ａ−Ｂの一方もしくは両方が動作不能になった場合（例えば、誤動作や性能低下が生じた場合）にも、スラストシステム３００は、第３の電力コントローラー３１０Ｃが動作不能の（１つまたは複数の）電力コントローラーに実質上取って代わることができるように、第３の動作モードで動作することができる。
【００５２】
いくつかの実装形態において、スラストシステム３００のスラスターは、ビークル１０上の特定の位置と関連付けられた別々のグループを形成するようにまとめてグループ化される。例えば、第１および第２のスラスター３５０Ａ−Ｂを、ビークル１０の特定の位置、例えば北側などにおいてまとめてグループ化することができる。これに対して、第３および第４のスラスター３５０Ｃ−Ｄを、ビークル１０の別の位置、例えば南側においてまとめてグループ化することができる。制御プロセスを簡略化するために、スラストシステム３００は、各スイッチの動作モードにかかわらず、電力コントローラー３１０Ａ〜３１０Ｃの第１の出力端子３２０Ａ〜３２０Ｃのうちのいずれかからの電力は、常に、指定されたスラスターグループ内のスラスター、例えば、ビークル１０の北側の第１および第２のスラスター３５０Ａ−Ｂの一方または両方へ送られ、電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ａ〜３２２Ｃのうちのいずれかからの電力は、常に、別の指定されたスラスターグループ内のスラスター、例えば、ビークル１０の南側の第３および第４のスラスター３５０Ｃ−Ｄの一方または両方へ送られるように構成される。
【００５３】
次に図７を参照すると、１つの実施形態による、スラストシステム３００と類似したスラストシステム４００が示されている。スラストシステム４００は、スラストシステム３００の特徴と類似したいくつかの特徴を含む。例えば、スラストシステム４００は、第１、第２、および第３の電力コントローラー３１０Ａ−Ｃと、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂと、第１、第２、第３、および第４のスラスター３５０Ａ−Ｄとを含む。しかし、スラストシステム３００と異なり、スラストシステム４００は、第４の電力コントローラー３１０Ｄを含む。加えて、第３および第４のスイッチ２９０Ａ−Ｂの代わりに、スラストシステム４００は、第３および第４のスイッチ２４０Ｃ−Ｄを含む。第３および第４のスイッチ２４０Ｃ−Ｄは、第３および第４のスイッチが、１つの出力端子ではなく、それぞれ、２つの出力端子３４４Ａ−Ｂ、３４６Ａ−Ｂを有するという点で、第１および第２のスイッチ２４０Ｂと同じである。言い換えると、スラストシステム４００の第３および第４のスイッチ２４０Ｃ，２４０Ｄは、図２のスイッチ２４０と同様に構成されている。
【００５４】
第１、第２、第３および第４の電力コントローラー３１０Ａ−Ｄは、それぞれ、第３および第４のスイッチ２４０Ｃ−Ｄに、これらの構成要素間に延びる実線矢印で示されている電線によって電気的に接続されている。同様に、第３および第４のスイッチ２４０Ｃ−Ｄも、それぞれ、第１および第２のスイッチ２４０Ａ−Ｂに、これらの構成要素間に延びる実線で示されている電線で電気的に接続されている。第１および第２のスイッチ２４０Ｂは、それぞれ、第１、第２、第３、および第４のスラスター３５０Ａ−Ｄに、これらの構成要素間に延びる実線矢印で示されている電線で電気的に接続されている。スラストシステム３００の場合と同様に、スラストシステム４００の電線は、１つもしくは複数の入力端子および／または出力端子を介して各構成要素に電気的に結合されている。
【００５５】
電力コントローラーとスイッチとの間の相互接続に関しては、本開示を考慮して他の構成も可能であるが、スラストシステム４００の例示の構成においては、第１の電力コントローラー３１０Ａの第１の出力端子３２０Ａは、第３のスイッチ２４０Ｃの第１の入力端子３４０Ｃに直接、電気的に接続されており、第１の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ａはキャップをかぶせられているか、または非アクティブである（例えば、いかなるスイッチにもスラスターにも電気的に接続されていない）。加えて、第２の電力コントローラー３１０Ｂの第１の出力端子３２０Ｂは、第４のスイッチ２４０Ｄの第２の入力端子３４２Ｄに直接、電気的に接続されており、第２の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ｂは非アクティブである。さらに、第３の電力コントローラー３１０Ｃの第１の出力端子３２０Ｃは、第３のスイッチ２４０Ｃの第２の入力端子３４２Ｃに直接、電気的に接続されており、第３の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ｃは非アクティブである。同様に、第４の電力コントローラー３１０Ｄの第１の出力端子３２０Ｄは第４のスイッチ２４０Ｄの第１の入力端子３４０Ｄに直接、電気的に接続されており、第４の電力コントローラーの第２の出力端子３２２Ｄは非アクティブである。したがって、例示の実施形態において、各電力コントローラーの第２の出力端子の各々は、各電力コントローラーが電力を供給するための単一のアクティブな出力端子を提供するように、非アクティブである。代替の実施形態においては、電力コントローラーのうちの少なくとも１つまたは全部が、第２の出力端子を、単一のアクティブな出力端子として利用し、第１の出力端子を非アクティブとすることができる。
【００５６】
