(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対地同期軌道（ＧＥＯ）宇宙機の並列デュアルロンチ機構であって、
デュアルロンチアダプタと、
第１のコアシリンダ構造と、
第２のコアシリンダ構造と、
前記第１のコアシリンダ構造によって前記デュアルロンチアダプタ上に搭載され、第１のアスペクト比を有して、第１の側に搭載された第１のペイロードコンポーネント及び第２の側に搭載された第２のペイロードコンポーネントを備え、前記第２の側が前記第１の側に対向している第１の宇宙機と、
前記第２のコアシリンダ構造によって前記デュアルロンチアダプタ上に搭載され、前記第１の宇宙機と共に前記デュアルロンチアダプタ上で並列に配置され、第２のアスペクト比を有して、第１の側及び第２の側を備え、前記第１の側に搭載された第３のペイロードコンポーネントを備える第２の宇宙機と、を備え、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比の各々が０．５５から０．８までの範囲内であり、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比の各々が、第１の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズと第２の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズとの比であり、前記第１及び第２の横方向寸法が相互に垂直であると共に前記対応する宇宙機の高さに対して垂直である、並列デュアルロンチ機構。
【請求項２】
前記第１の宇宙機の前記第１の側及び前記第２の側が相互に対称であり、
前記第２の宇宙機の前記第１の側及び前記第２の側が相互に対称である、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項３】
前記第１の宇宙機の前記第１の側及び前記第２の側が同一のサイズを有する、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項４】
前記第１のペイロードコンポーネントが、２ｍから５ｍまでの範囲内の直径を有するリフレクタを備える、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項５】
前記第１のペイロードコンポーネントが第１のリフレクタを備え、前記第２のペイロードコンポーネントが第２のリフレクタを備え、前記第１のリフレクタ及び前記第２のリフレクタが同一の直径を有する、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項６】
前記第１及び第２の宇宙機の少なくとも一方の高さが３ｍから６ｍまでの範囲内である、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項７】
前記第１及び第２の宇宙機の少なくとも一方の乾燥質量が１，０００ｋｇから３，５００ｋｇまでの範囲内である、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項８】
前記第１の宇宙機及び前記第２の宇宙機の各々又はいずれかのアースデッキ上に搭載された少なくとも１つのペイロードコンポーネントを更に備える、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項９】
前記少なくとも１つのペイロードコンポーネントが１．３ｍから１．８ｍまでの範囲内の直径を有するリフレクタを備える、請求項８に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１０】
前記第１の宇宙機の第１の横方向寸法及び第２の横方向寸法の各々が前記第１のコアシリンダ構造の直径よりも大きく、
前記第２の宇宙機の第１の横方向寸法及び第２の横方向寸法の各々が前記第２のコアシリンダ構造の直径よりも大きい、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１１】
前記第１のコアシリンダ構造が１．１７ｍから１．２７ｍまでの範囲内の直径を有する、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１２】
前記デュアルロンチアダプタが前記第１及び第２の宇宙機よりも下方に位置し、
前記デュアルロンチアダプタが前記第１及び第２の宇宙機の間に配置されず、
前記第１のコアシリンダ構造が前記第１の宇宙機によって封入され、
前記第２のコアシリンダ構造が前記第２の宇宙機によって封入されている、請求項１１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１３】
前記デュアルロンチアダプタが、
展開の前に前記第１及び第２の宇宙機の少なくとも一方を傾斜させ、
前記少なくとも１つの傾斜させた宇宙機を、前記デュアルロンチアダプタにより画定される面に対してある角度で切り離すように構成されている、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１４】
前記デュアルロンチアダプタが、機構全体の質量中心を調整するために平衡質量を追加するように構成されている、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１５】
前記デュアルロンチアダプタが、機構全体の質量中心を調整するために前記第１の宇宙機及び前記第２の宇宙機の一方又は双方の横方向位置を調整するように構成されている、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１６】
前記第１及び第２の宇宙機の少なくとも一方又は双方が、機構全体の質量中心を調整するために、推進剤タンク容量を確保して各宇宙機の湿質量の増大を可能とするように構成されている、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１７】
前記第１及び第２の宇宙機は、各宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が相互に同一である、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１８】
前記第１及び第２の宇宙機は、各宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が相互に同一ではない、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項１９】
前記第１の宇宙機及び前記第２の宇宙機をカプセル化するフェアリングを更に備える、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項２０】
前記第２の宇宙機が該第２の宇宙機の前記第２の側に搭載された第４のペイロードコンポーネントを備え、前記第２の宇宙機の前記第２の側が該第２の宇宙機の前記第１の側に対向し、
前記第１の宇宙機の第３の側に搭載された第１のソーラーアレイと、
前記第１の宇宙機の第４の側に搭載され、前記第１の宇宙機の第４の側が前記第１の宇宙機の第３の側に対向している、第２のソーラーアレイと、
前記第２の宇宙機の第３の側に搭載された第３のソーラーアレイと、
前記第２の宇宙機の第４の側に搭載され、前記第２の宇宙機の第４の側が前記第２の宇宙機の第３の側に対向している、第４のソーラーアレイと、を備え、
前記第１のペイロードコンポーネントが第１のリフレクタを備え、前記第２のペイロードコンポーネントが第２のリフレクタを備え、前記第３のペイロードコンポーネントが第３のリフレクタを備え、前記第４のペイロードコンポーネントが第４のリフレクタを備え、
前記第１の宇宙機の第１の側が前記第２の宇宙機の第１の側に面している、請求項１に記載の並列デュアルロンチ機構。
【請求項２１】
対地同期軌道（ＧＥＯ）宇宙機の並列デュアルロンチ機構であって、
デュアルロンチアダプタと、
前記デュアルロンチアダプタ上に搭載され、第１のアスペクト比を有する第１の宇宙機と、
前記デュアルロンチアダプタ上に搭載され、前記第１の宇宙機と共に前記デュアルロンチアダプタ上で並列に配置され、第２のアスペクト比を有する第２の宇宙機と、を備え、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比の各々が０．５５から０．８までの範囲内であり、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比の各々が、第１の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズと第２の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズとの比であり、前記第１及び第２の横方向寸法が相互に垂直であると共に前記対応する宇宙機の高さに対して垂直である、並列デュアルロンチ機構。
【請求項２２】
対地同期軌道（ＧＥＯ）宇宙機の並列デュアルロンチ機構であって、
フェアリングと、
第１のアスペクト比を有して、第１の側を備え、前記第１の側に取り付けられた第１のペイロードコンポーネントを備える第１の宇宙機と、
第２のアスペクト比を有して、第１の側を備える第２の宇宙機と、を備え、
前記第１の宇宙機及び前記第２の宇宙機が前記フェアリング内で並列に配置され、
前記第１の宇宙機の第１の側が前記第２の宇宙機の第１の側に面し、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比の各々が０．５５から０．８までの範囲内であり、
前記第１のアスペクト比及び前記第２のアスペクト比の各々が、第１の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズと第２の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズとの比であり、前記第１及び第２の横方向寸法が相互に垂直であると共に前記対応する宇宙機の高さに対して垂直である、並列デュアルロンチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は、米国特許法第１１９条のもとで、２０１３年７月２４日に出願された米国仮特許出願第６１／８５８，０８０号に基づく優先権の利益を主張する。この出願は引用によりその全体が本願にも含まれるものとする。
【０００２】
本開示は、一般にデュアルロンチ機構に関し、具体的には、例えばペイロードコンパチビリティを改善した並列デュアルロンチ機構（ｓｉｄｅ−ｂｙ−ｓｉｄｅ  ｄｕａｌ−ｌａｕｎｃｈ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）に関する。
【背景技術】
【０００３】
