(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストレージ衛星のコンステレーションにおいて記憶のために軌道通信衛星を通じて地上ベースのアクセス端末からデータファイルをリレーする宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステムであって、
少なくとも１つの通信衛星であって、
第１の電源と前記第１の電源から受け取った電力を貯蔵することが可能な第１の電力貯蔵コンポーネントとを備える第１の電力システム、
前記第１の電力システムによって電力を供給され、前記地上ベースのアクセス端末からデータファイルを受信するように構成された第１の通信アレイであって、少なくとも１つのストレージ衛星と光学的衛星間リンクを確立し、前記少なくとも１つのストレージ衛星へ前記データファイルをリレーするように更に構成される、第１の通信アレイ、および
前記第１の電力システムによって電力を供給され、前記第１および第２の通信アレイに結合されたプロセッサ
を備える、少なくとも１つの通信衛星と、
複数のストレージ衛星であって、各ストレージ衛星は、
第２の電源と前記第２の電源から受け取った電力を貯蔵することが可能な第２の電力貯蔵コンポーネントとを備える第２の電力システム、
前記第２の電力システムによって電力を供給され、前記通信衛星の前記第１の通信アレイと光学的衛星間リンクを確立するように構成される第２の通信アレイであって、前記第２の通信アレイは、他のストレージ衛星の前記第２の通信アレイと光学的衛星間リンクを確立するように更に構成され、第３の通信アレイが前記データファイルを受信するように構成される、第２の通信アレイ、
前記第２の電力システムによって電力を供給された少なくとも１つのデータストレージ要素、および
前記第２の電力システムによって電力を供給され、前記第３の通信アレイおよび前記少なくとも１つのデータストレージ要素に結合されたプロセッサであって、前記プロセッサは、前記データファイルを前記少なくとも１つのデータストレージ要素へ記録し、前記第３の通信アレイによって受信されたデータファイル取り出しリクエストに応じて前記データファイルを前記少なくとも１つのデータストレージ要素から取り出すように構成された、プロセッサ
を備える、複数のストレージ衛星と、を備え、
各ストレージ衛星は、前記通信衛星が、いずれかの第１のストレージ衛星により確立された光学的衛星間リンクを通じていずれかの第２のストレージ衛星に記憶されたいずれかのデータファイルを取り出すことを可能にするように構成され、
前記少なくとも１つの通信衛星は、地球表面上の地球静止軌道を占有し、前記複数のストレージ衛星は、地球上の２，０００ｋｍ未満の低地球軌道を占有するように構成される、
宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項２】
各ストレージ衛星は、データファイルが、通信衛星を介して間接的に、アクセス端末からストレージ衛星への送信のみがされることができるように構成される、
請求項１に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項３】
前記複数のストレージ衛星は、地球表面上の約７００−９００ｋｍの低地球軌道を占有するように構成される、
請求項１に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項４】
前記通信衛星は、前記地上ベースのアクセス端末から前記ストレージ衛星のうちの少なくとも１つへ前記データファイルを受信およびリレーするように構成される、
請求項１に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項５】
宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステムであって、
通信衛星からデータファイルを受信し、前記データファイルをデータストレージ要素へ記録するように構成される複数の軌道ストレージ衛星を含むストレージコンステレーションを備え、
前記ストレージ衛星は、光学的衛星間リンクを介して相互接続されるように構成され、
前記ストレージコンステレーションにおける全てのストレージ衛星は、連続したストレージ衛星間のリレーの連続的なループを通じて互いに通信可能に結合され、
前記ストレージコンステレーションは、前記データファイルを複数のファイル断片に分けるように構成され、前記ファイル断片の各々は、少なくとも２つのストレージ衛星へ冗長に記録され、
各ストレージ衛星は、アクセス端末からストレージ衛星へデータを送信するための唯一の通信リンクが、通信衛星を通じて間接的であるように構成され、
前記複数のストレージ衛星は、少なくとも２つの軌道面へ分割され、各データファイルは、少なくとも２つの異なる軌道面条のストレージ衛星において冗長に記憶される、
宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項６】
各ストレージ衛星は、いずれかの第１のストレージ衛星が、前記ストレージコンステレーションにおいていずれかの第２のストレージ衛星に記憶されたいずれかのデータファイルを取り出すことができるように構成される、
請求項５に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項７】
ストレージネットワークは、少なくとも２つのストレージ衛星に冗長に記録されたデータファイルを再送信するように構成される、
請求項５に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項８】
データファイル取り出し要求を受信するストレージ衛星は、少なくとも２つのストレージ衛星から同時にデータファイルまたはデータファイルの一部を取り出すように構成される、
請求項７に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項９】
各ストレージ衛星は、少なくとも２つの他のストレージ衛星との開いた光学的衛星間リンクを維持するように構成される、
請求項５に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項１０】
第２のストレージ衛星は、データファイルが、データファイル取り出し要求が受信された第３のストレージ衛星へ記憶される第１のストレージ衛星からのデータファイルをリレー送信するように構成される、
請求項５に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項１１】
各ストレージ衛星は、
電源と前記電源から受け取った電力を貯蔵することが可能な電力貯蔵コンポーネントとを備える電力システムと、
前記電力システムによって電力を供給され、前記ストレージコンステレーションにおいて他のストレージ衛星と光学的衛星間リンクを確立するように構成され、前記通信衛星と通信するように更に構成される、通信アレイと、
前記電力システムによって電力を供給されるデータストレージ要素と、
前記電力システムによって電力を供給され、前記通信アレイおよび前記データストレージ要素と結合されたプロセッサであって、前記プロセッサは、前記データストレージ要素へのファイルの記録および前記データストレージ要素からのファイルの取り出しを処理するように構成され、前記プロセッサは、前記通信アレイから受信されるか、または前記通信アレイへ送られる信号を処理するように更に構成された、プロセッサと、
を備える、請求項５に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項１２】
前記データストレージ要素は、放射線遮蔽によって取り囲まれた、請求項１１に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項１３】
前記ファイルは、前記データストレージ要素へ記録される前に重複排除される、請求項５に記載の宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム。
【請求項１４】
宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステムにデータファイルを記録する方法であって、
データファイルを受信するステップと、
第１の地上ベースのアクセス端末から第１の通信衛星へ前記データファイルを送信するステップと、
通信衛星と光学的衛星間リンクのために利用可能なストレージコンステレーションにおいて第１のストレージ衛星を識別するステップと、
光学的衛星間リンクを介して、前記通信衛星から前記第１のストレージ衛星へ前記データファイルを送信するステップと、
前記データファイルの第１のコピーを前記第１のストレージ衛星におけるデータストレージ要素へ記録するステップと、