スイッチとスラスターとの間の相互接続に関しては、本開示を考慮して他の構成も可能であるが、スラストシステム４００の例示の構成においては、第３のスイッチ２４０Ｃの第１の出力端子３４４Ｃは、第１のスイッチ２４０Ａの第１の入力端子３４０Ａに直接、電気的に接続されており、第３のスイッチ２４０Ｃの第２の出力端子３４６Ｃは、第２のスイッチ２４０Ｂの第１の入力端子３４０Ｂに直接、電気的に接続されている。これに対して、第４のスイッチ２４０Ｄの第１の出力端子３４４Ｄは、第１のスイッチ２４０Ａの第２の入力端子３４２Ａに直接、電気的に接続されており、第４のスイッチ２４０Ｄの第２の出力端子３４６Ｄは、第１のスイッチ２４０Ｂの第２の入力端子３４２Ｂに直接、電気的に接続されている。スラストシステム３００と同様に、第１のスイッチ２４０Ａの第１の出力端子３４４Ａは、第１のスラスター３５０Ａの第１の入力端子３５２Ａに直接、電気的に接続されており、第１のスイッチの第２の出力端子３４６Ａは、第２のスラスター３５０Ｂの第１の入力端子３５２Ｂに直接、電気的に接続されている。また、第２のスイッチ２４０Ｂの第１の出力端子３４４Ｂは、第３のスラスター３５０Ｃの第１の入力端子３５２Ｃに直接、電気的に接続されており、第２のスイッチの第２の出力端子３４６Ｂは、第４のスラスター３５０Ｄの第１の入力端子３５２Ｄに直接、電気的に接続されている。
【００５７】
スラストシステム４００は、図７に示すように、第１の動作モードで構成されている。第１の動作モードでは、第１、第２、第３、および第４のスイッチ２４０Ａ−Ｄの各々が、通常の動作モードで構成される。通常の動作モードでは、破線矢印で示されるように、スイッチ２４０Ａ〜２４０Ｄの第１の入力端子３４０Ａ〜３４０Ｄは、それぞれ、スイッチの第１の出力端子３４４Ａ〜３４４Ｄに電気的に接続され、スイッチの第２の入力端子３４２Ａ〜３４２Ｄは、それぞれ、スイッチの第２の出力端子３４６Ａ〜３４６Ｄに電気的に接続される。
【００５８】
第１の動作モードで構成されたスラストシステム４００では、矢印線を用いて示すように、第１の電力コントローラー３１０Ａの第１の出力端子３２０Ａからの電力は第１のスラスター３５０Ａに電力供給するために第１のスラスター３５０Ａへ送られ、第２の電力コントローラー３１０Ｂの第１の出力端子３２０Ｂからの電力は第４のスラスター３５０Ｄへ送られ、第３の電力コントローラー３１０Ｃの第１の出力端子３２０Ｃからの電力は第３のスラスター３５０Ｃへ送られ、第４の電力コントローラー３１０Ｄの第１の出力端子３２０Ｄからの電力は第２のスラスター３５０Ｂへ送られる。
【００５９】
図８に示すように、スラストシステム４００は、第２の動作モードで構成することができる。第２の動作モードでは、第１、第２、第３、および第４のスイッチ２４０Ａ−Ｄのうちの少なくとも１つが、交差式動作モードで構成される。破線矢印で示されるように、交差式動作モードでは、スイッチ２４０Ａ〜２４０Ｄの第１の入力端子３４０Ａ〜３４０Ｄは、それぞれ、各スイッチの第２の出力端子３４６Ａ〜３４６Ｄに電気的に接続され、各スイッチの第２の入力端子３４２Ａ〜３４２Ｄは、それぞれ、各スイッチの第１の出力端子３４４Ａ〜３４４Ｄに電気的に接続される。
【００６０】
第２の動作モードで構成された、すべてのスイッチが交差式動作モードのスラストシステム４００では、第１の電力コントローラー３１０Ａの第１の出力端子３２０Ａからの電力は第４のスラスター３５０Ｄに電力供給するために第４のスラスター３５０Ｄへ送られ、第２の電力コントローラー３１０Ｂの第１の出力端子３２０Ｂからの電力は第１のスラスター３５０Ａへ送られ、第３の電力コントローラー３１０Ｃの第１の出力端子３２０Ｃからの電力は第２のスラスター３５０Ｂへ送られ、第４の電力コントローラー３１０Ｄの第１の出力端子３２０Ｄからの電力は第３のスラスター３５０Ｃへ送られる。
【００６１】
図８にはすべてのスイッチ２４０Ａ〜２４０Ｄが交差式動作モードで示されているが、いくつかの実装形態においては、スラストシステム４００の第２の動作モードで、全部に満たないスイッチが交差式動作モードである。一般に、スイッチ２４０Ａ〜２４０Ｄのうちの任意の１つまたは複数が、電力コントローラー３１０Ａ〜３１０Ｄのうちのいずれか１つがスラスター３５０Ａ〜３５０Ｄのうちのいずれか１つに電力を供給することができるように、交差式動作モードで動作することができる。
【００６２】
以上に基づき、スラストシステム４００は、スラストシステムの条件および／または所望の性能に応じて、第１の動作モードと第２の動作モードとを切り換えることができる。例えば、スラストシステム４００は、衛星の位置保持運用のためのスラストを提供することが必要とされるときに、第１の動作モードまたは第２の動作モードのどちらかで動作することができる。上述のように、第１の動作モードまたは第２の動作モードでは、位置保持運用に必要なスラストを提供するために、一度に１つ、２つ、または３つのスラスターのいずれかに対してさえも、電力コントローラーのうちの任意の１つ、２つ、または３つによって電力供給することができる。そして、軌道移行運用が必要になると、スラストシステム４００の４つの電力コントローラーの各々は、４つのスラスターのそれぞれに電力を供給するように同時に動作し、これにより、４つすべてのスラスターに同時に電力供給することができる。４つすべてのスラスターが同時にスラストを提供することにより、３つ以下のスラスターを用いる場合より、軌道移行運用をより迅速に、効率よく実行することができる。加えて、スラストシステム４００の４つの電力コントローラーのうちの１つ、２つ、または３つが動作不能になった場合に、残存する任意の動作可能な（１つまたは複数の）電力コントローラーを使用して、スラスターのうちのいずれかに電力を供給することにより、動作不能な（１つまたは複数の）電力コントローラーに実質上取って代わることができる。