対地同期軌道（ＧＥＯ：Ｇｅｏ−ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｅａｒｔｈ−Ｏｒｂｉｔ）宇宙機のオペレータは一般的に、宇宙機ペイロード性能を最大限にすると共に打ち上げコストを最小限に抑えることを望んでいる。打ち上げコストを抑えるための１つの方法は、単一のブースターで多数の宇宙機を打ち上げることである。ＧＥＯ宇宙機向けの既存のデュアルロンチ方法は、垂直に積層した宇宙機構成を用い、個々の宇宙機のサイズ及び収容可能なペイロードの種類が制約を受ける。この制約には、各宇宙機上のアンテナの開口サイズ及び焦点距離、各宇宙機上のアンテナの数、及び地球観測計器のような他の種類のペイロードを収容する能力が含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１Ａはアリアン５のデュアルロンチ機構を示し、これは、ＳＹＬＤＡ５ペイロードディスペンサを用いて、フェアリングボリュームを２つのセグメントすなわち下方位置と上方位置に分割している。図１Ｂは、アリアン５のデュアルロンチ機構で配置された２つの宇宙機を示す。ＳＹＬＤＡ５は下部の宇宙機１０５をカプセル化し、上部の宇宙機１１０に構造的な支持を与える。ＳＹＬＤＡ５は概して重量があり費用も高い。質量増大のため、ペイロードに利用できるリフト能力が制限される。２つの宇宙機を一緒に打ち上げ可能であるにもかかわらず、アリアン５の打ち上げは費用が比較的高い。下方位置又は上方位置のいずれかで２つのＧＥＯ通信宇宙機を打ち上げることによって、アリアン５が単一の打ち上げで３つ又は４つの宇宙機を積載することを可能とするための効率的な方法が求められている。
【０００５】
一般に、アリアン５は積層構成でデュアルロンチを容易に行うためにＳＹＬＤＡを用いるので、効率が低くコストが高い。この非効率性から、例えばファルコン９及びプロトンの積層デュアルロンチによって示されるような、下部の宇宙機に上部の宇宙機を直接取り付ける積層構成が生まれた。下部の宇宙機に直接上部の宇宙機を取り付けることで、ＳＹＬＤＡの必要性をなくすことができる。繰り返すが、ＳＹＬＤＡは重量があり費用が高く、ＳＹＬＤＡによる質量増大のためにＧＥＯ遷移軌道への打ち上げロケット（ｌａｕｎｃｈ  ｖｅｈｉｃｌｅ）のペイロードリフト能力が低減する。
【０００６】
表１は、異なるＳＹＬＤＡ５の種類と、これら異なるＳＹＬＤＡ５の種類について図１Ａに記した対応する高さＨ１、Ｈ２、及びＨ３の値を示す。
【０００７】
【表１】
0006419180.tif 000002
【０００８】
ファルコン９における中クラスのＧＥＯ宇宙機向けの積層デュアルロンチ構成が提供されている。この場合、下部宇宙機のアースデッキ上のアダプタに上部宇宙機が搭載される。図２Ａは、２つの積層された宇宙機２０５及び２１０を積載するファルコン９の積層デュアルロンチ構成の断面図を示す。図２Ａの代表的な積層デュアルロンチの宇宙機設計の特徴を表２及び表３に示す。
【０００９】
【表２】
0006419180.tif 000003
【００１０】
【表３】
0006419180.tif 000004
【００１１】
図２Ｂは、２つの積層された宇宙機２５５及び２６０を積載するプロトンＭデュアルロンチ構成の断面図を示す。この積層構成は図２Ａを参照して示したものと同様である。
【００１２】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、及び図２Ｂの各々では、宇宙機が垂直に積層されているので各宇宙機の高さが著しい制約を受ける。この高さの制約により、各宇宙機で利用可能なアンテナの開口サイズ及び焦点距離が制限される。これは、ペイロード性能要件を満足させるために開口が大きく焦点距離が長いアンテナが必要である場合、大きな欠点である。
【００１３】
更に、下方位置の宇宙機は、アースデッキ搭載アンテナ又は地球観測計器のような他の種類のペイロードを備えることができないので、一般に宇宙機の商業的価値が低くなる。実際、これらの制限により、宇宙機を所与のミッション向けに構成することや、積層デュアルロンチを実行するのに必要な同時搭乗物（ｃｏ−ｐａｓｓｅｎｇｅｒｓ）を見つけることが難しくなり得る。
【００１４】
それぞれ図２Ａ及び図２Ｂに示すファルコン９及びプロトンＭ５ｍのフェアリングでは、双方の打ち上げロケットにコンパチブルな積層打ち上げ宇宙機の最大高さは約３．５ｍまでに制限され得る。これはファルコン９を参照した表３にも記載されている。宇宙機は東側及び西側（側方搭載）オフセットアンテナのための計測構造として機能するので、これらのアンテナの焦点距離は一般的に宇宙機の高さによって制限される。屈曲光学系アンテナ（例えばグレゴリオ設計）を用いて、焦点距離を長くすることが可能な場合がある。しかしながら、屈曲光学系アンテナはサブリフレクタ及び追加の展開機構が必要であるため、コストが高くなる。
【００１５】
一例として、ｆナンバとも称される焦点距離対口径比（Ｆ／Ｄ）が１．４であると仮定すると、３．５ｍの宇宙機上に収容可能なアンテナの最大開口サイズは約２．５ｍである。しかしながら、スポットビームミッションでは、例えば３ｍから５ｍの開口サイズのようなもっと大きい開口サイズを必要とすることがあり、この場合は最大７ｍの焦点距離が要求され得る。ＳＹＬＤＡ＋１５００ｍｍ（表１を参照のこと）を用いるアリアン５の上方位置では、積層デュアルロンチの宇宙機高は更に約２．６ｍまでに制限される。この場合、収容可能な最大開口サイズは約１．８ｍである。アリアン５の下方位置では、短いフェアリングのためにＧＥＯ通信宇宙機の積層構成が非現実的となる可能性がある。
【００１６】
図３Ａは、並列デュアルロンチ構成の２つのガリレオ宇宙機３０５及び３１０の垂直断面図を示す。図３Ｂは、並列デュアルロンチ構成の２つのガリレオ宇宙機３０５及び３１０の水平断面図を示す。２つのガリレオ宇宙機３０５及び３１０は、例えば４ｍソユーズフェアリングとすることができる。中型の軌道（ＭＥＯ：Ｍｅｄｉｕｍ  Ｅａｒｔｈ−Ｏｒｂｉｔ）ナビゲーション宇宙機であるガリレオ宇宙機は、一般に小型宇宙機に分類することができる。ガリレオ宇宙機の例示的な寸法は、横方向の寸法が約１．１ｍ（ｙ軸）及び１．２ｍ（ｚ軸）、高さが２．７ｍである。従ってアスペクト比は０．９２である。デュアルロンチ構成は、２つの宇宙機の間に挟まれたカスタムデュアルロンチアダプタ３１５を含む。２つの宇宙機３０５及び３１０の間にカスタムデュアルロンチアダプタ３１５が搭載されているので、宇宙機３０５及び３１０はアンテナ等のペイロードコンポーネントを両側に収容することができない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
主題の技術のいくつかの態様において、対地同期軌道（ＧＥＯ）宇宙機の並列デュアルロンチ機構を提供する。この機構は第１の宇宙機及び第２の宇宙機を含むことができ、第１の宇宙機は第１のアスペクト比を有し、第２の宇宙機は第２のアスペクト比を有し、アスペクト比は、第１の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズと第２の横方向寸法に沿った対応する宇宙機のサイズとの比とすればよい。第１及び第２の横方向寸法は相互に垂直であると共に対応する宇宙機の高さに対して垂直である。第１のアスペクト比及び第２のアスペクト比の各々は０．５５から０．８までの範囲内とすることができる。この機構は更に、デュアルロンチアダプタと、第１のコアシリンダ構造と、第２のコアシリンダ構造と、を含むことができる。第１の宇宙機は、第１のコアシリンダ構造によってデュアルロンチアダプタ上に搭載することができ、第２の宇宙機は、第２のコアシリンダ構造によってデュアルロンチアダプタ上に搭載することができ、第１の宇宙機及び第２の宇宙機は並列に配置される。第１の宇宙機は、この第１の宇宙機の第１の側に搭載された第１のペイロードコンポーネントと、第１の宇宙機の第２の側に搭載された第２のペイロードコンポーネントと、を含むことができ、第２の側は第１の側に対向している。第２の宇宙機は、この第２の宇宙機の第１の側に搭載された第３のペイロードコンポーネントと、第２の宇宙機の第２の側に搭載された第４のペイロードコンポーネントと、を含むことができ、第２の側は第１の側に対向する場合がある。
【００１８】
前述の一般的な記載及び以下の詳細な説明は双方とも例示的及び説明的なものであり、特許請求されるような主題の技術の更なる説明を与えるように意図されていることは理解されよう。また、主題の技術の範囲から逸脱することなく他の態様を利用可能であること及び変更を加え得ることも理解されよう。
【００１９】
本明細書の更なる理解を与えるために含まれ、本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、開示する実施形態を例示し、記載と共に、開示する実施形態の原理を説明するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】ＳＹＬＤＡ５ペイロードディスペンサを用いたアリアン５デュアルロンチ構成を示す。
【図１Ｂ】アリアン５デュアルロンチ構成で配置された２つの宇宙機を示す。
【図２Ａ】ファルコン９デュアルロンチ構成の断面図を示す。
【図２Ｂ】プロトンＭデュアルロンチ構成の断面図を示す。
【図３Ａ】並列デュアルロンチ構成の２つのガリレオ宇宙機の垂直断面図を示す。
【図３Ｂ】並列デュアルロンチ構成の２つのガリレオ宇宙機の水平断面図を示す。
【図４Ａ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成（ｓｔｏｗｅｄ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）のＧＥＯ宇宙機の側面図を示す。
【図４Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成のＧＥＯ宇宙機の正面図を示す。
【図４Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成のＧＥＯ宇宙機の上面図を示す。
【図５】ファルコン９フェアリングの垂直断面図であり、フェアリング内に本開示のいくつかの態様に従った例示的な並列打ち上げ構成を示す。
【図６】プロトンＭ５ｍのフェアリングの垂直断面図であり、フェアリング内に本開示のいくつかの態様に従った例示的な並列打ち上げ構成を示す。
【図７】本開示のいくつかの態様に従った、プロトンＭ５ｍのフェアリング内の例示的な並列打ち上げ構成を示す水平断面図である。
【図８Ａ】ホール電流スラスタ推進システムを備えた例示的なＧＥＯ衛星の標準サイズのコアシリンダ構造を示す。
【図８Ｂ】図８Ａに示した標準サイズのコアシリンダ構造を利用するＧＥＯ宇宙機の構造的要素を示す。
【図９Ａ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成のＧＥＯ宇宙機の図を示す。
【図９Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成のＧＥＯ宇宙機の図を示す。
【図９Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った、図９Ａ及び図９ＢのＧＥＯ宇宙機の展開構成の上面図を示す。
【図９Ｄ】本開示のいくつかの態様に従った、図９Ａ及び図９ＢのＧＥＯ宇宙機の展開構成の斜視図を示す。
【図１０Ａ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成の例示的なＧＥＯ宇宙機を示す。
【図１０Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った、フェアリング内に収納された図１０ＡのＧＥＯ宇宙機を２つ示す。
【図１０Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った、展開構成の例示的なＧＥＯ宇宙機の上面図を示す。