前記データファイルの第２のコピーを記憶するために利用可能な前記ストレージコンステレーションにおいて第２のストレージ衛星を識別するステップと、
光学的衛星間リンクを介して、前記データファイルの前記第２のコピーを前記ストレージコンステレーションにおける第２のストレージ衛星へ送信するステップと、
前記データファイルの前記第２のコピーを前記第２のストレージ衛星におけるデータストレージ要素へ記録するステップと、
前記データファイルと関連付けられた取り出し要求を受信するステップと、
第２の地上ベースのアクセス端末から第２の通信衛星へ前記取り出し要求を送信するステップと、
前記第２の通信衛星と光学的衛星間リンクのために利用可能な前記ストレージコンステレーションにおける第３のストレージ衛星を識別するステップと、
光学的衛星間リンクを介して、前記第２の通信衛星から前記第３のストレージ衛星へ前記取り出し要求を送信するステップと、
前記データファイルの前記第１のコピーを前記第１のストレージ衛星の第１のデータストレージ要素に配置するステップと、
前記データファイルの前記第２のコピーを前記第２のストレージ衛星の第２のデータストレージ要素に配置するステップと、
光学的衛星間リンクを介して、前記取り出し要求を前記ストレージコンステレーションにおける前記第１のストレージ衛星へ送信するステップと、
光学的衛星間リンクを介して、前記取り出し要求を前記ストレージコンステレーションにおける前記第２のストレージ衛星へ送信するステップと、
前記第１のストレージ衛星における前記第１のデータストレージ要素から前記第３のストレージ衛星へ前記データファイルの前記第１のコピーを送信するステップと、
前記第２のストレージ衛星における前記データストレージ要素への前記データファイルの前記第２のコピーを前記第３のストレージ衛星へ送信するステップと、
前記３のストレージ衛星から前記第２の通信衛星へ前記データファイルを送信するステップと、
前記第２の通信衛星から第２の周回ベースのアクセス端末へ前記データファイルを送信するステップと、
を備える方法。
【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、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１５年２月３日出願の「スカイクラウド自律的電子データストレージおよび情報配信ネットワークシステム」と題する、米国特許仮出願第６２／１１１，６００号の優先権の利益を主張する。
【０００２】
技術分野
本文書は、一般に、ストレージネットワークに関する。本出願は、より詳しくは、データを軌道衛星内で遠隔的にホスティングするクラウドストレージネットワークおよびそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
長年にわたって、コンピュータは、サイズ、速度、および性能が向上し、ユーザが作成、アクセスおよび記憶するデータの量は、指数関数的に増大した。従来のバックアップソリューションは、データをテープ・バックアップのようなローカルストレージ媒体へ周期的にコピーするが、かかるソリューションは、リモートアクセシビリティを保有せず、デバイス故障に対して脆弱なことがある。高速インターネット・アクセスおよびモバイルコンピューティングの創出に伴って、データを遠隔的に記憶およびバックアップする需要が急速に増加した。ユーザ（組織を含む）は、ますます彼らのデータ、およびアプリケーションさえもリモートデータサーバ上に記憶して、彼らのデータおよびアプリケーションに遠隔的にアクセスしている。リモートデータストレージ・プロバイダは、長期間にわたってデータを確実に記憶しなければならず、多くのユーザは、迅速に任意のロケーションから彼らのデータにアクセスすることを望む。
【０００４】
クラウドコンピューティングは、アプリケーションプログラムのようなコンピューティングリソースおよびファイルストレージがインターネットもしくは何か他のネットワークを通じて遠隔的にホスティングされ、アクセスされるネットワークシステムである。今日のクラウドストレージネットワークは、世界中に位置するデータセンターへ電子データを転送して記憶し、それらのセンターから電子データを取り出すために有線および無線接続を用いる。ネットワークアクセスの過半数が土地および電力が高価な都市圏において生じ、一方で大部分のデータセンターは、土地および電力が安価な地方に位置し、データが多くのジャンクションおよびアクセスポイントを通じて数千キロメートルの電線を伝わるにつれて追加的な遅延をもたらす。有線および無線ネットワークの所有者は、アクセス料金を請求し、ユーザおよびサービスをスロットリングできて、さらにセキュリティリスクさえ作り出しうる。加えて、今日のクラウドストレージネットワークを有効にするためにはユーザが有線または無線ネットワークのカバレッジエリア内にいなければならず、リモートまたは未知のロケーションでのアクセスを困難あるいは不可能にする。
【０００５】
地上のデータセンターは、構造物、高信頼性電源、高信頼性高速通信アクセシビリティ、冷却および物理的セキュリティを含むインフラストラクチャーを必要とする。データセンター・ロケーションがユーザを望まれない管轄またはセキュリティリスクにさらすかもしれず、地理的なデータストレージ・ロケーションに関する政府の制約は、データアクセスに対する複雑な規則を提示する。データセンターにおける物理的侵入または局所的災害は、データ喪失、不正アクセス、またはサービス中断をもたらしうるであろう。インターネットに接続されたクラウドストレージネットワークは、このネットワークが、本来、複数のサーバおよび第３者ネットワークを通じてアクセス可能なため、追加的なリスクを提示し、その中に記憶された電子データを不正アクセス、ハッキングの試み、および電子セキュリティ違反にさらす。
【０００６】
従って、本発明者らは、最新のデータセンターの地理的およびインフラストラクチャー要件のない改善されたリモートデータストレージ・ネットワークが必要なことを認識した。
【発明の概要】
【０００７】
それゆえに、世界中のどこからでも迅速、確実、かつ安全にアクセスできる新しい改善されたリモートデータストレージ・ネットワークが継続的に必要である。
【０００８】
独自に設計された宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム（「衛星クラウドネットワーク」）の様々な態様が開示される。衛星クラウドネットワークは、データを一連のストレージ衛星内で遠隔的に記憶するように構成され、これらのストレージ衛星は、データを記憶し、取り出して、その情報を惑星の表面へ、または他の衛星へ通信することができる。衛星は、任意の軌道内の気球、小型飛行船、飛行機、空輸ドローン、ジェット機、グライダー、船、宇宙船、宇宙ステーション、惑星ステーション、または従来型衛星を含めて任意の船艇またはボディであってもよい。一態様において、衛星クラウドネットワークは、複数の相互に通信するデータストレージ衛星を含み、これらのデータストレージ衛星は、それぞれがデータを記憶するように構成され、それぞれが通信ネットワーク（例えば、レーザ通信または高周波通信）を通じて他のデータストレージ衛星へデータを送り、またはそれからデータを取り出すことが可能である。ユーザは、いずれか１つのデータストレージ衛星によって確立された通信リンクを通じて、任意のデータストレージ衛星上のデータにアクセスできる。一態様において、データストレージ衛星は、地球低軌道（例えば、地球表面の上方１６０キロメートルと２０００キロメートルとの間の軌道）を占有してもよい。一態様において、アクセスポイント（本例では地上アクセスポイント、しかし、本発明は、いずれかの天体、衛星もしくは船艇上の任意のアクセスポイントでも機能するであろう）は、地球同期通信衛星（または、任意の軌道もしくは位置における任意の中間衛星）へデータを送信し、それらからデータを取り出し、通信衛星は、ストレージ衛星へデータを送信し、またはそれらからデータを取り出す。この構成は、通信衛星がデータを複数のストレージ衛星へ再送信する間に地上アクセスポイントが通信衛星との連続的な接続を維持することを可能にする。他の態様では、地上アクセスポイントが複数の相互に通信するデータストレージ衛星と直接に通信できるであろう。
【０００９】
一態様において、各ストレージ衛星は、電力システム、１つ以上の通信アレイ、１つ以上のデータストレージ要素、および制御システムを含むであろう。
【００１０】