【００６３】
１つの実施形態によれば、スラストシステム４００の４つの電力コントローラーのうちの２つがコールドスペアとして機能することができ、その他の２つの電力コントローラーはホットな電力コントローラーとして機能する。そうした一実施形態においては、２つのホットな電力コントローラーは、スイッチを頻繁に切り換えることによってすべてのスラスターの電力を供給する。コールドスペアは、ホットな電力コントローラーの一方または両方の故障により、故障した電力コントローラーに取って代わるためにコールドスペアの一方または両方を作動させることが必要にならない限り、または軌道移行運用が、２つを上回るスラスターに同時に電力供給するためにコールドスペアのうちの１つまたは複数を作動させることを求めない限り、非アクティブのままである。あるいは、スイッチをあまり頻繁に切り換えないことが望ましい場合には、１つの実施形態においては、４つの電力コントローラーの各々が、４つのスラスターのうちの専用の１つに電力を供給するホットな電力コントローラーである。したがって、いくつかの実装形態によれば、本システムは、コールドスペアおよび時分割の柔軟性を用いた信頼性の改善を可能にする。加えて、本システムは、通例、衛星用途と関連付けられる、長期にわたる非使用期間（例えば最長２０年まで）を容易にするように構成される。また、スラスターに電力供給するためのコマンド構造が簡略であることにより、長期にわたる非使用期間の後に続く再学習時間が短縮され、それによって、たまの操作または訓練されていないオペレーターに起因する誤りが低減される。
【００６４】
図９を参照すると、ビークルのためのスラストを提供するための方法５００の１つの実施形態は、５１０で、少なくとも３つの電力コントローラー、少なくとも３つの電気スイッチ、および少なくとも４つのスラスターを設けるステップを含む。方法５００は、５２０で、３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーから電力を供給するステップをさらに含む。電力を供給するステップは、第１の電力コントローラーの電力出力端子に電力を提供するステップを含むことができる。方法５００は、５３０で、３つの電気スイッチを介して、第１の電力コントローラーから４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送るステップを含む。電力を受け取ったことに応答して、各スラスターは、電力を、ビークルを推進するためのスラストへ変換する。５４０で、方法５００は、冗長電力コントローラーが必要であるかどうか判定する。一例として、冗長電力コントローラーは、電力を供給する電力コントローラーが動作不能になった場合に必要となりうる。５４０で冗長電力コントローラーが必要である場合、方法５００は続いて、５５０で、（電力の供給がまだ停止されていない場合）第１の電力コントローラーからの電力の供給を停止し、前に電力を供給していなかった電力コントローラーのうちの第２の電力コントローラーから電力を供給し、３つの電気スイッチを介して、第２の電力コントローラーから４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送る。ステップ５５０はさらに、または代替として、動作可能な電力コントローラーから、目下動作不能である電力コントローラーから前に電力を受け取っていたスラスターへ、電力の供給を経路変更するステップを含むこともできる。ステップ５４０で冗長電力コントローラーが必要でない場合、方法５００はステップ５６０へ進む。
【００６５】
５６０で、方法５００は、軌道移行運用が必要であるかどうか判定する。５６０で、軌道移行運用が必要である場合には、方法５００は、５７０で、３つの電力コントローラーの各々から電力を供給し、３つの電力コントローラーからの電力を４つのスラスターのそれぞれのスラスターへ同時に電力を送り、終了する。３つ以上のスラスターへ同時に電力を供給することにより、３つ以上のスラスターが同時にスラストを提供することになり、２つ以下のスラスターと比べて、軌道移行運用に利用可能な全体のスラストが増加する。５６０で、軌道移行運用が必要でない場合には、方法５００は終了する。
【００６６】
上記説明においては、「up」、「down」、「upper」、「lower」、「horizontal」、「vertical」、「left」、「right」、「over」、「under」などといった特定の用語が使用される場合がある。これらの用語は、該当する場合には、相対的関係を扱う際の何らかの記述の明確さを提供するために使用される。しかし、これらの用語は、絶対的な関係、位置、および／または向きを示すためのものではない。例えば、物体に関して、「upper（上）」面は、単にその物体を裏返すことによって、「lower（下）」面になりうる。それでもやはり、それは同じ物体である。さらに、「including」、「comprising」、「having」という用語、およびこれらの用語の変形は、特に明示しない限り、「including but not limited to（〜を含むがそれだけに限らない）」を意味する。項目の列挙型のリストは、特に明示しない限り、それらの項目のうちのいずれかまたは全部が相互排他的であり、かつ／または相互包括的であることを意味しない。「ａ」、「an」、および「the」という用語は、特に明示しない限り、「one or more（１つまたは複数）」も指す。さらに、「plurality（複数）」という用語は、「at least two（少なくとも２つ）」として定義することができる。