【図１０Ｄ】本開示のいくつかの態様に従った、展開構成の例示的なＧＥＯ宇宙機の斜視図を示す。
【図１１Ａ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成の例示的なＧＥＯ宇宙機の斜視図を示す。
【図１１Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った、図１１ＡのＧＥＯ宇宙機の展開構成の上面図を示す。
【図１１Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った、図１１ＡのＧＥＯ宇宙機の展開構成の斜視図を示す。
【図１２Ａ】本開示のいくつかの態様に従った、並列打ち上げ構成のＧＥＯ衛星の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。
【図１２Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った、並列打ち上げ構成のＧＥＯ衛星の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。
【図１２Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った、並列打ち上げ構成のＧＥＯ衛星の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。
【図１３Ａ】本開示のいくつかの態様に従った、２つのＧＥＯ宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が同一でない場合の並列デュアルロンチ構成の垂直断面図を示す。
【図１３Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った、２つのＧＥＯ宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が同一でない場合の並列デュアルロンチ構成の斜視図を示す。
【図１３Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った、２つのＧＥＯ宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が同一でない場合の並列デュアルロンチ構成の水平断面図を示す。
【図１４Ａ】本開示のいくつかの態様に従った、２つのＧＥＯ宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が同一でない場合の並列打ち上げ構成のＧＥＯ衛星の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。
【図１４Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った、２つのＧＥＯ宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が同一でない場合の並列打ち上げ構成のＧＥＯ衛星の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。
【図１４Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った、２つのＧＥＯ宇宙機の構成、その構成部材のサイズ及び／又は各宇宙機の質量が同一でない場合の並列打ち上げ構成のＧＥＯ衛星の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。
【図１５】本開示のいくつかの態様に従った、デュアルロンチミッション性能を提示するグラフを示す。
【図１６Ａ】本開示のいくつかの態様に従った並列デュアルロンチ構成の斜視図である。
【図１６Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成の例示的な宇宙機の第１の側を示す。
【図１６Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成の例示的な宇宙機の第２の側を示す。
【図１６Ｄ】本開示のいくつかの態様に従った、図１６Ｂ及び図１６Ｃの宇宙機の展開構成の上面図を示す。
【図１６Ｅ】本開示のいくつかの態様に従った、図１６Ｂ及び図１６Ｃの宇宙機の展開構成の斜視図を示す。
【図１７Ａ】本開示のいくつかの態様に従った、第１の宇宙機及び第２の宇宙機を含む並列デュアルロンチ構成の斜視図を示す。
【図１７Ｂ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成の宇宙機の第１の側を示す。
【図１７Ｃ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成の第１の宇宙機の第２の側を示す。
【図１７Ｄ】本開示のいくつかの態様に従った収納構成の第２の宇宙機の第２の側を示す。
【図１７Ｅ】本開示のいくつかの態様に従った、展開構成の第１の宇宙機の上面図を示す。
【図１７Ｆ】本開示のいくつかの態様に従った、展開構成の第１の宇宙機の斜視図を示す。
【図１７Ｇ】宇宙機の例示的な寸法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示は一般に、幅広い範囲のアンテナサイズ及び幾何学的形状、及び／又は地球観測計器のような他の種類のペイロードコンポーネントを収容することができる、並列デュアルロンチ構成及び低アスペクト比の宇宙機設計に関する。１つ以上の実施において、宇宙機のアスペクト比とは、宇宙機の第１の横方向寸法の第２の横方向寸法に対する比のことである。１つ以上の実施において、宇宙機のアスペクト比とは、宇宙機のバスの第１の横方向の寸法の第２の横方向の寸法に対する比のことである。
【００２２】
１つ以上の実施において、ペイロード機器又は複数のペイロードと称することもあるペイロードコンポーネントは、アンテナ（例えばリフレクタ及びフィード）、地球観測計器、宇宙天候計測器、リモートセンシング計器（例えばサウンダ、イメージャ）等を含むことができる。ペイロードコンポーネントは様々なサイズ及び幾何学的形状のものであり得る（例えば小型ホーンアンテナ、大型リフレクタを有するアンテナ、フェーズドアレイアンテナ、直接放射アレイアンテナ、フィード及びリフレクタ一体型アセンブリ等）。１つ以上の実施において、アンテナは、限定ではないが一例として少なくとも１つのリフレクタ及び少なくとも１つのフィードを含むアンテナシステム全体である場合がある。１つ以上の態様において、アンテナはアンテナシステムの１つのコンポーネント（例えばリフレクタ）を指すことがある。ペイロードコンポーネントは、北／南パネル、東／西パネルの１つ以上、及び他のパネル（例えば内部棚、アースデッキ等）に搭載することができる。
【００２３】
開示するシステムは、打ち上げロケットフェアリング内に２つの宇宙機が並列に配置された体積効率の高いデュアルロンチ構成を提供する。２つの宇宙機は、標準的な打ち上げロケットインタフェースに取り付けることができるアダプタシステム上に搭載される。この並列型のコンパチブル宇宙機設計は、標準的なＧＥＯ宇宙機設計よりも断面アスペクト比が小さいが、高さは標準的なＧＥＯ宇宙機設計と同様であり得る。従って宇宙機は、ペイロード性能要件を満足させる必要性に応じて、開口が大きく焦点距離が長いアンテナを収容するように設計することができる。このような宇宙機は、宇宙機の各側に多数のアンテナ又は他の展開可能ペイロードを収容するように構成することも可能である。開示する宇宙機は、標準サイズのコアシリンダ構造（直径が約１１９４ｍｍ）を利用し、軌道遷移及びステーションキーピングのためのキセノン推進システムを含み得る標準的な推進構成を利用することができる。ＧＥＯ適用例を参照して検討を行うが、本開示の１つ以上の実施に従って、長楕円軌道（ＨＥＯ：Ｈｉｇｈｌｙ  Ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ  Ｏｒｂｉｔ）適用又は中型の軌道（ＭＥＯ）適用も実現可能である。
【００２４】
以下に記載する詳細な説明は、主題の技術の様々な構成の説明として意図するものであり、主題の技術を実施することができる構成のみを表現することは意図していない。本明細書に添付図面が組み込まれて詳細な説明の一部を構成する。詳細な説明は、主題の技術の完全な理解を得る目的のために具体的な詳細事項を含む。しかしながら、これらの具体的な詳細事項なしで主題の技術を実施可能であることは当業者には明らかであろう。いくつかの例では、主題の技術の概念を曖昧にするのを避けるため、周知の構造及びコンポーネントについてはブロック図の形態に示していない。理解を容易にするため、同様のコンポーネントは同一の要素番号を用いて表示する。「ｅｘａｍｐｌｅ（例、例示的な）」という言葉は、名詞として用いることもあり、形容詞として用いることもある。
【００２５】
図４Ａから図４Ｃは、本開示のいくつかの態様に従った、収納構成のＧＥＯ宇宙機４００の側面図、正面図、及び上面図をそれぞれ示す。ＧＥＯ宇宙機４００は、並列構成に位置決めされた２つの宇宙機の一方として利用可能である。１つ以上の実施において、検討の目的のため、図４Ａに表示するように、ｘ軸は長手方向の軸（軌道上ヨー）であり、ｙ軸及びｚ軸は横方向の軸（軌道上ロール及びピッチ）である。
【００２６】
ＧＥＯ宇宙機４００はコアシリンダ構造４０５を含む。例えばコアシリンダ構造４０５は標準サイズのコアシリンダ構造とすることができる（例えば１１９４ｍｍコアシリンダ構造）。また、ＧＥＯ宇宙機４００は、ＧＥＯ宇宙機４００の第１の側（例えば東側）に搭載された第１の側方搭載アンテナ４１０と、ＧＥＯ宇宙機４００の第２の側（例えば西側）に搭載された第２の側方搭載アンテナ４１５と、を含む。ここで、第２の側は第１の側に対向している。第１のアンテナ４１０及び第２のアンテナ４１５は同一の直径を有する。いくつかの実施では、ＧＥＯ宇宙機４００の第１の側及び第２の側は相互に実質的に対称である。従ってこれらの実施では、第１のアンテナ４１０及び第２のアンテナ４１５は同様のものであり、異なるのは、表面形状又はオフセット又は焦点距離、又はフィード数、又は動作周波数及びカバレッジ領域に依存する他の一般的に変更されたアンテナパラメータのみであり得る。
【００２７】
１つ以上の実施において、ＧＥＯ宇宙機４００は、ＧＥＯ宇宙機４００のアースデッキ上に搭載された２つのアースデッキ搭載アンテナ４２０及び４２５も含む。本開示に従った宇宙機構成は、これより少ないか又は多い数のアースデッキ搭載アンテナを有することも可能であり、これらには、オフセット型及び屈曲光学系の幾何学的形状を備え、固定リフレクタ又は展開可能リフレクタを備えたアンテナが含まれ得る。１つ以上の実施では、ＧＥＯ宇宙機４００はソーラーアレイ４３０及び４３５も含み、これらのソーラーアレイの一方はＧＥＯ宇宙機４００の第３の側にあり、他方のソーラーアレイは第４の側にあり、第４の側は第３の側に対向している。ソーラーアレイ４３０及び４３５は太陽光から電気を得るものであり、例えば光起電ソーラーアレイとすることができる。ソーラーアレイの寸法は、バス寸法及びフェアリングによって制約を受ける。１つ以上の実施に従った宇宙機では、ｙ軸ソーラーアレイ寸法はバスｙ軸寸法（例えば１．３ｍｍ）とほぼ同じである。ソーラーアレイは、宇宙機の北パネル又は南パネルとフェアリングとの間に装着しなければならない。
【００２８】