電力システムは、１つ以上の電池に電気的に結合された１つ以上の電源（例えば、ソーラーパネル、熱ハーベスティング、原子核融合、原子核分裂、化学的腐敗、または自由電子収集システム）を備える。ソーラーパネルは、衛星に電力を供給し、電池を充電するために太陽エネルギーを収集できる。電池は、惑星または他の物体によって衛星が太陽光線から遮られたときにバックアップ電力を提供する。一態様において、ストレージ衛星は、吸収されるエネルギーを増加または減少させるためにソーラーパネルを開閉する、あるいは、ソーラーパネルを光源の方へ向けるかまたは光源から逸らすことが可能なロボティックスおよび電子命令を含む。地球の陰に入る前またはそこから出た直後にはエネルギー吸収を増加させることが有益であろう。加えて、電池がフル充電に近いか、または衛星が熱エネルギーを低減する必要があるときにはエネルギー吸収を減少させることが有益であろう。
【００１１】
通信アレイは、他のストレージ衛星と通信することが可能な無線通信システム（例えば、レーザ通信リンク、マイクロ波リレー、または高周波送信）を含むことができる。一様態において、各ストレージ衛星の通信アレイは、直前の先頭ストレージ衛星および直後の後続ストレージ衛星の通信アレイと常に通信を行う。これらのストレージ衛星は、連続的なネットワークを作り出すことができて、いずれかのストレージ衛星がネットワーク内の任意の他のストレージ衛星へデータおよび命令を送り、またはそれからデータおよび命令を取り出すことを許容する。別の態様では、各ストレージ衛星は、ネットワークの信頼性および性能を向上させるために、前の２つ以上の衛星および後ろの２つ以上の衛星と通信することが追加的に可能である。ストレージ衛星は、代わりの軌道面または軌道半径内のストレージ衛星またはリレー衛星と通信することもできる。一態様において、通信アレイは、１つ以上の通信衛星に対してデータおよび命令を追加的に送り、取り出すことができ、１つ以上の通信衛星は、アクセスポイントに対してデータおよび命令を送り、取り出す。別の実施形態では、通信アレイは、アクセスポイントに対して直接にデータおよび命令を送り、取り出すことができる。
【００１２】
データストレージ要素は、電力システムによって電力を供給され、プロセッサを通じて通信アレイへ結合される。データストレージ要素は、磁気ハードドライブ、フラッシュメモリ、３Ｄ  ＮＡＮＤメモリ、および／またはホログラフィックメモリを備えることができる。一態様において、単一のストレージ衛星のデータストレージ要素は、１〜５ペタバイトの間のデータを記憶することが可能である。バイト、キロバイト、メガバイト、ギガバイト、テラバイト、ペタバイトおよびそれ以上当たりの価格および体積は、経時的に減少する。他の実施形態では、５ペタバイト超と著しく増加したストレージをもつストレージ衛星が好ましいことがありうる。他の実施形態では、（例えば、単一の企業サーバ、または限られたストレージ期間が意図された衛星のためには）１ペタバイト未満の衛星が好ましいことがある。データストレージ要素は、打ち上げの間の圧力および振動、宇宙の真空における極端な温度および圧力、ならびに／または惑星大気外の放射線曝露を弱めるために特別に構成されて取り付けられてもよい。磁気ハードドライブは、真空中の動作を可能にするために気圧を正常に保ち、シールされてもよい。いくつかの態様では、データストレージ要素は、強い放射の期間中に損傷を最小限に抑えるためにストレージ要素への書き込みを一時停止するか、または完全にパワーダウンしてもよい。無効もしくは一時停止した記録期間中に受信された任意の命令またはデータは、発信元のストレージ衛星へ戻されてもよく、または別のストレージ衛星へ向けられてもよい。命令またはデータが通信衛星もしくはリレー衛星から受信されたのであれば、これらの命令またはデータは、記録のために代わりのストレージ衛星へ向けられるであろう。データストレージ要素は、さらに、低電力またはアイドルモードに入ってもよい。低電力またはアイドルモードは、電力消費量を節約する、熱を減少させるか、または低トラフィック期間中にデータストレージ要素のうちのいくつかを無効にするために有益なことがある。データストレージ要素は、放射干渉を最小限に抑えるために遮蔽されてもよい。データストレージ要素は、任意の破損ビットを反転させるか、または書き換えるための能力を含んでもよい。データストレージ要素は、モジュール式、交換可能か、または拡張可能であってもよい。データストレージ要素は、データを安全にバックアップするために、データをストレージ衛星内またはストレージ衛星間の複数のロケーション上に冗長に記憶してもよい。いくつかのケースでは、通信アレイにおいて別のストレージ衛星から受信された命令がプロセッサをバイパスして、記録されることになるデータストレージ要素へ直接に行ってもよい。
【００１３】
１つ以上のプロセッサは、パーシステントおよび／またはノンパーシステントメモリに接続されて、電力システム、通信アレイ、およびデータストレージ要素の動作を制御する。複数のストレージ衛星が複雑な処理に関する計算を一緒に扱うために処理電力を貯えることができる。プロセッサまたはデータストレージ要素は、データを保護するため、およびストレージを最適化するための暗号化および／または重複排除命令を含んでもよい。プロセッサは、データストレージ要素にアクセスを提供する前に、アクセスポイント・クレデンシャルをチェックして、アクセスポイントがデータを送るか、または取り出すことを認可されていることを確かめる認可システムも含んでもよい。
【００１４】
一態様において、ストレージ衛星は、ストレージ衛星が軌道減衰を自己修正し、ネットワーク内への他のストレージ衛星の追加または削除を最適化するために衛星間距離を調整できるように、位置決定システム、および誘導もしくは推進システムを含むことができるであろう。
【００１５】
一態様において、ストレージ衛星は、ストレージ衛星の性能、信頼性、および存続を向上させるための放射線および熱遮蔽ならびに他の構造および支持要素を含む。有益な支持要素の一例は、衛星の軌道中への打ち上げの振動または推力の影響を最小限に抑えるための緩衝システムであろう。別の有益な構造要素は、不要な熱吸収を最小限に抑えるための鏡面を含むことができるであろう。いくつかの実施形態において、ストレージ衛星は、真空における熱吸収および放熱を最適化するための熱管理システムを用いて構成され、そのような寸法に形作られる。太陽曝露および電子要素は、真空中においても、熱を生成し、宇宙の真空中では伝導および対流がほぼ存在せず、従って、衛星は、熱エネルギーの分散および放射による散逸を操作することを通じて熱エネルギーを最適化しなければならず、この熱管理は、加熱された要素からのエネルギー捕捉、いくつかの表面上の表面積（例えば、ヒートシンク）の増大、および／または、長引く太陽曝露に起因するストレージ衛星のいずれかの側の過熱を回避するための衛星回転を含んでもよい。
【００１６】
いくつかの態様では、ストレージ衛星は、ストレージ衛星のセキュリティおよびサバイバビリティを向上させるための近接性検出、衝突検出、温度検出、および／または放射線検出も含んでもよい。一態様において、ストレージ衛星は、自己破壊および／または自己消去要素を含んでもよく、これらの要素が爆薬、電磁パルス、メモリ・イジェクタおよび／またはメモリ・ワイプ要素を含んでもよい。自己破壊および／または自己消去要素は、不正アクセスが検出される場合、もしくはストレージ衛星が顕著な衝突、軌道減衰を経験するか、または退役されることがスケジュールされている場合にアクティブ化されてよい。
【００１７】
一態様において、ストレージ衛星は、すべてが単一の軌道面を占有する。この面は、惑星の赤道とアラインされるか、または赤道に対して任意の傾きを有することができるであろう。別の態様では、複数のストレージ衛星が２つ以上の軌道面へ意図的に分けられ、惑星のカバレージを増加させて、単一の物体が一連の衝突を通じてネットワーク全体を無効にしかねない機会を減少させる。ストレージ衛星の各軌道面がそれ自体の連続的な独立したネットワークループを形成してもよく、またはより大きいネットワークを形成するために複数の軌道面が織り合わされてもよい。
【００１８】
地球の上方の距離は、衛星が安定な軌道を維持するために必要な速度を決定し、最も低い軌道は、安定な軌道内で運動エネルギーが位置エネルギーと釣り合うために最も高い速度を必要とする。地球の湾曲が低い軌道での遠い衛星間の通信を妨げることになるので、地球の上方の距離が衛星間の連続的な通信を提供するために必要な衛星の最小数も決定する。ストレージ衛星のための軌道半径が大きいほど、少ない衛星が必要とされるであろう。しかしながら、ある一定の高さでは、衛星軌道は、電子機器、特に電子データストレージに損傷を与えかねない、ヴァン・アレン放射帯中を走行することになる。内側ヴァン・アレン放射帯は、地球の中心の上方およそ４，５００から７，６００マイル（概略７，３００から１２，４００）まで（または、地球表面の上方６００マイルから３，７００マイルまで（概略７，３００と１２，７００キロメートルとの間））に概略ドーナッツ状に広がる強い放射の領域である。外側ヴァン・アレン帯は、地球の中心の上方およそ１２，０００から４１，０００マイルまでに広がる強い放射の領域であり、ピーク強度は、地球表面の上方２０，０００と３０，０００マイルとの間にある。地球同期（または地球静止）軌道は、地球の中心から２６，１９９マイル（または、平均海水面の上方２２，２３６マイル）のおよその軌道半径を必要とし、地球の周りの最も強い放射領域中を走行する。強い放射は、地球同期軌道衛星上の電子機器に著しい否定的な影響を与えかねず、かなりの遮蔽が必要とされ、これが質量および打ち上げコストを増加させる。