【００６７】
加えて、ある要素が別の要素に「coupled（結合されている）」本明細書における例は、直接結合および間接結合を含むことができる。直接結合は、ある要素が別の要素に結合されており、何らかの接触をしている状態として定義することができる。間接結合は、相互に直接接しておらず、結合された要素間に１つまたは複数のさらなる要素を有する２つの要素間の結合として定義することができる。さらに、本明細書で使用する場合、ある要素を別の要素に固定することは、直接固定することおよび間接的に固定することを含みうる。加えて、本明細書で使用する場合、「adjacent（隣接した）」は、必ずしも接触を表すとは限らない。例えば、ある要素は、別の要素と接触せずにその別の要素と隣接することができる。
【００６８】
本明細書で使用する場合、「at least one of（〜のうちの少なくとも１つ）」は、項目のリストと一緒に使用される場合、リストに記載された項目のうちの１つまたは複数の異なる組み合わせを使用することができ、リスト中の項目のうちの１つだけが必要とされる場合もあることを意味する。項目は、特定の物体、物事、またはカテゴリとすることができる。言い換えると、「at least one of」は、リストの中から項目の任意の組み合わせまたは任意の数の項目を使用することができるが、リスト中のすべての項目が必要とされるとは限らないことを意味する。例えば、「at least one of item A, item B, and item C（項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃのうちの少なくとも１つ）」は、項目Ａ；項目Ａおよび項目Ｂ；項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃ；または項目Ｂおよび項目Ｃを意味しうる。場合によっては、「at least one of item A, item B, and item C」は、例えば、それだけに限らないが、２つの項目Ａ、１つの項目Ｂ、および１０の項目Ｃ；４つの項目Ｂおよび７つの項目Ｃ；またはある他の適切な組み合わせを意味しうる。
【００６９】
特に指示しない限り、「first（第１の）」、「second（第２の）」などという用語は、本明細書においては、単にラベルとして使用され、これらの用語が指す項目に対して順序要件、位置要件、または階層要件を課すためのものではない。さらに、例えば、「second」項目という場合、それは、例えば、「first」もしくは下位の順位の項目、および／または、例えば、「third（第３の）」もしくは上位の順位の項目の存在を必要とするものでも、排除するものでもない。
【００７０】
本明細書に含まれる概略的流れ図は、一般に、論理的流れ図として示されている。よって、図示の順序および表示されるステップは、本方法の１つの実施形態を示すものである。機能、論理、または効果において、例示の方法の１つもしくは複数のステップ、またはステップの部分と等価である他のステップおよび方法も想起されうる。加えて、用いられる書式および記号は、本方法の論理ステップを説明するために示すものであり、本方法の範囲を限定するものではないことも理解される。流れ図においては様々なタイプの矢印および線が用いられうるが、それらの矢印および線は、対応する方法の範囲を限定するものではないことが理解される。実際、矢印やコネクタの中には、本方法の論理フローのみを示すのに使用されるものもある。例えば、矢印は、図示の方法の列挙されたステップ間の指定されない持続期間の待機期間またはモニタリング期間を指示することができる。加えて、特定の方法が行われる順序は、図示の対応するステップの順序に厳密に準拠してもよく、そうでなくてもよい。
【００７１】
システムコントローラー１４０の実施形態は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、字常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、またはソフトウェア態様とハードウェア態様とを組み合わせた実施形態の形を取ることができ、これらのすべてを、本明細書では一般に、「回路」、「モジュール」、または「システム」と呼びうる。さらに、実施形態は、以下でコードと呼ぶ、機械可読コード、コンピューター可読コード、および／またはプログラムコードを記憶した１つまたは複数のコンピューター可読記憶デバイスにおいて具体化されたプログラム製品の形を取ることができる。記憶デバイスは、有形であり、非一時的であり、かつ／または非伝送であるものとすることができる。記憶デバイスは、信号を具体化しないものでありうる。ある実施形態においては、記憶デバイスは、コードにアクセスするための信号を用いるにすぎない。
【００７２】
システムコントローラー１４０は、カスタムＶＬＳＩ回路またはゲートアレイ、論理チップ、トランジスタ、または他のディスクリートコンポーネントといった既製の半導体を含むハードウェア回路として実装することができる。また、システムコントローラー１４０は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブルアレイ論理、プログラマブル論理デバイスなどといったプログラマブル・ハードウェア・デバイスとして実装することもできる。
【００７３】