１つ以上の実施において、相互に対向する２つの側は同一のサイズを有する。例えば第１の側（例えば西側）及び第１の側に対向する第２の側（例えば東側）は同一の寸法を有することができる。同様に、第３の側及び第４の側は同一の寸法を有することができる。いくつかの実施では、相互に対向する２つの側について、２つの側は、同一の横方向寸法（例えば幅）を有するか、同一の高さを有するか、又は同一の横方向寸法及び同一の高さ寸法の双方を有することができる。
【００２９】
１つ以上の実施において、横方向の寸法はｙ軸に沿った収納状態の宇宙機全体のサイズ（例えば幅）であり得る。１つ以上の実施において、横方向の寸法はｙ軸に沿ったバス構造の一端から他端までの側面のサイズであり得る。１つ以上の実施において、横方向の寸法はｙ軸に沿ったバス構造の一端から他端までの側面の最小サイズであり得る。１つ以上の実施において、横方向の寸法はｙ軸に沿ったバス構造の東パネルと西パネルとの間の最小距離であり得る。１つ以上の実施において、横方向の寸法はｚ軸に沿った収納状態の宇宙機全体のサイズであり得る。１つ以上の実施において、横方向の寸法はｚ軸に沿ったバス構造の一端から他端までの側面のサイズであり得る。１つ以上の実施において、横方向の寸法はｚ軸に沿ったバス構造の一端から他端までの側面の最小サイズであり得る。１つ以上の実施において、横方向の寸法はｚ軸に沿ったバス構造の北パネルと南パネルとの間の最小距離であり得る。
【００３０】
１つ以上の実施において、相互に対向する２つの側は相互に平行である。一例において、バスの東側及び西側は相互に平行であり得る。一例において、東側のバス表面の少なくとも大部分（例えば５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％超）及び西側のバス表面の大部分（例えば５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％超）は相互に平行であり得る。同様に、バスの北側及び南側は相互に平行であり得る。一例において、北側のバス表面の少なくとも大部分（例えば５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％超）及び南側のバス表面の大部分（例えば５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％超）は相互に平行であり得る。
【００３１】
１つ以上の実施において、第１の側（例えば東側）に第１のアンテナを搭載し、第２の側（例えば西側）に第２のアンテナを搭載した場合、第１及び第２のアンテナは収納位置において相互に実質的に平行であり得る。１つ以上の実施において、第１の側に第１のソーラーアレイを搭載し、第２の側に第２のソーラーアレイを搭載した場合、第１及び第２のソーラーアレイは（収納位置及び／又は未収納位置において）相互に実質的に平行であり得る。
【００３２】
１つ以上の実施において、バスは４つの側面から成ることができ、各側面は隣接する側面に対して垂直とすることができ、各側面は実質的に矩形の形状とすることができる。１つ以上の実施において、バスの高さはそのバスのいずれか１つの側面よりも大きくすることができる（例えば高さは、４つの側面のいずれか１つの横方向の寸法よりも大きくすることができる）。１つの実施において、バスの東側及び西側は、いくつかの平行であるが非平面のパネルで構成することができ、ｙ軸に沿った東パネルと西パネルとの間の距離は宇宙機のｘ軸方向で変動する。
【００３３】
本開示の１つ以上の実施に従った宇宙機は、バス及びペイロードを含む。バス（例えば図４Ａの４１１）は、例えば図８Ｂに示すもののような１組のフラットパネルによって封入された中央シリンダを備えた構造を含むことができる。バス及びペイロード機器は、北／南パネル（ｘ／ｙ面に平行）に搭載されている。アンテナがペイロードの一部である側方搭載アンテナは、東／西パネル（ｘ／ｚ面に平行）に搭載されている。他のパネル（例えば内部棚、アースデッキ等）に機器を搭載することも可能である。北／南という言葉をＮ／Ｓと称し、東／西という言葉をＥ／Ｗと称することがある。また、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ｙ軸に沿ったバスの幅はｘ軸方向で変動することがあり、この場合、ベースパネル近傍のバス構造４１１の下部４５０は、アンテナリフレクタが搭載されている領域よりも幅が広い。
【００３４】
１つ以上の実施において、宇宙機のアスペクト比は、宇宙機のバスの横方向ｚ軸寸法に対するバスの横方向ｙ軸寸法の比である。１つ以上の実施に従ったＧＥＯ宇宙機のアスペクト比は、最小バス構造のｚ軸寸法（Ｎ／Ｓ寸法）に対する最小バス構造のｙ軸寸法（Ｅ／Ｗ寸法）の比とすることができる。２つの寸法のうち小さい方であるｙ軸寸法は、各々が少なくとも１つのフィードアセンブリ及びリフレクタを含む側方搭載アンテナのための充分な隙間を打ち上げロケットフェアリング内に与えるように選択する。打ち上げロケットフェアリングは、ファルコンフェアリング、プロトンＭ５ｍフェアリング、アトラスＶ５ｍフェアリング、アトラスＶデュアル衛星システム（ＤＳＳ：Ｄｕａｌ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、デルタＩＶ５ｍフェアリング、アリアン５上方位置（ＳＹＬＤＡ５より上）、アリアン５下方位置（ＳＹＬＤＡ５内）、又は他のいずれかの同様の打ち上げロケットフェアリング又は衛星カプセル化システムとすればよい。この選択において考慮に入れる事項として、限定でなく一例であるが、２つの宇宙機を並列に位置決めすること、一方又は双方の宇宙機が側方搭載アンテナを含み得ること、及びそれらのアンテナが各宇宙機の各側に単一のリフレクタ又は２つ以上の積層したリフレクタを含み得ること、又は相互に隣接して収納した１つ以上のアンテナを含み得ること、がある。一例において、選択した宇宙機のアスペクト比は、とりわけ、フェアリングのサイズ及び幾何学的形状、宇宙機上のペイロード（例えばアンテナ）のサイズ、数、及び配置に依存し得る。アンテナは、収納の際に折り畳まれてコンパクトな束になる展開可能（ｕｎｆｕｒｌａｂｌｅ）リフレクタ又は剛性リフレクタを有する場合がある。
【００３５】
いったんｙ軸寸法が確定したら、Ｎ／Ｓパネル上に宇宙機内部の機器を搭載するためコアシリンダに隣接した空間を提供するようにｚ軸寸法を選択することができる。一般に、コアシリンダとＮ／Ｓパネルとの間には少なくとも０．４１ｍ（１６インチ）の最小隙間が望ましい。また、ｚ軸寸法は、直径が約２．５ｍ（９８．４インチ）までの剛性リフレクタを搭載するために適切なＥ／Ｗパネルエリアを確保するように選択する。更に、ｚ軸寸法は、Ｎ／Ｓパネルに隣接して搭載されるソーラーアレイのためにフェアリング内で適切な隙間を与えるように選択することができる。提供しなければならない空間はソーラーアレイ設計に依存する。ｚ寸法を大きくすることによって、内部搭載エリアを拡大し、より大型の東／西ラジエータを設けることができる。しかしながらｚ寸法が大きくなると、Ｅ／Ｗパネルエリア全体が大きくなり、宇宙機の質量が増大する。並列デュアルロンチ機構のＧＥＯ宇宙機に好適な実施に従ったアスペクト比の範囲は、上述のファクタの範囲を考慮に入れた最適化プロセスによって決定すればよい。
【００３６】
１つ以上の実施において、宇宙機のアスペクト比は、宇宙機全体の横方向ｚ軸寸法に対する宇宙機全体の横方向ｙ軸寸法の比である。１つ以上の実施において、宇宙機のアスペクト比は、宇宙機全体の最小横方向ｚ軸寸法に対する宇宙機全体の最小横方向ｙ軸寸法の比である。図４Ａから図４Ｃを参照して、１つの好適な実施に従った例示的な寸法を与える。ＧＥＯ宇宙機４００の例示的な全高（バス及びペイロードの合計）は約７．５３ｍ（２９６．５９インチ）である。ｚ方向及びｙ方向に沿ったＧＥＯ宇宙機４００の例示的な横方向サイズ（バス及びペイロードの合計）は、それぞれ約３．６１ｍ（１４２インチ）及び２．１２ｍ（８３．３７インチ）である。これらの横方向サイズから、２．１２ｍ／３．６１ｍ＝０．５９というＧＥＯ宇宙機４００全体の比が達成される。ＧＥＯ宇宙機４００のアースデッキ（例えば４４０）の上部と分離面（例えば４４５）との間の距離であるＧＥＯ宇宙機４００の例示的なバス高は、約５．００ｍ（１９７インチ）である。アースデッキ搭載アンテナ４２０及び４２５の各々の例示的な直径は約１．２７ｍ（５０インチ）である。ｚ軸に沿った北パネルと南パネルとの間の例示的な距離は約２．０６ｍ（８１．２１インチ）である。
【００３７】
本開示全体を通して、更に別の例示的な寸法も与えられることに留意すべきである。また、ＧＥＯ宇宙機及び／又はそのコンポーネントが全体的に検討中のフェアリング内に収まると共にＧＥＯ宇宙機がペイロード性能要件を満足させる限り、ＧＥＯ宇宙機及びそのコンポーネント（例えば側方搭載アンテナ、アースデッキ搭載アンテナ、他の種類の側方搭載又はアースデッキ搭載ペイロードコンポーネント）について、他の寸法も利用可能である。
【００３８】
１つの好適な実施において、並列構成に位置決めされた２つの宇宙機の各々のアスペクト比は、０．５５から０．８の間の範囲内である。２つの宇宙機のバス高は最大で約５ｍ（１９７．００インチ）とすることができ、これは一般に積層デュアルロンチ構成に関連した３．５ｍ（１３７．８インチ）よりも大きい。宇宙機の全高（バス及びペイロードの合計）は、デッキ搭載アンテナ（ペイロードの一部）、又はデッキ搭載リモートセンシング計器（ペイロードの一部）の高さに依存し、特定の打ち上げロケットフェアリングで利用可能な高さによって制限される。図４Ａから図４Ｃを参照して説明した例示的な寸法では、例えば先に示したような０．５９のアスペクト比が得られる。
【００３９】
宇宙機設計における１つの難題は、フェアリングのサイズ、アンテナのサイズ、及び宇宙機内又は宇宙機上に搭載する必要がある他のコンポーネントのサイズのために寸法上の制約がある場合に、宇宙機の側面にアンテナを実装（ｐａｃｋａｇｅ）又は搭載することである。アンテナは一般に、収納構成の場合（すなわち展開の前）、折り畳まれて宇宙機の側面に搭載されている。収納構成のアンテナのサイズ（例えばアンテナのリフレクタのサイズ）は宇宙機の寸法を決定付けるものであり、様々なコンポーネントの中でもとりわけ側方搭載アンテナを備えた宇宙機は、フェアリングの寸法上の制限内に収まらなければならない。
【００４０】
本開示の１つ以上の実施では、ＧＥＯ適用例のように大型アンテナを備えた宇宙機を用いる適用例において並列構成を利用することができる。例えば、ＧＥＯ適用例では一般にリフレクタアンテナを用い、このリフレクタアンテナはリフレクタ及びフィードを含む。アンテナのフィードは、デッキ（例えばアースデッキ）上に取り付けることができ、単一のフィード要素を含むか、又は幾何学的パターンに配置されて単一の「フィードアセンブリ」として構成された多数のフィード要素を含むことができる。多くの場合、ＧＥＯ適用例では、宇宙機の両側にアンテナリフレクタを備えた宇宙機が必要である。アンテナのリフレクタは、２．０３ｍから２．５４ｍ（８０インチから１００インチ）の範囲の直径を有する可能性がある。これらの例示的なサイズの（又は場合によっては更に大きい）リフレクタが、ペイロード性能要件を達成するために必要とされ得る。積層デュアルロンチ構成に関連するもののように宇宙機の長さがもっと短いと、大型アンテナを収容することは難しく、従って長い焦点距離を得ることは難しい。更に、宇宙機の横方向寸法が広がって宇宙機のアスペクト比が１に近付くと、ＧＥＯ適用例のペイロード性能要件を達成するために必要なアンテナは、並列デュアルロンチ構成の宇宙機では不可能となる（例えば宇宙機に収まらない）。