【００１９】
一態様において、ストレージ衛星は、地球低軌道内で地球を周回する。ある特定の態様では、６つのストレージ衛星が地球表面の上方５００マイルの距離において地球を周回する。この半径は、内側ヴァン・アレン放射帯の内側にあり、それゆえに大部分の太陽放射から遮蔽される。この軌道においては、６つのストレージ衛星が地球の周りにストレージ衛星の連続的な通信ループを形成することが可能である。別の態様では、２つの冗長なストレージ衛星を伴う、８つのストレージ衛星が地球表面の上方５００マイルの距離において地球を周回する。これら８つのストレージ衛星が地球同期通信衛星へデータおよび命令を送信し、それらからデータおよび命令を取り出して、次には地球同期通信衛星が地上アクセスポイントへデータおよび命令を送信し、それらからデータおよび命令を取り出す。他の態様は、より多数またはより少数のストレージ衛星を備えて、他の複数の軌道半径を占有する。他の実施形態では、地球表面と内側ヴァン・アレン放射帯の内側境界との間の任意の他の軌道半径を選ぶことが望ましいかもしれない。さらに別の実施形態では、内側ヴァン・アレン帯の外側境界と外側ヴァン・アレン放射帯の内側境界との間の軌道半径を選ぶことが望ましいかもしれない。データストレージは、放射、特に電子放射によって破損しかねず、従って、前の実施形態のいずれも、内側ヴァン・アレン帯の内側あるいは内側ヴァン・アレン帯と外側ヴァン・アレン帯との間の比較的低放射の領域を利用できるであろう。
【００２０】
別の態様は、ストレージ衛星に追加的なコネクティビティおよび安定性を提供する複数のリレー衛星を組み込む。リレー衛星は、通信アレイを含み、ストレージ衛星と同様に機能しうるが、データストレージ能力をほとんどまたはまったくもたない。リレー衛星は、より少ないコンポーネントを含むため、本質的により小さく、軽くて、軌道中へ打ち上げるのにより安価である。あるネットワークは、わずか１つのストレージ衛星によって機能することができ、先の例における他のストレージ衛星は、ネットワークチェーンを完成させることが可能なリレー（または「孫娘」）衛星によって置き換えられるであろう。
【００２１】
さらに別の態様は、地球同期軌道内のストレージ衛星の連続的なネットワークを含む。より多くの衛星が優れた安定性およびスループットを提供してもよいが、地球の赤道の周りを周回するわずか３つの静止衛星が連続的な通信ネットワークを形成できるであろう。
【００２２】
特定の態様および実施形態が具体的に記載されるが、容易に理解されるべきは、本発明から逸脱することなく、先または以下の態様のいずれか、または任意の態様、実施形態、特許請求の範囲または説明に関して記載される要素のいずれかが組み合わされてもよいことである。
【００２３】
本明細書に開示されるシステムの利益は、周回する衛星のグローバル・アクセシビリティおよび極度の分離に基づく。衛星のネットワーク内で電子データストレージおよび転送ネットワークをホスティングすることは、グローバル・アクセシビリティ、制限されない地理、自由な電力源、有線もしくは無線サービスプロバイダの制約からの自由、ならびに管轄または不正アクセスの懸念の解消を含めて、最新のデータセンターに影響を及ぼすいくつかの制限を除去する。
【００２４】
有線ネットワークは、ユーザとインターネットまたは専用線／ケーブル・アクセスポイントとの間に途切れない物理的ケーブルを必要とし、ケーブルは、確立されたインフラストラクチャーを必要とする。現在の無線ネットワークは、見通し線接続を必要とするか、あるいはサービスタワーまたはステーションから限られた半径のみをカバーする。見通し線は、地形、地球の湾曲、建物、および大気干渉によってしばしば損なわれる。たとえ限られた数の衛星を用いたとしても、地球表面上の任意の地点から衛星クラウドネットワークにアクセスすることができ、追加の衛星がカバレージ、ストレージ能力、および接続を改善するであろう。地上アクセスポイントは、地球同期軌道衛星または非地球同期軌道（例えば、地球低軌道、楕円軌道など）衛星と通信することができる。
【００２５】
地上データセンターは、リース、抵当、固定資産税、環境報酬経費、およびデータセンターに電力を供給し冷却するためのかなりの光熱費を含めて、著しいリカーリング・コストを負担する。宇宙は、いずれの政府または機関によっても所有されず、従って、唯一のリカーリング・コストは、保守および修理に関係する。加えて、各衛星には衛星のソーラーパネルで吸収された太陽エネルギーまたは他の独立した電源によって自由かつ十分に電力を供給できる。いくつの実施形態では、衛星は、ソーラーアレイを開閉し、吸収パネルを太陽または別の光源の方へ向けるかまたはそれから逸らすことを含めて、太陽エネルギー吸収を最適化するためのロボティックスおよびプログラミングを含む。衛星は、地球または他の物体が太陽の光線を遮る期間中に衛星が機能し続けることを可能にする、収集されたソーラーパネルを蓄積するための電池を含んでもよい。いくつかの実施形態では、衛星は、過熱を最小限に抑えるために、電池が所定の閾値を超えて充電されたときにはソーラーパネルを閉じるか、または太陽から逸らすように角度を調整することが可能である。
【００２６】
衛星および宇宙船は、従来の国境および管轄の埒外にあり、国際条約で合意された範囲内においてのみ政府の管轄および監督の対象となる。現在、宇宙条約によれば、各国は、宇宙におけるその政府および非政府宇宙船の両方について管轄権を保有する。プライバシー保護がより厳格な国からの衛星の登録または打ち上げは、衛星に対する国の管轄権を維持してもよく、衛星プロバイダがデータ・プライバシーについて最適な国を選択することを許容する。このように、宇宙に記憶されたデータは、より立ち入った領域管轄から保護されて、召喚状のリスクを除くであろう。加えて、従来の国境の外部の衛星が地球上のいくつかの地理では記憶できないであろうデータを記憶する資格を有してもよい。例えば、欧州連合は、欧州市民の個人データを取り扱う任意のサービスまたはクラウドプロバイダに対して厳格な保護、基準、および委任可能性を要求する法律を制定した、そして、この法律の重要な効果は、プライバシー保護が不十分ないくつかの管轄では欧州人の個人データを記憶できないことである。然るべき国の法律の下で動作する軌道衛星クラウドネットワークは、個人データ・プライバシー要件に安全に準拠できるであろう。加えて、衛星クラウドネットワークは、個人データ・プライバシーを維持するために、制約されたデータへのアクセスを承認された地上管轄内においてのみ制約する地理的な制限を含むことができるであろう。ハッカーに対する電子セキュリティおよび政府の侵入からの法的保護に加えて、衛星は、一旦打ち上げられると任意のタイプの侵入に対して本質的に安全である。いずれの地上データセンターのセキュリティシステムも、地球表面の上方１００キロメートル超の宇宙の真空中を毎秒数千メートルで走行することによって提供される保護には匹敵しえない。
【００２７】
衛星クラウドネットワークは、いずれの専用線からも完全に分離されており、それゆえに、旧来の政府認可による独占または歴史的投資に由来して、サービスプロバイダおよびネットワーク所有者によって適用される料金、スロットリング、コンテンツブロッキング、またはコンテンツプロモーションには束縛されない。地上アクセスポイントをもつユーザは、情報をいずれかの外部ネットワークを通じて中継することなく、彼の通信アレイ（例えば、アンテナ、サテライト・ディッシュ、またはレーザ通信）を衛星の方へ向けることができる。適切に集束された通信ビームを用いて送信する地上アクセスポイントは、情報を意図された衛星へ送ることができて、妨害のリスクを解消する。同様に適切に集束された通信ビームを用いて送信する衛星は、妨害のリスクなしに情報を意図された地上アクセスポイントへ送ることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、衛星クラウドネットワークは、インタ―ネットから接続されずに完全に独立に動作してもよい。衛星クラウドネットワークは、インターネットと相互接続されないため、ハッカーおよび認可されないユーザからの不正アクセスのリスクを著しく低減する。暗号化、ユーザ認証トークン、認可されたアクセスポイント、地理的制約、および他のセキュリティプロトコルと組み合わせて、衛星クラウドネットワークは、電子データの保護の向上を必要とするエンドユーザに完全に安全な宇宙ベースのクラウドストレージネットワークを提供する。
【００２９】