また、システムコントローラー１４０は、様々なタイプのプロセッサによって実行するためのコードおよび／またはソフトウェアとして実装することもできる。識別されるコードモジュールは、例えば、実行可能コードの１つまたは複数の物理ブロックまたは論理ブロックを含むことができ、実行可能コードの１つまたは複数の物理ブロックまたは論理ブロックは、例えば、オブジェクト、プロシージャ、または関数として編成することができる。とはいえ、識別されるモジュールの実行可能ファイルは、物理的に一緒に位置していなくてもよく、論理的に一緒に結合されると、モジュールを構成し、モジュールについての指定される目的を達成する、異なる位置に記憶された異なる命令を含むことができる。
【００７４】
実際、コードモジュールは、単一の命令とすることも、多数の命令とすることもでき、いくつかの異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラムの間で、いくつかのメモリデバイスにまたがって分散させることさえもできる。同様に、動作データも、本明細書では、モジュール内において識別し、例示することができ、任意の適切な形態で具体化し、任意の適切なタイプのデータ構造内で編成することができる。動作データは、単一のデータセットとして集約することもでき、異なるコンピューター可読記憶デバイス上を含む異なる位置にわたって分散させることもできる。モジュールまたはモジュールの部分がソフトウェアとして実装される場合、ソフトウェアの各部分は、１つまたは複数のコンピューター可読記憶デバイス上に記憶される。
【００７５】
１つまたは複数のコンピューター可読媒体の任意の組み合わせがシステムコントローラー１４０によって利用されうる。コンピューター可読媒体は、コンピューター可読記憶媒体とすることができる。コンピューター可読記憶媒体は、コードを記憶する記憶デバイスとすることができる。記憶デバイスは、例えば、それだけに限らないが、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、ホログラフィック、微小機械的、または半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいは以上の任意の適切な組み合わせとすることができる。
【００７６】
記憶デバイスのさらなる具体例（非網羅的リスト）には以下が含まれるはずである。１つまたは複数の配線を有する電気接続、ポータブル・コンピューター・ディスケット、ハードディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュメモリ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または以上の任意の適切な組み合わせ。本明細書のコンテキストにおいて、コンピューター可読記憶媒体は、命令実行システム、命令実行装置、もしくは命令実行デバイスによって、または命令実行システム、命令実行装置、もしくは命令実行デバイスと接続して使用するためのプログラムを含み、または記憶することができる任意の有形の媒体とすることができる。
【００７７】
実施形態の動作を実行するためのコードは、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などといったオブジェクト指向プログラミング言語、「Ｃ」プログラミング言語などといった従来の手続き型プログラミング言語、および／またはアセンブリ言語といった機械語を含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述することができる。コードは、完全にユーザのコンピューター上で実行することも、一部をユーザのコンピューター上で実行することも、独立型ソフトウェアパッケージとして実行することも、一部をユーザのコンピューター上で、一部をリモートのコンピューター上で実行することも、完全にリモートのコンピューターもしくはサーバ上で実行することもできる。最後のシナリオにおいて、リモートコンピューターは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピューターに接続することもでき、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを用いてインターネットを介して）外部コンピューターへの接続を行うこともできる。
【００７８】
さらに、本開示は、以下の各項目による実施形態を含む。
項目１．ビークルのためのスラストシステムであって、少なくとも３つの電力コントローラーと、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも１つから電力を受け取るように各々構成された少なくとも４つの電気スイッチと、少なくとも３つの電気スイッチのうちの少なくとも１つから電力を受け取るように各々構成された少なくとも３つのスラスターと、を含み、少なくとも４つの電気スイッチは、電力の供給を、少なくとも３つの電力コントローラーのうちのいずれかから少なくとも３つのスラスターのうちのいずれか１つへ切り換えるように動作する、スラストシステム。
【００７９】
項目２．スイッチは、各電力コントローラーが少なくとも３つのスラスターのそれぞれ１つに電力を供給する状態で、少なくとも３つの電力コントローラーからの電力が少なくとも３つのスラスターに同時に供給されることを可能にするように動作する、項目１のスラストシステム。
【００８０】