【００４１】
１つ以上の実施に従って、フェアリング内で並列に位置決めされる２つの宇宙機のアスペクト比の設計は、アンテナを各宇宙機の第１の側（例えば東側）及び第２の側（例えば西側）に沿って実装又は搭載することを可能とするように行う。第２の側は第１の側に対向している。具体的には、本開示の１つ以上の実施では、断面アスペクト比が０．９から１．０の間である標準的なＧＥＯ宇宙機設計とは異なり、本開示の宇宙機はアスペクト比を約０．５５から０．８０とすることができる。標準的なＧＥＯ宇宙機のバス構造の例示的な横方向寸法は１．８３ｍ（７２インチ）から２．２９ｍ（９０インチ）である。側という言葉を面と称することがある。例えば東側を東面と称し、西側を西面と称することがある。
【００４２】
標準的なＧＥＯ宇宙機設計を参照すると、アスペクト比は概ね１．０に近い。もっと幅が狭い設計には不利な点があるからである。一般に、１．０に近いアスペクト比を用いて、ペイロード性能、熱放散機能及び機器搭載エリア、及び質量効率等の性能要件を満足させるのに役立てる。例えば４ｍフェアリング内の単一の打ち上げについて考える場合、ｚ軸に対するｙ軸の比が１．０未満であると、利用可能なフェアリングボリュームを効率的に使用できない恐れがある。Ｅ／Ｗ側に搭載した標準的なアンテナリフレクタでは、リフレクタとフェアリングとの間に未使用のボリュームが存在する。宇宙機バスのｙ軸寸法を大きくして１．０に近いアスペクト比を達成することにより、このボリュームを追加機器の搭載及び放熱器エリアのために利用することができる。第２に、宇宙機バスの幅を狭くすると、充分なパネルエリアを提供するためにバス高を大きくしなければならない。バス高が大きくなると、分離面から宇宙機質量中心までの距離が長くなる。質量中心が高くなると、結果として打ち上げ負荷が増大するので、より堅固で重量のある構造を設けなければならない。構造質量が増大するとペイロードに利用可能な質量が低減する。また、宇宙機高が大きくなると、無線周波数増幅器をアンテナフィードネットワークに接続する導波路又はケーブル長が長くなるので、ペイロード無線周波数出力損失が増大する。更に、宇宙機高が大きくなると、フェアリング内に収まり得るデッキ搭載アンテナシステム又はリモートセンシング計器の高さが制限される。従って一般的に、ｚ軸寸法に対するｙ軸寸法の比が０．９未満であることは標準的なＧＥＯ宇宙機設計では望ましくないと考えられる。更に、０．９未満の比を有する幅の狭い宇宙機上に標準的な剛性パネルソーラーアレイを実装することは難しい。幅の狭い宇宙機では、必要な全ソーラーアレイエリアを得るためにソーラーアレイパネル及びヒンジ線の数を増やさなければならず、ソーラーアレイのコスト及び質量が増大することになる。
【００４３】
５ｍフェアリング内の単一の打ち上げのような更に別の標準的な設計では、ｚ軸寸法に対するｙ軸寸法のアスペクト比が１．０超であることが望ましい場合がある。この場合、宇宙機の設計者は、標準的なｚ軸寸法を維持しながらｙ方向に宇宙機を拡大することでＮ／Ｓパネルの大型化を図ることを決定し得る。この場合も、機器の搭載及び熱容量の追加のためのエリア拡大が得られる。
【００４４】
本開示の並列デュアルロンチ機構の１つ以上の実施は、標準的な設計に関する性能要件のいくつかの欠点に関連し得るが、一般的にはこれらの欠点よりも打ち上げコストがほぼ半分になる利点の方が重要である。更に、標準的な設計は、前述のように、宇宙機の並列機構と組み合わせて大型アンテナを収納することができない。更に、並列デュアルロンチ機構は、前述のような積層宇宙機を用いた手法に勝る利点を有する。
【００４５】
図２Ａ及び図２Ｂに示すような既存の積層構成における衛星は、例えば横方向寸法が１．８ｍ及び１．９ｍである場合があり、従ってアスペクト比は０．９５（１．８ｍ／１．９ｍ）である。これに対して並列構成の各衛星は、例えばアスペクト比が約０．６２（１．３ｍ／２．１ｍ）であり得る。並列構成の例において、ほぼ２．１ｍという宇宙機のｚ軸寸法は標準的なＧＥＯ宇宙機に典型的なものである。しかしながら、宇宙機のｙ軸寸法は標準的なＧＥＯ宇宙機設計より小さいので、宇宙機はフェアリング内に収まると共に、開口の大きい側方搭載アンテナを収容することができる。標準サイズの中央コアシリンダ構造を用いると仮定すると、標準サイズの１．２ｍ直径の中央コアシリンダ構造（例えば公称１１９４ｍｍの標準的なコアシリンダ構造）を収容するためにｙ軸寸法は約１．３ｍ以上である。この構造は構造的な支持を与え、ヒドラジン、酸化剤、又はキセノンのタンク等の推進剤タンクを含む。
【００４６】
本開示の１つ以上の実施において、並列打ち上げ構成で利用される宇宙機は約０．５５から０．８０のアスペクト比を有するように設計されている。アスペクト比の下限の０．５５は、宇宙機が標準サイズのコアシリンダ構造（例えば公称１１９４ｍｍコアシリンダ構造）を利用するのに充分な大きさであるような宇宙機サイズ（例えば横方向寸法）の下限に関連する。０．５５より小さいアスペクト比は、横方向寸法に沿って（例えばｙ軸に沿って）幅が狭くなることと結び付いているので、一般的に宇宙機が標準サイズのコアシリンダ構造を利用することが難しくなるか又は不可能となる。前述のように、標準サイズの１．２ｍ直径の中央コアシリンダ構造を収容するため、双方の横方向寸法は約１．３ｍ以上である。
【００４７】
一方、アスペクト比の上限の０．８は、宇宙機がその側方に搭載されたアンテナを収容するのに適切な大きさであるような宇宙機サイズの上限に関連する。０．８より大きいアスペクト比は、横方向寸法に沿って（例えばｙ軸に沿って）幅が広くなることと結び付いているので、一般に宇宙機がその側方に（ＧＥＯ適用例で用いるもの等の）大型のアンテナを収容することが難しくなるか又は不可能となる。
【００４８】
１つ以上の好適な実施において、アスペクト比は０．５５から０．６５の間であり得る。１つ以上の好適な実施では、アスペクト比は０．５５から０．７の間であり得る。１つ以上の好適な実施では、アスペクト比は０．５５から０．７５の間であり得る。前述のように、各宇宙機のアスペクト比の選択において考慮に入れる事項として、限定でなく一例であるが、２つの宇宙機を並列に位置決めすること、一方又は双方の宇宙機が側方搭載ペイロード（例えばアンテナ）を含み得ること、及びそれらのアンテナが各宇宙機の各側に単一のリフレクタ又は２つ以上の積層したリフレクタを含み得ること、がある。
【００４９】
いくつかの衛星の適用例では、フェアリング内で多数の小型宇宙機を利用する場合がある。小型宇宙機は例えば、一方又は双方の横方向バス寸法に沿って１．３ｍより小さい、及び／又はバス高が３ｍより短い宇宙機である。これらの宇宙機は小さすぎるのでＧＥＯ用途には適さない。例えば小型宇宙機は、ＧＥＯ用途に必要な大型アンテナ（例えば直径が３ｍより大きいアンテナ）を収容することができない。更に、小型宇宙機は、ＧＥＯ用途で構造的な支持を与えると共に必要な推進剤タンクを収容するために大型宇宙機により用いられる標準サイズの１１９４ｍｍコアシリンダ構造のような標準的なコアシリンダ構造と共に用いるのに適さない。物理的な寸法の代わりに又はそれと共に、宇宙機はその打ち上げ質量に基づいて小型とされる場合がある。例えば、小型宇宙機は約８００ｋｇの打ち上げ質量を有し得る。これは、本開示の１つ以上の実施に従ったＧＥＯ宇宙機のほぼ２分の１又は３分の１である。
【００５０】
フェアリング内で多数の小型宇宙機を利用する衛星の適用例として、再び図３Ａ及び図３Ｂを参照することができる。中型の軌道（ＭＥＯ）ナビゲーション宇宙機であるガリレオ宇宙機３０５及び３１０は、一般に小型宇宙機に分類することができる。この宇宙機は、標準サイズの１１９４ｍｍコアシリンダ構造及び１１９４ｍｍクランプバンドアダプタに接続しない。前述のように、このデュアルロンチ機構は、２つの宇宙機３０５と３１０との間に挟まれたカスタムデュアルロンチアダプタ３１５を含む。もしも宇宙機３０５及び３１０が中央シリンダを含むならば、打ち上げ負荷を効率的に支えるため横向きに配置されたはずである。２つの宇宙機３０５と３１０との間にカスタムデュアルロンチアダプタ３１５が搭載されているので、宇宙機３０５及び３１０は、ＧＥＯ宇宙機ならば東側及び西側であるはずの部分にアンテナ又は他のペイロード要素を収容することができない。
【００５１】
図５及び図６は、それぞれファルコン９のフェアリング及びプロトンＭ５ｍのフェアリングの垂直断面図であり、各フェアリング内に本開示のいくつかの態様に従った例示的な並列デュアルロンチ構成を示す。各フェアリングは内部に第１の宇宙機５０５及び第２の宇宙機５１０を収容している。垂直積層デュアルロンチ構成とは対照的に、２つの宇宙機５０５及び５１０は並列に位置決めされ、各宇宙機５０５及び５１０に対応したコアシリンダ構造５２０及び５２５によってアダプタ固定具５１５上に搭載されている。各宇宙機５０５及び５１０は、標準サイズの１１９４ｍｍコアシリンダ構造を利用することができる。第１及び第２の宇宙機５０５及び５１０の分離面は、フェアリング内でほぼ同じ長手方向の位置にある。第１及び第２の宇宙機５０５及び５１０の横方向の位置は、充分な隙間を空けることで、打ち上げ時に宇宙機の振動による宇宙機相互の干渉が生じない（例えば宇宙機の接触を防止する）ことを保証する。図４Ａから図４Ｃに示すＧＥＯ宇宙機４００は、図５及び図６に示す２つの宇宙機５０５及び５１０の一方として利用することができる。アダプタ固定具５１５は、２つの標準的な１１９４ｍｍクランプバンドアダプタシステム、又は約１１９４ｍｍ直径の宇宙機コアシリンダに接続することができるいずれかの同等の分離システムを含み得る。
【００５２】
図４Ａから図４Ｃ、図５、及び図６を参照すると、本開示の１つ以上の実施において、並列構成に位置決めされた宇宙機のための機構が提供される。この機構は、デュアルロンチアダプタ（例えば図５のアダプタ固定具５１５）と、第１の宇宙機に対応した第１のコアシリンダ構造（例えば図５の５２０）によってデュアルロンチアダプタ上に搭載された第１の宇宙機（例えば図５の５０５）と、第２の宇宙機に対応した第２のコアシリンダ構造（例えば図５の５２５）によってデュアルロンチアダプタ上に搭載された第２の宇宙機（例えば図５の５１０）と、を含む。各宇宙機は、宇宙機の第１の側及び第２の側に沿って搭載された少なくとも１つのアンテナを含む。第２の側は第１の側に対向している。各宇宙機は、０．５５から０．８０の範囲内のアスペクト比を有する。
【００５３】
１つ以上の実施において、第１の宇宙機（例えば図５の５０５）は第１の側（例えば５５０）を有し、これは第２の宇宙機（例えば５１０）の第１の側（例えば５５２）に面している。一例では、第１の宇宙機の第１の側には１つ以上のペイロードコンポーネント（例えば１つ以上のアンテナ）が搭載されるが、第２の宇宙機の第１の側には搭載されない。別の例では、第１の宇宙機の第１の側に１つ以上のペイロードコンポーネントが搭載され、第２の宇宙機の第１の側に１つ以上のペイロードコンポーネントが搭載される。一例では、第１の宇宙機の第１の側は第２の宇宙機の第１の側に直接面している。一例では、第１の宇宙機の第１の側は第２の宇宙機の第１の側に平行である。一例では、第１の宇宙機の第１の側及び／又は第２の宇宙機の第１の側に取り付けられた１つ以上のペイロードコンポーネント以外には遮断されずに、第１の宇宙機の第１の側は第２の宇宙機の第１の側に面している。