一実施形態において、衛星クラウドネットワークは、地球低軌道内（地球表面の上方１６０キロメートルと２０００キロメートルとの間）を走行するいくつかのストレージ衛星を備える。多くの実施形態では軌道衛星が考察されるが、本発明から逸脱することなく、準軌道要素、例えば、気球、小型飛行船、飛行船、飛行機、船、静止データセンター、またはそれらの任意の組み合わせに依存する同様のネットワークが組み込まれてもよいことが当業者には明らかなはずである。各ストレージ衛星は、前の衛星およびその後ろの衛星と通信を行い、各衛星をリング状に接続する連続的なロープまたはリングを作り出す。たとえ１つの衛星が稼動を停止しても、すべての残りのストレージ衛星がデータを反対方向へ送ることによって依然としてネットワーク通信を行う。追加的または冗長な衛星は、ネットワークシステムのフレキシビリティおよびサバイバビリティも増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】すべてのストレージ衛星が単一の軌道面を占有する衛星クラウドネットワークの第１の実施形態を表したものである。
【図２】２つの軌道面間に分けられた複数のストレージ衛星を図示する衛星クラウドネットワークの第２の実施形態を表したものである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明を説明するが、それを限定することは意図されない、図面を参照して特徴、態様および利点が以下に記載される。図面中、同様の参照文字は、同様の実施形態を通じて一貫して対応する特徴を示す。
【００３２】
図１および２は、宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム（「衛星クラウドネットワーク」または「ＳｋｙＣｌｏｕｄ」の択一的な実施形態を示す。
【００３３】
図１は、単一の軌道面（ＯＲＢ１）を占有する複数の衛星を図示する衛星クラウドネットワークの実施形態を示す。幾つもの衛星（ＳＡＴ１、ＳＡＴ３、ＳＡＴ４、ＳＡＴ５、ＳＡＴ６、ＳＡＴ７、ＳＡＴ８）の位置の説明図であり、これらの衛星は、地球、または任意の他の天体（ＣＢ１：ｃｅｌｅｓｔｉａｌ  ｂｏｄｙ）の上方および周りを周回するかおよび／またはその上方で静止している間に、いつでも宇宙ベースのクラウドストレージおよびクラウドネットワーキング・コネクティビティを提供するために、ＣＢ１の上方の任意の高度における軌道内で一緒に無線で通信しつつ軌道面ＯＲＢ１上に位置する。
【００３４】
様々な船艇間の稲妻記号は、無線で相互接続された地上ステーション送信機器（ＧＥＳ１およびＧＥＳ２）、飛行船および通信衛星（ＳＴ１）のフリートの種々の要素と、電子データストレージ・メモリ要素またはバンクを含んだストレージ衛星（ＳＡＴ３、ＳＡＴ４、ＳＡＴ５、ＳＡＴ６、ＳＡＴ７）との間の双方向性通信リンクを示す。各要素は、無線で相互接続された衛星および／または地上アクセスポイントもしくは地上ステーション送信機器（ＧＥＳ１および／またはＧＥＳ２）のネットワークを通じて、ＣＢ１上のどこかまたはフリートの任意の他の要素への記憶、取り出し、および配分のために電子データを安全に送信する。受信信号を単に反射または増幅してすぐに再ブルードキャストする従来の受動型もしくは能動型通信衛星とは異なり、ストレージ衛星（ＳＡＴ３、ＳＡＴ４、ＳＡＴ５、ＳＡＴ６、ＳＡＴ７）は、信号から抽出されたデータを含んだファイルをストレージ衛星内の電子データストレージ要素へ記録する。（ファイルが意図的に削除または交換されるまで）いつでもそのファイルを衛星クラウドネットワーク内の任意の認可された位置からリクエストして取り出すことができる。ストレージ衛星は、信号からのファイルを一旦記録すると、処理されたファイルを作成するために重複排除、圧縮、および／または暗号化のような追加のタスクを行ってもよい。ストレージ衛星は、次に、冗長データ・バックアップを提供するために、処理されたファイルをネットワーク内の少なくとも１つの他の衛星へ送信するであろう。他の実施形態では、ストレージ衛星は、ファイルを処理せず、受信された通りのファイルを冗長データ・バックアップとして送信するであろう。ファイルにアクセスするためのその後のリクエストがファイルのコピーを含んだ各衛星によって同時に応えられてもよい。ファイルは、記憶および迅速な送信のために小さいファイルに分けられて、リクエスト側端末で再組立てされてもよい。
【００３５】
衛星クラウドネットワークは、電子データを集束され、暗号化された無線通信を通じて送るか、および／または取り出すことを許容する前に、ＧＥＳ１およびＧＥＳ２と関連付けられたユーザを認証することができる。データは、少なくとも１つのコンピュータ、モバイルデバイス、または電子データ記録デバイス（ＲＥＣ１およびＲＥＣ２）へ、またはそれらから無線および／または有線接続を介して送信されることができる。
【００３６】
暗号化された電子データは、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１７およびＳ１８のうちの少なくとも１つの無線信号を用いて、ＧＥＳ１および／またはＧＥＳ２へ／から任意の利用可能な衛星ＳＡＴ１、ＳＡＴ３、ＳＡＴ４、ＳＡＴ５、ＳＡＴ６、ＳＡＴ７またはＳＡＴ８へ送信されて、記憶および取り出しのために、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１およびＳ２２のうちの少なくとも１つの無線信号を介して、宇宙ベースのクラウドストレージおよびクラウドネットワーキング・システムへ無線で相互接続された幾つもの衛星（単数または複数）、飛行船（単数または複数）またはエンドユーザへ配分される。
【００３７】
ＳＡＴ３およびＳＡＴ７外に及ぶ衛星間無線信号Ｓ２３およびＳ２４は、天体（ＣＢ１）の上、上方または周りのどこかに位置するエンドユーザにサービスを提供するために連続的な衛星クラウドネットワークを形成する他の衛星（図示されない）への接続を示す。
【００３８】
電子データを衛星クラウドネットワーク内の任意の他の地点へ、および／またはＣＢ１上に地上ステーション送信機器をもつ任意の認可されたエンドユーザへ配分するために、ネットワーク・アーキテクチャ、デバイス、プロトコル、手順、システム、暗号化、多要素認証、対電波妨害および干渉軽減技術、ならびに無線衛星間および地上リンクが利用される。
【００３９】
図２は、第１の軌道面（ＯＲＢ１）内を周回する複数のストレージ衛星と、第２の軌道面（ＯＲＢ２）内を周回する複数のストレージ衛星とを図示する宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステムの実施形態を示す。各々の軌道面内の衛星が無線で一緒に通信して、天体ＣＢ１の上方の任意の高度における複数の軌道（ＯＲＢ１およびＯＲＢ２）からいつでもメッシュ状コネクティビティを形成するように構成されてもよい。このアーキテクチャは、各々が様々な地理的地域に位置するエンドユーザへ／から、ならびに他の衛星および飛行船（単数または複数）へ／から電子データを安全に送信する無線信号Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ３０、Ｓ３１およびＳ３２を通じて、ＯＲＢ２上の電子データストレージおよび通信衛星の冗長（バックアップ）フリートと通信しているＯＲＢ１上の電子データストレージおよび通信衛星の主要フリートを図示する。
【００４０】
代わりの実施形態（示されない）では、各軌道面が互いにまったく独立に機能して、複数の独立した自己完結型衛星クラウドネットワークを完成させてもよい。軍の部門のような一定の事業は、不正アクセスに影響されない、非公開、専用で、完全に安全な衛星クラウドネットワークを所望するであろう。
【００４１】
宇宙ベースのクラウドストレージネットワーク上に記憶された、暗号化された電子データが任意のエンドユーザによって様々な地理的および空中ロケーションから取り出されて、複数のセキュリティキーを通じて認可されてもよい。システムのクラウドストレージおよびネットワーキング機能の一部として、無線で相互接続されたシステムの任意の適用可能な部分を用いてエンドユーザがいずれかの種類の電子データを互いに送ることもできる。
【００４２】
すべての衛星宇宙船／飛行船は、地面（すなわち、地球および／または任意の他の天体）の上方の軌道内にあり、衛星間のクロスリンクされた（メッシュ状の）電子データの送信、次には、エンドユーザへ／からの送信は、自律的で安全な双方向性メッシュ状クラウドストレージネットワークの一部としての光レーザ通信リンクおよび／または高周波通信リンクを用いて発生する。
【００４３】
本提案のシステムは、宇宙ベースのクラウドストレージおよびクラウドネットワーキング・サービスの一部としてＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザに属する電子データをセーブする、送る、受信する、記憶する、リフレッシュするか、および／または取り出す目的で彼ら自身の電子データがＳｋｙＣｌｏｕｄデータストレージ・ネットワークシステムヘ／から安全に送信されることを許容する。