項目３．少なくとも３つの電力コントローラーのうちの１つが冗長電力コントローラーであり、第１のモードでは、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの第１の電力コントローラーが少なくとも３つのスラスターのうちの第１のスラスターに電力を供給し、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの第２の電力コントローラーが少なくとも３つのスラスターのうちの第２のスラスターに電力を供給し、冗長電力コントローラーは、第１のスラスターにも第２のスラスターにも電力を供給せず、第２のモードでは、第１の電力コントローラーおよび第２の電力コントローラーの一方が第１のスラスターおよび第２のスラスターにそれぞれ電力を供給せず、冗長電力コントローラーは、第１の電力コントローラーおよび第２の電力コントローラーの一方に電力を供給する、項目１のスラストシステム。
【００８１】
項目４．各電力コントローラーは第１の電力出力および第２の電力出力を含み、各電気スイッチは、第１の電力入力、第２の電力入力、ならびに第１の電力出力および第２の電力出力のうちの少なくとも１つを含み、第１の電力コントローラーの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合され、かつ第１の電力コントローラーの第２の電力出力は、第２の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第２の電力コントローラーの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合され、かつ第２の電力コントローラーの第２の電力出力は、第４の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第３の電力コントローラーの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合され、かつ第３の電力コントローラーの第２の電力出力は、第２の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されている、項目１のスラストシステム。
【００８２】
項目５．第２の電気スイッチの第１の電力出力は、第４の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第３の電気スイッチの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第１の電気スイッチの第１の電力出力は、第１のスラスターに電気的に結合されており、第１の電気スイッチの第２の電力出力は、第２のスラスターに電気的に結合されており、第４の電気スイッチの第１の電力出力は、第３のスラスターに電気的に結合されており、第４の電気スイッチの第２の電力出力は、第４のスラスターに電気的に結合されている、項目４のスラストシステム。
【００８３】
項目６．第１の電気スイッチは、（ｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、第２の電気スイッチは、（ｉ）第２の電気スイッチの第１の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第２の電気スイッチの第２の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、第３の電気スイッチは、（ｉ）第３の電気スイッチの第１の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第３の電気スイッチの第２の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、第４の電気スイッチは、（ｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である、項目５のスラストシステム。
【００８４】
項目７．スイッチは、第１、第２、および第３の電力コントローラーの第１の電力出力が、第１および第２のスラスターにのみ電力を供給し、第１、第２、および第３の電力コントローラーの第２の電力出力が、第３および第４のスラスターにのみ電力を供給するように構成されている、項目５のスラストシステム。
【００８５】
項目８．４つの電力コントローラーと４つのスラスターとを含む、項目１のスラストシステム。
【００８６】
項目９．少なくとも４つの電気スイッチは、電力の供給を、４つの電力コントローラーのうちのいずれかから４つのスラスターのうちのいずれか１つへ切り換えるように動作する、項目８のスラストシステム。
【００８７】
項目１０．スイッチは、各電力コントローラーが４つのスラスターのそれぞれに電力を供給する状態で、４つの電力コントローラーからの電力が４つのスラスターに同時に供給されることを可能にするように動作する、項目８のスラストシステム。
【００８８】
項目１１．各電力コントローラーは第１の電力出力を含み、各電気スイッチは、第１の電力入力、第２の電力入力、第１の電力出力および第２の電力出力を含み、第１の電力コントローラーの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第２の電力コントローラーの第１の電力出力は、第１の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第３の電力コントローラーの第１の電力出力は、第２の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第４の電力コントローラーの第１の電力出力は、第２の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されている、項目８のスラストシステム。