【００５４】
１つ以上の実施において、いずれか一方又は双方の宇宙機（例えば図５の５０５、５１０）のアンテナは２つより少ない場合がある。一例では、宇宙機はアンテナを１つだけ有することがある。一例では、宇宙機はその１つの側に搭載された１つのアンテナを有し得る。一例では、宇宙機はその東パネル又は西パネル上に搭載された１つのアンテナを有し得る。一例では、宇宙機はアースデッキ上に搭載された１つのアンテナを有し得る。
【００５５】
１つ以上の実施において、デュアルロンチアダプタは第１及び第２の宇宙機よりも下にあり、それらの間にはない。一例では、デュアルロンチアダプタは宇宙機の高さに沿った第１及び第２の宇宙機間の空間には位置していない。一例では、デュアルロンチアダプタは、第１の宇宙機のバスの第１の側と第２の宇宙機のバスの第１の側との間の空間を占有しない（例えばこの空間の４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％より大きい）。第１の宇宙機のバスの第１の側及び第２の宇宙機のバスの第１の側は相互に面している。１つ以上の実施において、デュアルロンチアダプタは１つ以上のユニットで構成することができる。１つ以上の実施において、第１及び第２のコアシリンダ構造は、宇宙機の高さに沿った第１及び第２の宇宙機間の空間を占有しない。１つ以上の実施において、第１のコアシリンダ構造は第１の宇宙機によって封入され、第２のコアシリンダ構造は第２の宇宙機によって封入されている。
【００５６】
並列構成の１つの利点として、宇宙機の高さは、ファルコン及びプロトンのフェアリングの積層設計において可能である３．５ｍをはるかに超えると共に、アリアン５の積層打ち上げにおいて可能である２．６ｍよりも大きくすることができる。本開示の１つ以上の実施における並列宇宙機設計は、積層設計によって可能であるよりも開口が大きく焦点距離が長いアンテナを収容することができる。例えば、並列宇宙機設計の宇宙機は高さを５ｍ（２００インチ）とすることができる。ＧＥＯ用途では、アンテナの大型化に対応するため、一般に高さの大きい宇宙機が利用される。アンテナの大型化には、概して大きいアンテナ開口と長い焦点距離が伴う。
【００５７】
更に、積層設計とは異なり、並列設計の２つの宇宙機はアースデッキ搭載アンテナ又はリモートセンシング計器を含むことができる。積層設計と比較すると、アンテナのコンパチビリティが増大し、双方の宇宙機上にアースデッキ搭載アンテナ又はリモートセンシング計器を収容することができるので、概して並列デュアルロンチ構成では同時搭乗物を容易に見出すことができる。前述のように、下方位置の宇宙機（例えば２０５）は特に、上に宇宙機が重ねて搭載されていない宇宙機に比べると、上方位置の宇宙機（例えば２１０）を支持するように充分な強度に設計される。従って積層設計では、上部の宇宙機のみがアースデッキ搭載アンテナ又はリモートセンシング計器を含むことができる。
【００５８】
後述するように、本開示の１つ以上の実施に従って、並列構成の各宇宙機は標準的なＧＥＯ通信宇宙機と同じコアシリンダ構造及び推進システムを利用することができ、断面アスペクト比を低減するためのカスタマイズを行う。並列設計と標準的なＧＥＯ宇宙機設計との類似性により、標準的な部品の使用が可能となるので、コストが削減される。すでに示したように、ファルコン９のフェアリング及びプロトンＭ５ｍのフェアリング等の標準的なフェアリングを用いてデュアルロンチ宇宙機をカプセル化することができる。また、標準サイズのコアシリンダ構造を利用し、標準サイズのアダプタ上に搭載することができる。標準サイズの構造を利用することで、これらの構造をカスタム設計することに比べて、衛星の設計及び構築のコストを削減することができる。標準サイズの構造は入手が容易であり、様々な宇宙機用途のための費用の高い試験がすでに済んでいるからである。また、標準的な部品の利用によって宇宙機の設計及び構築のプロセスを簡略化することができる。
【００５９】
図７は、本開示のいくつかの態様に従った、プロトンＭ５ｍのフェアリング内の例示的な並列打ち上げ構成の水平断面図を示す。４．５７ｍ（１８０インチ）直径のフェアリング内に２つの宇宙機が並列に位置決めされている。ｙ方向に沿った２つの宇宙機のコアシリンダ構造の中心間の例示的な値は約２．１０ｍ（８３．０インチ）である。ｙ方向に沿ったコアシリンダ構造の中心とフェアリング中心線との間の例示的な値は約１．０５ｍ（４１．５インチ）である。ｙ方向及びｚ方向に沿った宇宙機のサイズの例示的な値は、それぞれ約１．３０ｍ（５１．２インチ）及び２．１０ｍ（８２．７インチ）である。従って、これらの宇宙機の各々のアスペクト比は約０．６２である。所与のフェアリング直径は、４．５７ｍ（上述の例によれば公称５ｍフェアリングの使用可能直径）、又はもっと大きい（例えば５．５ｍ）、又はもっと小さい（例えば４ｍ）ものであり得るが、こういった場合、並列打ち上げの２つの宇宙機の横方向間隔は、フェアリングの側方及び２つの宇宙機間において利用可能なペイロード搭載空間を調節するように選択され得ることは理解されよう。
【００６０】
図８Ａは、ホール電流スラスタ（ＨＣＴ：Ｈａｌｌ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｈｒｕｓｔｅｒ）推進システム８１０を備えた例示的なＧＥＯ宇宙機の標準サイズのコアシリンダ構造８０５を示す。コアシリンダ構造８０５の内部には、例えばキセノンタンクとすることができる４つの推進剤タンク８１５が搭載されている。ＨＣＴ推進システム８１０は、宇宙機ベースパネル８２０に隣接した多関節アームに搭載されている。また、コアシリンダ構造８０５内部にはヒドラジン推進剤タンクも搭載することができる。コアシリンダ構造８０５は、キセノンタンクの代わりに、二元推進剤スラスタを含み得る従来の化学推進系に必要なヒドラジン及び酸化剤のタンクを収容することも可能である。そのような機構では、酸化剤タンクはコアシリンダ構造８０５内でベースパネルに近い下方位置に搭載することができ、ヒドラジン（燃料）タンクは酸化剤タンクの直上に搭載することができる。このようなタンクは、利用可能ボリュームを効率的に用いるように、標準的なコアシリンダ構造よりわずかに小さい直径の円筒形断面を含む。
【００６１】
コアシリンダ構造８０５は一般に、標準的なクランプバンドアダプタインタフェースとほぼ同じ直径である（例えば１１９４ｍｍ）。コアシリンダ構造８０５は一般に、加速、圧縮、横方向／曲げ、及び振動負荷を含む打ち上げ環境に耐えるように設計される。前述のように、標準サイズのコアシリンダ構造８０５は、並列構成に位置決めされた２つのＧＥＯ宇宙機の各々で利用可能である。更に、図８Ａに示す推進構成も、本開示の１つ以上の実施に従ったＧＥＯ宇宙機において利用可能である。
【００６２】
図８Ｂは、図８Ａに示した標準サイズのコアシリンダ構造８０５を利用するＧＥＯ宇宙機の構造的要素を示す。このＧＥＯ宇宙機は、図８Ａにも示すようなコアシリンダ構造８０５を含む。ＧＥＯ宇宙機は更に、ベースパネル８２０、ミッドデッキパネル８２５、東／西十字形パネル８３０、及びアースデッキパネル８３５も含む。１つ以上の実施において、ベースパネル８２０、ミッドデッキパネル８２５、東／西十字形パネル８３０、及び／又はアースデッキパネル８３５を含む少数のパネルのみの横方向寸法（例えば幅）を縮小することによって、並列構成の各ＧＥＯ宇宙機のアスペクト比を低減することができる。
【００６３】
例えば、アスペクト比が１．０又は１．０に近い標準的な宇宙機に比べると、並列打ち上げ構成での使用向けに設計したＧＥＯ宇宙機では、ベースパネル８２０、ミッドデッキパネル８２５、東／西十字形パネル８３０、及びアースデッキパネル８３５の少なくとも１つ以上が、横方向寸法に沿って小型になっている（例えば幅が狭くなっている）。パネル８２０、８２５、８３０、及び８３５はサイズが縮小されているものの、並列打ち上げ構成での使用向けに設計されたＧＥＯ宇宙機のコアシリンダ構造８０５は、標準的な宇宙機のコアシリンダ構造と同一とすることができる。例えばパネル８２０、８２５、８３０、及び８３５の各々は、標準サイズの１１９４ｍｍコアシリンダ構造を収容するように、約１．３ｍ以上の狭い横方向寸法を有することができる。
【００６４】
例えば図８Ｂに示すように、宇宙機のアスペクト比はその高さ（ｘ軸方向）に沿って変動し得る。この例では、宇宙機は底部領域８４０では幅が広く、リフレクタが収納されている領域（底部領域８４０よりも上）では幅が狭くなっている。この例の幅はそれぞれ１．８４ｍ（７２インチ）及び１．２７ｍ（５０インチ）である。これらの幅はｙ軸に沿った寸法である。一態様において、宇宙機は、上部領域及び底部領域の双方において幅を広くし（例えば幅広のｙ軸寸法）、リフレクタ又は他のペイロードを収納する領域では局所的に幅を狭くすることができる。この手法では、内部搭載エリアが追加されるという利点が得られる。別の態様では、北パネル及び南パネルをバス構造よりも幅広にすることができる。例えば、図１７Ａから図１７Ｇに示すように、北パネル及び南パネルは東パネル及び西パネルよりも張り出すことができる。これが可能であるのは、一般に、収納時に宇宙機の東側又は西側の全体を占有しない展開可能リフレクタを用いる場合である。Ｎ／Ｓパネルを幅広くすると（例えば図１７Ｇの１．８５ｍ（７３インチ））、大型の剛性リフレクタと共に用いる幅狭のパネルに比べて、熱放散機能を向上させることができる。
【００６５】
並列構成において利用される宇宙機は低コスト構造を有することが望ましいので、標準的な構造の使用が魅力的となる。シリンダコア、アダプタ、及びクランプバンドシステムに標準サイズの構造及び同様のサイズの構造を利用し、更に標準的なフェアリングを利用することによって、これらの構造をカスタム設計することに比べ、衛星の設計及び構築のコストを削減することができる。同様に、コアシリンダ構造、アダプタ、及びクランプバンドシステムが公称で同一の直径を有するように選択することで、宇宙機設計のコスト及び複雑さを低減することができる。
【００６６】
本開示の１つ以上の実施によれば、並列構成に配置された各衛星は、直径が１．１４ｍ（４５インチ）から１．２２ｍ（４８インチ）のコアシリンダ構造を含む。例えば、１１９４ｍｍ（４７インチ）の標準的なシリンダのような標準サイズのコアシリンダ構造を、本開示の実施において利用可能である。コアシリンダ構造は、クランプバンドアダプタシステムを介してデュアルロンチアダプタに搭載するように構成されている。次いで、デュアルロンチアダプタを標準的な打ち上げロケットインタフェースに取り付ける。このインタフェースの直径は、１．５７ｍ（例えばファルコン９、アトラスＶ）又は２．６２ｍ（例えばプロトン、アリアン５）であり得る。多くの例示的な実施では、１１９４ｍｍの標準的なシリンダは、１１９４ｍｍの標準的な打ち上げロケットアダプタ及びクランプバンドシステムと接続することができる。いくつかの実施では、もっと大きい１６６６ｍｍの標準的なシリンダを利用可能であるが、このようなサイズは大きすぎるので、５ｍフェアリングと共に利用する場合の前述した寸法上の制約を満足させることができない。例えば、１６６６ｍｍの標準的なシリンダを利用する宇宙機はｙ軸寸法が広すぎるので、５ｍフェアリング内に側方搭載Ｅ／Ｗリフレクタを収容できない場合がある。しかしながら、より直径が大きいフェアリング（例えば６ｍフェアリング）を利用することで、その大きい１６６６ｍｍの標準的なシリンダ及び前述の寸法上の制約に対応することも可能である。