【００４４】
ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークは、インターネットまたは任意の他の公衆ネットワークからエンドユーザごとに自律的なままであるための能力を有するであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザの電子データは、ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザの通信送信機器におけるＳｋｙＣｌｏｕｄのストレージ・プロトコル、構成、手順、アーキテクチャおよび高度に安全なハードウェア符号化暗号を用いて、地面上方の軌道内の母衛星および娘衛星上で冗長に送信され、記憶されて、複製される（バックアップされる）。
【００４５】
記憶される電子データは、ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークの彼らの部分（単数または複数）へのエントリに必要とされる安全な多要素認証キーおよびバイオメトリック・プロトコルを所有するエンドユーザに対してのみ利用可能である。記憶される電子データは、ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザのデータをサイトダイバーシティおよび複数の暗号化された無線パスウェイ／信号を通じて冗長に保護するような方法でも意図的に記憶される。各ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザは、ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークシステム上のエンドユーザの電子データの所有権および制御を安全かつ冗長に維持するためにユニークに識別される。任意のＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザによって直面される管轄分離要件に関する事項では、任意のＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザに属する電子データストレージが、いずれの意図されないネットワーク（単数または複数）への曝露もなしに、エンドユーザによって許容された領域および／または管轄のみへ分離されるであろう。
【００４６】
記憶された電子データは、高周波および／または光レーザ送信を介して当該ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザの地理的地域にわたってサービスカバレージを有する母衛星（単数または複数）と無線で通信するために、ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへ／から通信送信機器端末を用いて安全に送信される。母衛星（単数または複数）は、様々な地域においてＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザにサービスを提供するために地面上方の軌道内で利用可能であろう。地面上方の軌道内の娘衛星（単数または複数）は、様々な地域においてＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへサービスを提供する能力に加えて、ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザの電子データの収集、取り出し、記憶およびバックアップのために用いられるであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークシステムは、追加のエンドユーザならびに地面上方の軌道内の幾つもの追加の母衛星および娘衛星をモジュール式に収容するために拡大できるように設計される。
【００４７】
加えて、ＳｋｙＣｌｏｕｄシステムは、保護システム属性、例えば、安全な対電波妨害を増強するための暗号化、高速周波数ホッピング、狭ビーム・ポインティングおよび分離ならびに光レーザ送信変調と、任意の認可されない当事者（単数または複数）へのアクセスおよび／または任意の画定された地理的地域（例えば、市または地方）へのアクセスを制約するための干渉軽減能力とを提供するための技術を採用するように設計される。
【００４８】
ＳｋｙＣｌｏｕｄの特許で保護されたストレージ・プロトコル、手順、衛星アーキテクチャ、ネットワーク管理および通信システムは、電子データを母衛星へ／から安全に記憶、バッファリング、および／または転送し、それを任意の誤りについて修正して、次にそれを記憶、冗長バックアップ、および取り出しのために娘衛星へ／から幾つもの母衛星、娘衛星および／または飛行船へ送信するために利用される。冗長で安全なバックアップを追加する目的で母衛星と娘衛星との間に確立された光レーザおよび／または高周波無線通信リンクを介して電子データが地面上方の軌道内の娘衛星間でさらに送信される。
【００４９】
メモリチップアレイの寿命を維持するため、電力消費量を節約するため、ならびに不必要な放射線曝露を回避するために、衛星上のアドレス指定されたメモリアレイは、エンドユーザが、ネットワークを用いて電子データを送るかもしくは取り出すため、および／または、アーカイビングおよび／または将来の取り出しの目的でネットワーク上に電子データを記憶するためにＳｋｙＣｌｏｕｄシステムにアクセスし始めたときに、アイドル状態からアクティブ状態へ変動するようにアクティブに管理されるであろう。
【００５０】
電子データは、母衛星および／または娘衛星のカバレージが存在する、地球、またはいずれかの天体上の任意の地域からエンドユーザによって非公開かつ安全にアクセスされてもよく、この電子データは、次に地面上方の軌道内の幾つもの母衛星および娘衛星へ／からの送信に利用可能となるであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザは、母衛星および／または娘衛星と記憶、送信、バックアップおよび取り出しの目的で直接に非公開で通信することができ、彼らは、ＳｋｙＣｌｏｕｄシステムを他のＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへの安全な電子データ、電子メール、情報およびメッセージ配信のための自律的双方向性ネットワークとして用いるための能力も有する。
【００５１】
母衛星（単数または複数）および娘衛星（単数または複数）は、地面上方を周回し、光レーザおよび／または高周波無線通信リンクを用い、かつ安全な送信を最適化するために対応する標的化／追跡機器を用いて、電子データを他の母衛星および娘衛星へ／から安全に送信する。
【００５２】
電子データをＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザから収集して、それを母衛星および娘衛星へ／から転送するためのプロセスは、完全に安全、非公開で、自律的に管理され、任意のインターネットまたは公衆電子データネットワークから独立しているようにセットアップされる。
【００５３】
より多くの電子データストレージ能力が所望され、または必要となるにつれて、追加の母衛星および娘衛星をＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークシステム中へのシームレスな一体化のために構築して、軌道内に配置することができる。
【００５４】
母衛星および娘衛星のナビゲーションおよびフリート管理は、地理的に望ましいところに配置されたテレメトリ、追跡および制御（「ＴＴ＆Ｃ：Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ，  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」）ステーションによって行われる。ＴＴ＆Ｃ機能は、電子データストレージ・ネットワーク管理機能を制御しない。むしろ、これらは、ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワーク制御センターによって無線で制御される。娘衛星ＴＴ＆Ｃモニタリングおよびリクエストを地上から任意の娘衛星へ直接に送信できて、次には娘衛星がＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークに無線で接続された任意の他の娘衛星へＴＴ＆Ｃ送信を中継することができる。ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークが地上から娘衛星（単数または複数）へ適宜無線で中継される任意の母衛星への無線リンクを介して間接的に娘衛星ＴＴ＆Ｃ送信を受け取ることもできる。