【００８９】
項目１２．第１の電気スイッチの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第１の電気スイッチの第２の電力出力は、第４の電気スイッチの第１の電力入力に電気的に結合されており、第２の電気スイッチの第１の電力出力は、第３の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第２の電気スイッチの第２の電力出力は、第４の電気スイッチの第２の電力入力に電気的に結合されており、第３の電気スイッチの第１の電力出力は、第１のスラスターに電気的に結合されており、第３の電気スイッチの第２の電力出力は、第２のスラスターに電気的に結合されており、第４の電気スイッチの第１の電力出力は、第３のスラスターに電気的に結合されており、第４の電気スイッチの第２の電力出力は、第４のスラスターに電気的に結合されている、項目１１のスラストシステム。
【００９０】
項目１３．第１の電気スイッチは、（ｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第１の電気スイッチの第１の電力入力から第１の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第１の電気スイッチの第２の電力入力から第１の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、第２の電気スイッチは、（ｉ）第２の電気スイッチの第１の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第２の電気スイッチの第２の電力入力から第２の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第２の電気スイッチの第１の電力入力から第２の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第２の電気スイッチの第２の電力入力から第２の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、第３の電気スイッチは、（ｉ）第３の電気スイッチの第１の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第３の電気スイッチの第２の電力入力から第３の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第３の電気スイッチの第１の電力入力から第３の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第３の電気スイッチの第２の電力入力から第３の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能であり、第４の電気スイッチは、（ｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送るか、または（ｉｉ）第４の電気スイッチの第１の電力入力から第４の電気スイッチの第２の電力出力へ電力を送り、第４の電気スイッチの第２の電力入力から第４の電気スイッチの第１の電力出力へ電力を送るように作動可能である、項目１２のスラストシステム。
【００９１】
項目１４．３つのスラスターの各々がイオン推進スラスターである、項目１のスラストシステム。
【００９２】
項目１５．３つのスラスターの各々が最大スラスト出力に使用可能とされる、項目１のスラストシステム。
【００９３】
項目１６．少なくとも４つの電気スイッチは、少なくとも３つの電力コントローラーの各々が、一度に、少なくとも３つのスラスターのうちの１つのみに電力を供給するように構成されている、項目１のスラストシステム。
【００９４】
項目１７．ビークルのためのスラストシステムであって、少なくとも３つの電力コントローラーと、電力コントローラーのうちの少なくとも１つから受電する少なくとも４つの電気スイッチと、電気スイッチのうちの１つから各々受電する少なくとも４つのスラスターと、電力コントローラーから４つのスラスターへの電力供給を制御するために電力コントローラーおよびスラスターに動作可能に結合されたシステムコントローラーと、を含み、第１のモードでは、システムコントローラーは、３つ未満の電力コントローラーから４つのスラスターの各々に非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作し、第２のモードでは、システムコントローラーは、３つの電力コントローラーのそれぞれから４つのスラスターのうちの３つの各々に同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作する、スラストシステム。
【００９５】
項目１８．第３のモードでは、システムコントローラーは、３つ未満の電力コントローラーから４つのスラスターの各々に非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作し、第３のモードでスラスターに電力を供給する電力コントローラーのうちの１つは、第１のモードではスラスターに電力を供給しない、項目１７のスラストシステム。
【００９６】
項目１９．ビークルは衛星を含む、項目１７のスラストシステム。
【００９７】