【００６７】
図９Ａ及び図９Ｂは、本開示のいくつかの態様に従った収納構成のＧＥＯ宇宙機の２つの図を示す。ＧＥＯ宇宙機はコアシリンダ構造９０５を含む。この例では、宇宙機は第１のセット９１０及び第２のセット９１５を含み、各セットは２つの２．３ｍアンテナを含む。第１のセット９１０は一方側（例えば東側）に搭載され、第２のセット９１５は他方側（例えば西側）に搭載されている。宇宙機は、ＧＥＯ宇宙機のアースデッキ上に搭載された２つの１．３ｍアンテナ９２０及び９２５も含む。ＧＥＯ宇宙機の東側及び西側の各々に２つのアンテナが搭載されている場合、東側及び西側は、剛性リフレクタを備えた最大２．５ｍの開口サイズのアンテナを搭載することができる。展開可能リフレクタでは、もっと大きいサイズのアンテナが可能である。ＧＥＯ宇宙機は一般にソーラーアレイ９３０及び９３５も含む。第１及び第２のセット９１０及び９１５におけるアンテナの例示的なｆナンバはＦ／Ｄ１．４である。アースデッキ上に搭載されたアンテナ９２０及び９２５の例示的なｆナンバはＦ／Ｄ１．２である。
【００６８】
図９Ｃ及び図９Ｄは、本開示のいくつかの態様に従った、図９Ａ及び図９ＢのＧＥＯ宇宙機の展開構成の上面図及び斜視図をそれぞれ示す。図９Ｃ及び図９Ｄに示すように、図９Ａ及び図９Ｂに示すアンテナの第１及び第２のセット９１０及び９１５の各々は２つのアンテナを含む。具体的には、第１のセット９１０はアンテナ９１１及び９１２を含み、第２のセット９１５はアンテナ９１６及び９１７を含む。図９Ｃ及び図９Ｄには、ＧＥＯ衛星のアースデッキ上に搭載されたアンテナ９２０及び９２５、並びにソーラーアレイ９３０及び９３５も示す。図９Ｃに、図９Ａ及び図９Ｂを参照して上述したような、アンテナの各々の例示的なリフレクタサイズを示す。
【００６９】
図１０Ａは、本開示のいくつかの態様に従った、収納構成の例示的なＧＥＯ宇宙機を示す。図１０Ｂは、本開示のいくつかの態様に従った、フェアリング内に収納された図１０ＡのＧＥＯ宇宙機を２つ示す。
【００７０】
図１０Ｃ及び図１０Ｄは、本開示のいくつかの態様に従った、展開構成の例示的なＧＥＯ宇宙機の上面図及び斜視図を示す。図１０Ａから図１０Ｄに示すように、ＧＥＯ宇宙機は、第１の側方搭載アンテナ１０１１、第２の側方搭載アンテナ１０１６、第１のアースデッキ搭載アンテナ１０２０、及び第２のアースデッキ搭載アンテナ１０２５を含む。第１及び第２の側方搭載アンテナ１０１１及び１０１６は、コンパクトな束に折り畳まれてＧＥＯ宇宙機の東側及び西側に収納される展開可能リフレクタを用いている。また、ＧＥＯ宇宙機はソーラーアレイ１０３０及び１０３５も含む。一例として、側方搭載アンテナ１０１１及び１０１６の各々は、直径５ｍ、Ｆ／Ｄ１とすることができる。リフレクタブームの構成を変更することによって、最大で７ｍの焦点距離が可能である。アースデッキ搭載アンテナ１０２０及び１０２５の各々は直径１．３ｍとすることができる。
【００７１】
図１１Ａは、本開示のいくつかの態様に従った、収納構成の例示的なＧＥＯ宇宙機の斜視図を示す。図１１Ｂ及び図１１Ｃは、本開示のいくつかの態様に従った、図１１ＡのＧＥＯ宇宙機の展開構成の上面図及び斜視図をそれぞれ示す。本開示の１つ以上の実施において、図１１Ａから図１１Ｃに示すように、図示のＧＥＯ宇宙機は、ＧＥＯ宇宙機の東側（１１１１、１１１２）及び西側（１１１６、１１１７）の各々に２つの側方搭載アンテナを含むが、アースデッキ搭載アンテナは存在しない。各側方搭載アンテナ１１１１、１１１２、１１１６及び１１１７の例示的な直径は２．０３ｍ（８０インチ）である。また、ＧＥＯ宇宙機はソーラーアレイ１１３０及び１１３５も含む。
【００７２】
図１２Ａから図１２Ｃは、本開示のいくつかの態様に従った、並列打ち上げ構成のＧＥＯ宇宙機の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。アダプタ１２１５は、打ち上げロケットインタフェース１２２０を介して打ち上げロケットに接続する。打ち上げロケットインタフェース１２２０は、例えば１．５７ｍ（ファルコン９／アトラスＶ）又は２．６２ｍ（プロトン／アリアン）の搭載インタフェース等、標準的な打ち上げロケットインタフェースとすることができる。このシステムは、（例えば１１９４ｍｍコアシリンダ構造を介して）各々を宇宙機に取り付けた１１９４ｍｍクランプバンド分離システムを含むことができ、又は分離ナット等の他の何らかの手段を用いることも可能である。
【００７３】
図１２Ｂに示すように、展開前に、各宇宙機１２０５及び１２１０を支持する上壁部（ｐａｌａｔｅ）１２２５及び１２３０が回転して、宇宙機を相互に接触させることなく標準的なキックオフばねを用いて長手方向に展開可能とすることができる。この機構を用いると、双方でなく単一の上壁部が回転することができる。回転する上壁部を利用せずに、分離ばねが宇宙機１２０５及び１２１０を分離させ得る横方向の力を生成する他の機構も可能である。図１２Ｃは、アダプタ１２１５から分離している第１の宇宙機１２０５を示す。また、同時搭乗物は一般に湿質量が異なるので、アダプタ１２１５は、打ち上げロケット要件を満足させる必要性に応じて全システムの質量中心（宇宙機及びアダプタの合計）の調整を可能とするように、平衡質量（ｂａｌａｎｃｅ  ｍａｓｓ）を追加するか又は各宇宙機１２０５及び１２１０の横方向位置を調整するための設備を含むことがある。更に、軽い方の宇宙機に燃料を追加することで、全デュアルロンチシステム（２つの宇宙機及びデュアルロンチアダプタの合計）の質量中心を打ち上げロケットの中心線に近付けることができる。
【００７４】
１つ以上の実施において、並列構成に位置決めされた２つの宇宙機は相互に同一のものではない。例えば、２つの宇宙機間で、宇宙機サイズ、アンテナサイズ（例えば側方アンテナサイズ、アースデッキアンテナサイズ）、乾燥質量、及びその他の測定値は同一である必要はない。
【００７５】
図１３Ａから図１３Ｃは、本開示のいくつかの態様に従った、ＧＥＯ宇宙機が同一でない場合の並列デュアルロンチ構成の垂直断面図、斜視図、及び水平断面図を示す。具体的には、図１３Ａから図１３Ｃにおいて、第１の宇宙機１３０５は第２の宇宙機１３１０と同一ではない。一例として、第２の宇宙機１３１０はアースデッキ搭載アンテナ１３１５及び１３２０を含むのに対し、第１の宇宙機１３０５はアースデッキ搭載アンテナを含まない。更に、図１３Ａから図１３Ｃに示すように、第１の宇宙機１３０５及び第２の宇宙機１３１０の高さは相互に異なる。各宇宙機１３０５及び１３１０は異なるコンポーネント（例えばアンテナ）を有するので、各宇宙機１３０５及び１３１０の乾燥質量は概して異なる。
【００７６】
図１４Ａから図１４Ｃは、本開示のいくつかの態様に従った、並列打ち上げ構成のＧＥＯ衛星の例示的な展開シーケンスの説明図を示す。展開シーケンスは図１２Ａから図１２Ｃのものと同様であるが、並列打ち上げ構成に位置決めされた２つのＧＥＯ宇宙機が同一でない点が異なっている。
【００７７】
図１５は、本開示のいくつかの態様に従った、デュアルロンチミッション性能を提示するグラフを示す。具体的には、単一の宇宙機の乾燥質量、軌道遷移時間、及びデュアルロンチ構成の２つの宇宙機の合計湿質量が提示されている。アトラスＶ５５１の打ち上げロケットでは、２，６００ｋｇを超える宇宙機乾燥質量を達成することができる。アトラスＶ５５１の打ち上げロケットでは、対応する７，２２５ｋｇの湿質量を利用可能である。
【００７８】
本開示の１つ以上の実施において、ファルコン９又はプロトンＭ打ち上げでは、分離面からアースデッキまでの代表的な宇宙機高は約５．２ｍであり、これはすなわち、３．５ｍである積層設計の高さよりも約１．７ｍ高い。ＳＹＬＤＡ＋１５００ｍｍのアリアン５の打ち上げでは、並列打ち上げ宇宙機はアンテナ構成に応じて３．２から５ｍの高さを有する。これは、標準的な１．５７ｍ又は２．６２ｍの打ち上げロケットインタフェースリングの上の約１ｍのデュアルロンチアダプタ高を想定している。アリアン５の下方位置での打ち上げでは、図１Ａに示したような、小さいフェアリング直径（４．６ｍに比べて４ｍ）及び低い高さの制約により、上方位置で可能であるものに比べて可能な宇宙機高及びアンテナサイズが制限される。並列宇宙機では、多種多様なアンテナ機構が可能である。例えば図１０Ａから図１０Ｄの宇宙機は、Ｆ／Ｄが１．０の２つの５ｍアンテナを含む。リフレクタブームの構成を変更することによって、最大で７．０ｍの焦点距離が可能である。
【００７９】
表４に示すように、打ち上げロケットに応じて、本開示の１つ以上の実施に従った並列デュアルロンチ機構で利用される宇宙機では最大で約２，６００ｋｇの宇宙機乾燥質量を達成可能である。また、表４に示すものより大きい宇宙機乾燥質量（例えば最大３，５００ｋｇ）を達成することも可能である。これらは代表的な最大質量値であることに留意すべきである。しかしながら、所与の場合に達成可能な乾燥質量は、宇宙機の推進効率、デュアルロンチアダプタ質量、ミッション速度−変化要件、及び他のファクタに依存する。また、表４は、所与の乾燥質量を達成するために必要な打ち上げ質量であるペイロードシステム質量も示す。ペイロードシステム質量に含まれるのは、２つの宇宙機及び全ての推進剤、更に、デュアルロンチアダプタ質量のペナルティがアリアン及びファルコン９では３２６ｋｇ、アトラスＶ及びプロトンＭでは４５０ｋｇである。このペナルティは、一般に単一の打ち上げに適用される標準的な打ち上げロケット性能予測に含まれない追加のアダプタ質量を表す。乾燥質量は、軌道遷移及びステーションキーピングの双方にキセノン推進システムを用いると仮定している。本開示に従った宇宙機設計において従来の化学推進システムも使用可能である。しかしながら、達成される乾燥質量は実質的に低減する。
【００８０】
【表４】
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【００８１】
図１６Ａは、本開示のいくつかの態様に従った並列デュアルロンチ構成の斜視図である。この並列デュアルロンチ構成は第１の宇宙機１６０５及び第２の宇宙機１６１０を含む。第１の宇宙機１６０５及び第２の宇宙機１６１０は、例えばアトラスＶ５ｍミディアムフェアリング又はファルコンフェアリング内部にあり得る。図１６Ｂ及び図１６Ｃは、本開示のいくつかの態様に従った、収納構成の例示的な宇宙機（例えば第１の宇宙機１６０５又は第２の宇宙機１６１０）の第１の側及び第２の側をそれぞれ示す。第１の側は＋ｙ方向に面するものとし、第２の側は−ｙ方向に面するものとすることができる（例えばＧＥＯミッションでは東側及び西側）。図１６Ｄ及び図１６Ｅは、本開示のいくつかの態様に従った、図１６Ｂ及び図１６Ｃの宇宙機（例えば第１の宇宙機１６０５又は第２の宇宙機１６１０）の展開構成の上面図及び斜視図をそれぞれ示す。
【００８２】
図１６Ａから図１６Ｅの宇宙機（例えば第１の宇宙機１６０５又は第２の宇宙機１６１０）は、宇宙機アースデッキに搭載された地球観測計器１６１５を含む。例えば地球観測計器１６１５は、気象データを提供するＡＢＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｂａｓｅｌｉｎｅ  Ｉｍａｇｅｒ）とすることができる。地球観測計器１６１５は、サウンダ等の他のいずれかの種類のリモートセンシング計器、又は赤外線（ＩＲ）画像を収集する計器とすることも可能である。図１６Ａから図１６Ｅに示す実施を含む、本開示の様々な実施に従った並列デュアルロンチ構成は、一方又は双方の宇宙機（例えば１６０５及び１６１０）のアースデッキ上に地球観測計器等のペイロードコンポーネントを搭載することができる。これに対して、積層デュアルロンチ構成では、下部の宇宙機はそのアースデッキ上にペイロードコンポーネント（例えば地球観測計器、アースデッキ搭載アンテナ等）を搭載することができない。