【００５５】
ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワーク制御センターの裁量で、いずれの地上ベースの通信ステーションからの補助も必要なしに、母衛星および娘衛星間で自律的にＳｋｙＣｌｏｕｄ衛星ネットワーク全体に対する非公開電子データストレージ・ネットワークプロトコル、手順、ソフトウェアおよび安全な暗号の管理を行うことができる。
【００５６】
ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザは、彼ら自身の非公開の記録された電子データをＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークシステムにおける任意の母衛星および／または娘衛星へ／から、任意の他の認可されたＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへ／から安全に送り／受信する（例えば、電子データが地上ベースの電子データストレージ・センターへ／から、または同じエンドユーザ事業内の異なるエンドユーザ・ロケーションへ／から送られるなどの）ための安全な多要因管理キーおよび権利を発生させることを可能にされる。データセキュリティの追加のために、ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザは、彼らのデータがＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークシステムへ送信されて記憶されるにつれて、そのデータが消去されるようにするための能力を有することになろう。
【００５７】
対電波妨害、干渉軽減、狭ビーム・ポインティング／分離、光レーザ送信変調、高速周波数ホッピングおよびハードウェア暗号キーは、高信頼性、安全かつ自律的な送信を提供するために、娘衛星（単数または複数）と通信している母衛星（単数または複数）のユニークなアーキテクチャに組み込まれる特徴である。
【００５８】
主要および冗長（バックアップされた）データストレージのためのＳｋｙＣｌｏｕｄプロトコルは、すべてのデータをデータが元々記録された当該衛星とは異なる母衛星（単数または複数）および／または娘衛星（単数または複数）上に複製するように構成されるであろう。これは、娘衛星の損失または故障の場合に決定的に重要なデータの損失を回避するためのサイトダイバーシティを強化する。
【００５９】
ある娘衛星へのスペースデブリ損傷が永存して同じ軌道面上の他の娘衛星に損傷を与えるリスクを低減／制限するために、ＳｋｙＣｌｏｕｄ娘衛星が２つの異なる軌道面上に留まりつつ無線で相互接続されたままであるように構成できる。主要記憶データを１つの軌道内の娘衛星上に、冗長（バックアップされた）記憶データを別の／分離した軌道面内の娘衛星上に配置することによって、軌道デブリによる偶発的な衝撃がＳｋｙＣｌｏｕｄネットワーク上に記憶されたすべての電子データの破壊を永続的にもたらすリスクが著しく最小限に抑えられる。
【００６０】
宇宙ベースの電子データストレージおよび転送ネットワークシステム（以下、「ＳｋｙＣｌｏｕｄ」は、クラウドストレージおよび電子データストレージのネットワーキング・サービス提供、ならびに任意の所望の地理的地域（単数または複数）におけるＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへの電子データ情報の配信を可能にするために、空および／または宇宙において地面上方の軌道内のどこかに配置された衛星宇宙船（すなわち、気球、小型飛行船、飛行機、空輸ドローン、ジェット機、グライダー、宇宙船、および宇宙および惑星ベースのステーション、コロニーならびに独立モジュール）の専用コンステレーションを採用するであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄは、任意の他のネットワークとのいずれの接続またはインタラクションからも自律的で独立したままであることができる完全に宇宙ベースおよび／または空ベースのハイスループット・データストレージ、転送ならびに取り出しネットワークである。
【００６１】
地面上方の軌道内のＳｋｙＣｌｏｕｄマスター通信衛星宇宙船／飛行船（以下、「母衛星（単数または複数）」）は、任意の所望の地理的領域に位置するＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへ安全な通信を介して管理された双方向性電子データストレージ・ネットワークサービスを提供するための遠距離通信機器および電子データストレージ・メモリバンク能力を保有するであろう。
【００６２】
地面上方の任意の利用可能な軌道または高度において電子データのストレージ、取り出しおよび転送に主として専用の（例えば、任意の高度、地球静止、楕円、太陽同期、極、中間、および／または地球低軌道（単数または複数）において飛行する）ＳｋｙＣｌｏｕｄ衛星宇宙船／飛行船（以下、娘衛星（単数または複数））は、いずれかの母衛星を介してＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザによって送信された電子データの記録、収集および取り出しためのデータメモリストレージ施設として役立つために、光レーザおよび／または高周波送信リンクを介していずれかのアクセス可能な母衛星と通信するであろう。
【００６３】
各母衛星は、光レーザ通信リンクを介して、および／または、認可された国連統治機関、国際電気通信連合（ＩＴＵ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｕｎｉｏｎ）によって使用について承認された、任意の承認無線周波数（すなわち、Ｘバンド、Ｋｕバンド、Ｋａバンド、Ｖバンド、Ｗバンド、Ｑバンド、Ｃバンド、Ｌバンド、Ｓバンド、または任意の他のＩＴＵ認識周波数）を介してエンドユーザと通信するであろう。
【００６４】
ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザは、電子データを記憶するか、および／または冗長にバックアップするために、いずれかのアクセス可能なＳｋｙＣｌｏｕｄ衛星および／または飛行船へ向けられた様々な遠距離通信機器端末を用い、無線双方向性高周波および／または光レーザ通信送信を通じてＳｋｙＣｌｏｕｄ衛星宇宙船／飛行船と非公開で通信するであろう。
【００６５】
各娘衛星に記憶された電子データは、転送、収集および／または取り出しのために、無線光レーザおよび／または高周波通信リンクを介して一緒に相互接続された１つ以上の娘衛星（単数または複数）および／または母衛星（単数または複数）によって利用可能であろう。
【００６６】
ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザによるいずれかの母衛星との非公開で安全な通信は、特許で保護されたＳｋｙＣｌｏｕｄ電子データストレージ・アルゴリズムおよびプロトコルと、ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザとの両方によって完全に暗号化されるであろう。電子データは、いずれかの天体上に位置するＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへ／から、次に母衛星へ／から、そして次に娘衛星へ／から送信されるであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークにおけるすべての無線通信は、安全なシステムデータアクセス許可（単数または複数）／認可（単数または複数）によって発生するであろう。
【００６７】
ＳｋｙＣｌｏｕｄは、あらゆる認可されない通信システムおよびネットワークを独立にバイパスし、それらから自律的なままであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄは、それゆえに、完全に自己完結型の宇宙ベースおよび／または空ベースの電子データ・クラウドストレージ・ネットワークシステムを提供するであろう。
【００６８】