項目２０．ビークルのためのスラストシステムであって、少なくとも４つの電力コントローラーと、電力コントローラーのうちの少なくとも１つから受電する少なくとも４つの電気スイッチと、電気スイッチのうちの１つから各々受電する少なくとも４つのスラスターと、電力コントローラーからスラスターへの電力供給を制御するために電気スイッチおよびスラスターに動作可能に結合されたシステムコントローラーと、を含み、第１のモードでは、システムコントローラーは、４つ未満の電力コントローラーから４つのスラスターの各々へ非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作し、第２のモードでは、システムコントローラーは、４つの電力コントローラーのそれぞれから４つのスラスターの各々に同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作する、スラストシステム。
【００９８】
項目２１．第３のモードでは、システムコントローラーは、４つの電力コントローラーの各々の専用の電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターの各々に非同時に電力を供給するように電気スイッチおよびスラスターを操作する、項目２０のスラストシステム。
【００９９】
項目２２．ビークルのためのスラストを提供するための方法であって、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーから電力を供給するステップと、少なくとも３つの電気スイッチを介して少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送るステップと、を含む方法。
【０１００】
項目２３．３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第２の電力コントローラーが電力を供給せず、方法は、３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第１の電力コントローラーからの電力の供給を停止するステップと、少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第２の電力コントローラーから電力を供給するステップと、少なくとも３つの電気スイッチを介して少なくとも３つの電力コントローラーのうちの少なくとも第２の電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターのうちのいずれかへ電力を送るステップと、をさらに含む、項目２２の方法。
【０１０１】
項目２４．少なくとも３つの電力コントローラーの各々から電力を供給するステップと、少なくとも３つの電力コントローラーから少なくとも４つのスラスターのうちの各３つのスラスターのそれぞれ１つへ同時に電力を送るステップと、をさらに含む、項目２２の方法。
【０１０２】
項目２５．ビークルは衛星であり、少なくとも３つの電力コントローラーの各々からの電力が供給され、少なくとも３つの電力コントローラーからの電力が、衛星の移行軌道運用時に、少なくとも４つのスラスターのうちの各３つのスラスターのそれぞれ１つへ同時に送られる、項目２４の方法。
【０１０３】
本発明の主題は、本発明の趣旨または基本的特性を逸脱することなく、他の特定の形態として具体化することができる。記載した実施形態は、あらゆる点において、限定ではなく例示としてのみ考慮すべきである。特許請求の範囲と均等な意味および範囲内に含まれるあらゆる変更は、特許請求の範囲内に包含すべきものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  ビークル
１００，２００，３００，４００  スラストシステム
１１０  電力コントローラー
１２０，２４０，２９０  スイッチ
１３０  スラスター
１４０  システムコントローラー
２２０  第１の電力入力
２３０  第２の電力入力
２４０Ａ  第１のスイッチ
２４０Ｂ  第２のスイッチ
２４０Ｃ  第３のスイッチ
２４０Ｄ  第４のスイッチ
２５０  第１のスラスト出力
２６０  第２のスラスト出力
２７０Ａ  第１の電気回路
２７０Ｂ  第２の電気回路
２８０Ａ  第３の電気回路
２８０Ｂ  第４の電気回路
２９０Ａ  第３のスイッチ
２９０Ｂ  第４のスイッチ
３１０Ａ  第１の電力コントローラー
３１０Ｂ  第２の電力コントローラー
３１０Ｃ  第３の電力コントローラー
３１０Ｄ  第４の電力コントローラー
３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ，３２０Ｄ  第１の出力端子
３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｃ，３２２Ｄ  第２の出力端子
３４０Ａ，３４０Ｂ，３４０Ｃ，３４０Ｄ  第１の入力端子
３４２Ａ，３４２Ｂ，３４２Ｃ，３４２Ｄ  第２の入力端子
３４４Ａ，３４４Ｂ，３４４Ｃ，３４４Ｄ  第１の出力端子
３４６Ａ，３４６Ｂ，３４６Ｃ，３４６Ｄ  第２の出力端子
３５０Ａ  第１のスラスター
３５０Ｂ  第２のスラスター
３５０Ｃ  第３のスラスター
３５０Ｄ  第４のスラスター
３５２Ａ，３５２Ｂ，３５２Ｃ，３５２Ｄ  第１の入力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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