【００８３】
図１６Ａ〜図１６Ｅの宇宙機（例えば第１の宇宙機１６０５又は第２の宇宙機１６１０）は、多数のアンテナを含む側方搭載アンテナ機構も含む。第１の側は側方搭載アンテナ１６２０、１６２２、１６２４、１６２６及び１６２８を含む。側方搭載アンテナ１６２０、１６２２、１６２４及び１６２６は、開口径が０．７６ｍ（３０インチ）のＸバンド可動アンテナとすることができる。側方搭載アンテナ１６２８は、極超短波（ＵＨＦ）らせんアンテナとすることができる。第２の側は側方搭載アンテナ１６３０、１６３２、１６３４及び１６３６を含む。側方搭載アンテナ１６３０、１６３２、１６３４及び１６３６は、開口径が０．６６ｍ（２６インチ）のＫａバンド可動アンテナとすることができる。
【００８４】
また、宇宙機（例えば第１の宇宙機１６０５又は第２の宇宙機１６１０）は、アースデッキ搭載ペイロードコンポーネント１６４０、１６４２及び１６４４も含む。アースデッキ搭載ホーン１６４０及び１６４２は、例えばＫａバンドホーンとすることができる。アースデッキ搭載アンテナ１６４４は、開口径が０．３０ｍ（１２インチ）のＫａバンド可動アンテナとすることができる。また、宇宙機（例えば第１の宇宙機１６０５又は第２の宇宙機１６１０）は、ソーラーアレイ１６４５及び１６４７も含む。
【００８５】
図１６Ａから図１６Ｅの宇宙機（例えば第１の宇宙機１６０５又は第２の宇宙機１６１０）は、例えば、三遠地点軌道（ＴＡＰ：Ｔｒｉｐｌｅ  Ａｐｏｇｅｅ  Ｏｒｂｉｔ）で動作すると共に北極地方の通信及び天候データを提供することを目的とするＨＥＯ宇宙機とすることができる。ＴＡＰの軌道は公称で周期が１６時間、傾斜は６３．４度、遠地点高度は４３，４９７ｋｍ、近地点高度は８，１０２ｋｍ、近地点引数は２７０度である。ツンドラ軌道（２４時間周期）又はモルニヤ軌道（１２時間周期）等、ＧＥＯ、ＭＥＯ、又はＨＥＯを含む軌道において、同様に構成した宇宙機が動作することができる。
【００８６】
１つ以上の実施によれば、０．５５から０．８までのアスペクト比によって、異なる種類の側方搭載ペイロードコンポーネントを収容することが可能となる。例えば宇宙機は、一方側又は双方側（例えば東側及び西側）において、単一の側方搭載アンテナ（例えば図１０Ｃの１０１１）、２つの側方搭載アンテナ（例えば図１１Ｂの１１１１及び１１１２）、又はもっと多くの小型の側方搭載アンテナ（例えば図１６Ｄの１６２０、１６２２、１６２４及び１６２６、及び／又は図１６Ｄの１６３０、１６３２、１６３４及び１６３６）を有することができる。宇宙天候計器等、一方側又は双方側で展開される他の種類のペイロードコンポーネントも本開示の範囲内であることに留意すべきである。
【００８７】
図１７Ａは、本開示のいくつかの態様に従った並列デュアルロンチ構成の斜視図である。この並列デュアルロンチ構成は第１の宇宙機１７０５及び第２の宇宙機１７１０を含む。第１の宇宙機１７０５及び第２の宇宙機１７１０は、例えばプロトンＭ５ｍのフェアリング、アトラスＶ５ｍミディアムフェアリング、又はファルコンフェアリング内部にあり得る。図１７Ｂは、本開示のいくつかの態様に従った、収納構成の宇宙機（例えば第１の宇宙機１７０５又は第２の宇宙機１７１０）の第１の側を示す。図１７Ｃ及び図１７Ｄは、本開示のいくつかの態様に従った、収納構成の第１の宇宙機１７０５の第２の側及び第２の宇宙機１７１０の第２の側をそれぞれ示す。図１７Ｅ及び図１７Ｆは、本開示のいくつかの態様に従った、展開構成の第１の宇宙機１７０５の上面図及び斜視図をそれぞれ示す。図１７Ｇは、宇宙機（例えば第１の宇宙機１７０５又は第２の宇宙機１７１０）について例示的な寸法を示す。特に明記しない限り単位はインチである。
【００８８】
各宇宙機（例えば図１７Ａから図１７Ｆの１７０５及び１７１０）は、アースデッキ上に大型アンテナフィード１７１５を含む。宇宙機１７０５は、アースデッキ上に搭載された小さいペイロードコンポーネント１７３５（例えば小型アンテナ）も含む。宇宙機１７０５及び１７１０の第１の側は、展開可能リフレクタを備えた側方搭載アンテナ１７２０を含む。宇宙機１７０５及び１７１０の各々は、第２の側に搭載されたいくつかの直接放射アンテナ（例えば１７２５及び１７３０）を含む。宇宙機１７０５及び１７１０の各々はソーラーアレイ１７５０及び１７５５も含む。宇宙機１７０５及び１７１０の各々は、通常の東側及び西側の面が軌道における天底面及び天底と反対の（ａｎｔｉ−ｎａｄｉｒ）面である（例えば宇宙機は９０度のピッチ角で方位付けられている）点で、地球に対する方位付けが標準的なＧＥＯ宇宙機とは異なることに留意すべきである。
【００８９】
単一のフェアリング内に２つの宇宙機を並列に搭載する開示したシステム及び方法によって、双方の宇宙機がいっそう背の高いエンベロープを利用できるので、焦点距離の長いアンテナ設計を用いることと、アースデッキにアンテナ及び他の機器を搭載することが可能となる。これは、積載構成では上部の宇宙機においてのみ可能である。デュアルロンチ設計は、民生用の打ち上げ（ファルコン、プロトン、又はアリアン５等）について３０Ｍドルから５０Ｍドルの範囲でミッションコストを削減することができる。並列手法は、アリアン５の上方位置又は下方位置において使用可能である。
【００９０】
主題の技術の記載は、本明細書に記載した様々な態様を当業者が実施できるように与えている。主題の技術について様々な図面及び態様を参照して具体的に記載したが、これらは例示の目的のためだけのものであり、主題の技術の範囲を限定すると解釈されるものでないことは理解されよう。
【００９１】
主題の技術を実施するためには他にも多くの方法があり得る。本明細書に記載した様々な機能及び要素は、主題の技術の範囲から逸脱することなく、示したものとは異なる方法で分割することができる。これらの態様に対する様々な変形は当業者には容易に明らかとなり、本明細書に規定した一般的な原理は他の態様にも適用され得る。従って、主題の技術の範囲から逸脱することなく、主題の技術に対する多くの変更及び変形が当業者によって実施可能である。
【００９２】
開示したプロセス中のステップの特定の順序又は階層は例示的な手法の一例であることは理解されよう。設計の好みに基づいて、プロセス中のステップの特定の順序又は階層を配置し直すことも可能であることは理解されよう。ステップのいくつかは同時に実行してもよい。
【００９３】
上記の寸法の態様（例えば宇宙機高、アンテナ直径、コアシリンダ構造の直径等）は例示であり、１つ以上の実施に従ってこれらの寸法について他の値を利用可能であることに留意すべきである。更に、上記の寸法の態様は一般に公称値である。当業者に認められるように、コアシリンダ構造の直径等の各寸法の態様は、その寸法の態様に関連した公差を有する。
【００９４】
本明細書で用いる場合、一連のアイテムに付随する「〜の少なくとも１つ」という語句は、それらのアイテム間を分離する「及び」や「又は」という言葉と共に、リストの各要素（ｍｅｍｂｅｒ）（すなわち各アイテム）でなく、全体としてリストを修飾する。また、「〜の少なくとも１つ」という語句は、リスト化した各アイテムの少なくとも１つの選択を要求するものではない。この語句には、アイテムのいずれか１つの少なくとも１つ、及び／又はアイテムのいずれかの組み合わせの少なくとも１つ、及び／又はアイテムの各々の少なくとも１つを含む意味が可能である。一例として、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ」、又は「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つ」という語句は、各々、Ａのみ、Ｂのみ、又はＣのみ；Ａ、Ｂ及びＣのいずれかの組み合わせ；及び／又はＡ、Ｂ及びＣの各々の少なくとも１つを示す。
【００９５】
単数の要素に対する言及は、特に指定しない限り、「唯一の」を意味するのでなく、「１つ以上の」を意味することが意図される。「いくつか（ｓｏｍｅ）」という言葉は１つ以上を指す。下線付き及び／又はイタリック体の見出し及び小見出しは、便宜上用いるに過ぎず、主題の技術を限定するものではなく、主題の技術の記載の解釈と関連付けて参照されるものではない。当業者に既知であるか又は後に既知となる、本開示全体を通して記載された様々な態様の要素についての全ての構造的及び機能的な均等物は、引用により本明細書に明示的に含まれ、主題の技術によって包含されることが意図される。更に、本明細書の開示には、そのような開示が上述の記載で明示的に述べられているか否かにはかかわらず、公用のみに供される（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｐｕｂｌｉｃ）ことが意図されたものではない。
【００９６】
１つの態様、その態様、別の態様、いくつかの態様、１つ以上の態様、１つの実施、その実施、別の実施、いくつかの実施、１つ以上の実施、１つの実施形態、その実施形態、別の実施形態、いくつかの実施形態、１つ以上の実施形態、１つの構成、その構成、別の構成、いくつかの構成、１つ以上の構成、主題の技術、開示、本開示、それらの他の変形等の語句は便宜上のものであり、そのような語句（複数の語句）に関する開示が主題の技術に不可欠であることも、そのような開示が主題の技術の全ての構成に適用されることも示唆しない。そのような語句（複数の語句）に関する開示は、全ての構成又は１つ以上の構成に適用され得る。そのような語句（複数の語句）に関する開示は１つ以上の例を提供することができる。１つの態様又はいくつかの態様等の語句が１つ以上の態様を指すこともその逆もあり、このことは前述した他の語句にも当てはまる。
【００９７】
「例示的な」という言葉は、「一例として又は例示として機能すること」を意味するために本明細書で用いられる。本明細書において「例示的な」として記載された態様又は設計は、必ずしも他の態様又は設計よりも好ましいか又は有利であるとは解釈されない。
【００９８】
当業者に既知であるか又は後に既知となる、本開示全体を通して記載された様々な態様の要素についての全ての構造的及び機能的な均等物は、引用により本明細書に明示的に含まれ、クレームによって包含されることが意図される。更に、本明細書の開示には、そのような開示がクレームで明示的に述べられているか否かにはかかわらず、公用のみに供されることが意図されたものはない。クレームの要素は、要素が「〜ための手段」という語句を用いて明示的に記載されない限り、又は、方法クレームの場合に要素が「〜ためのステップ」という語句を用いて記載されない限り、米国特許法第１１２条の第６パラグラフの規定のもとで解釈されない。更に、記載又はクレームにおいて「含む」、「有する」等の言葉を用いる限りにおいて、そのような言葉は、「備える」という言葉がクレームで移行語句として用いられる場合に解釈されるのと同様に、包括的であることが意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１７Ｆ】
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【図１７Ｇ】
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