電子データストレージおよび配分方法として、ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザによってそのように所望されるならば、このネットワークシステム上に記憶されたＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザの電子データの任意の部分が任意の他の認可されたＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザ（単数または複数）と共有されてもよい。ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザは、地上ベースのインターネット施設および／または通信ケーブルのような代わりのネットワークの使用を回避するために、ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークシステムと直接に通信するための能力を有するであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザは、ＳｋｙＣｌｏｕｄ衛星宇宙船および／または飛行船と直接に非公開で通信するであろう、そして、彼らは、ソフトウェアアプリケーション、例えば、ＳＱＬ、オラクルデータベースおよびＳＡＰ、ならびに他のＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザへのビデオ、資金移動、電子メールおよびメッセージ配信アプリケーションの使用を容易にする、安全なデータ転送のための非公開の双方向性ネットワークとしてＳｋｙＣｌｏｕｄシステムを用いるための能力も有するであろう。
【００６９】
クラウドストレージネットワーク内で利用可能なＳｋｙＣｌｏｕｄ電子データストレージ・メモリ容量をモジュール式に拡張するために、追加の娘衛星を軌道内に配置して、母衛星、娘衛星およびエンドユーザの既存のネットワークに収容することができる。各追加の娘衛星には、新しい電子ストレージ・メモリバンク容量、およびネットワーク内でエンドユーザと通信する母衛星および他の娘衛星との通信に必要とされるような他の機器（例えばルータ、プロセッサ、コントローラ、ソフトウェアなど）が載せられるであろう。
【００７０】
各娘衛星には、ナビゲーション用測位のための衛星テレメトリ、追跡および制御（ＴＴ＆Ｃ）送信機器と、任意のＴＴ＆Ｃコマンド、情報および／または命令を送る／受信するための天体への直接通信リンクを用いる送信リンク、あるいは、任意の母衛星（単数または複数）へ／から、および／または、任意の他の娘衛星（単数または複数）と無線で間接的に通信することによる送信リンクのための光レーザおよび／または高周波通信機器とが装備されるであろう。
【００７１】
自律的に高信頼性で冗長な自己完結型電子データ・クラウド通信およびストレージ・ネットワークシステムを作り出すために、各母衛星は、他の母衛星および複数の娘衛星を同時に追跡して高周波送信するか、ならびに／またはそれらと光学的にレーザ・リンクするための能力を有し、各娘衛星は、母衛星および他の娘衛星を同時に追跡して高周波送信するか、ならびに／またはそれらと光学的にレーザ・リンクするための能力を有するであろう。
【００７２】
連続的で途切れない双方向性通信ネットワーク回路／リングを世界中に形成するために、無線通信リンクを介して（すなわち、高周波および／または光レーザを用いて）娘衛星を互いに相互接続できる。これは、ＳｋｙＣｌｏｕｄを特定の方向に遮断しかねない衛星故障の場合に、リングを逆方向にトラバースするように電子データを送信させることによって、任意の娘衛星（単数または複数）へのリンクを容易にするであろう。いずれかの娘衛星が何かの理由で利用できない場合には、幾つもの代わりに利用可能な方向／経路において確立され、利用可能な衛星通信クロスリンクを介して残りの娘衛星にアクセスすることができる。
【００７３】
宇宙ベースのクラウドストレージおよびクラウドネットワーキング・システムを容易にして提供すべく母衛星（単数または複数）および娘衛星（単数または複数）上に配置される電子データストレージ機器は、幾つものハードドライブ（単数または複数）、シリコンベース・フラッシュメモリデバイス、３Ｄ  ＮＡＮＤフラッシュメモリデバイス、ホログラフィックメモリデバイス、信号プロセッサ、デジタルプロセッサ、ルータ、コントローラ、ソフトウェア、ならびに安全、ロバストかつハイスループットのクラウドストレージおよびクラウドネットワーキング・システム（以下、「メモリシステム」）を提供するために必要とされる最先端技術およびエレクトロニクスならびにそれらの組み合わせからなるであろう。
【００７４】
ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークにおいて関連するコントローラおよびルータに用いられるソフトウェアおよびエレクトロニクスは、重複排除ならびに圧縮の独立したプロセスを通じて電子データメモリシステムのストレージ容量を倍化し、増加させるであろう。
【００７５】
異なる娘衛星および／または飛行船上の冗長（バックアップ）電子データストレージからの主要電子データストレージの分離および保護は、スペースデブリもしくは他の物体からの偶発的な損傷の回避にとって重要であろう。このことは、単一の統合されたメッシュ状通信ネットワークをいずれかの天体の上方に維持するために、これらの娘衛星を地面上方の分離した異なる軌道面上に置き、無線で（すなわち、高周波および／または光レーザを用いて）相互接続された衛星クロスリンクを用いることによって達成されるであろう。
【００７６】
管轄分離要件に関する事項では、任意のＳｋｙＣｌｏｕｄエンドユーザに属する電子データストレージが、いずれの意図されないネットワークへの曝露もなしに、エンドユーザによって許容された地域および／または管轄のみへ分離されるであろう。ＳｋｙＣｌｏｕｄネットワークは、ネットワーク（単数または複数）上に記憶された任意の電子データの意図的および／または非意図的なピアリングおよび／または受信を、エンドユーザによって指示される通り、いずれの管轄上許容されない領域でも不適格とするための能力を有するであろう。
【００７７】
衛星ネットワークは、ネットワークのより高いデータ冗長性、ルーティング速度、スループットおよびメッシングを達成すべくネットワーク上で利用可能な無線衛星間接続の数を増すために、地上または地面上方の母衛星（単数または複数）、他の娘衛星（単数または複数）、および／またはエンドユーザへ高周波および／またはレーザ通信を用いて電子データをバッファ、ルーティングならびに通信するための技術的能力のみを含む簡易なリレー衛星も含むことができる（以下、「孫娘衛星（単数または複数）」）。
【００７８】
先の実装および様態は、主として、データストレージ要素を地球低軌道周回ストレージ衛星に組み込み、アクセスポイントが地球静止通信衛星を通じて地球低軌道周回ストレージ衛星と通信するのを許容することを考察したが、理解されるべきは、衛星およびストレージ要素の異なる構成を組み込んだネットワークを本発明の趣旨から逸脱することなく機能するように構成できるであろうということである。１つの代わりの実施形態は、データストレージ要素を地球静止衛星に直接に組み込み、地上ユーザがデータストレージ衛星に直接アクセスすることを可能にするであろう。かかる構成は、地球の地球同期軌道半径における強力なヴァン・アレン放射帯に起因して、データストレージ要素を取り囲む追加の遮蔽を必要とするであろう、しかしながら、同じ懸念がすべての天体について正しいわけではないであろう。例えば、月を周回する月同期軌道衛星は、かかる厳しい放射帯を通過せず、（ヴァン・アレン帯が地球に近い物体に与える放射線の遮蔽効果を除く高信頼性性能に必要とされる遮蔽以外に）追加の遮蔽を必要としないであろう。かかる衛星クラウドネットワークを多くの構成において追加の衛星とともに本発明の趣旨から逸脱することなく機能するように構成できるであろう。かかる衛星クラウドネットワークは、アクセスポイントがストレージ衛星と直接に通信するか、または中間通信衛星を通じて通信するかに係らず同様の利益を提供するであろう。同様に、理解されるべきは、地球を周回するデータストレージ衛星のネットワークに関する構成および教示、これらの教示が、従来型軌道衛星に加えて、他の物体、例えば、気球、小型飛行船、飛行機、空輸ドローン、ジェット機、グライダー、船、宇宙船、宇宙ステーション、惑星ステーションなどに容易に適用できることである。例えば、軌道通信衛星は、海に浮遊しているかまたは沈んでいるデータセンターと通信できるであろう。いくつかの実施形態では、衛星クラウドネットワークがより多いかまたは少ない衛星、より大きいかまたは小さい軌道半径、より多いかまたは少ない軌道面、異なるタイプの衛星、複数の独立したネットワーク、代わりの通信システム、センサまたはセキュリティ手段を含むように構成できるであろう。
【００７９】
本明細書では様々な態様および実装がある一定の好ましい実施形態、実装、ならびに例の文脈で開示されたが、本発明が具体的に開示された実施形態を越えて他の代わりの実施形態および／または発明の態様の使用ならびにそれらの明白な修正および均等物に及ぶことが当業者によって理解されよう。加えて、本態様のいくつかのバリエーションが指摘されたが、当業者には、それらの範囲内にある、他の修正が本開示に基づいてすぐに分かるであろう。同様に理解されるべきは、この開示の範囲が、開示される主題の様々な特徴、実装および動作のモード、ならびに態様が互いに組み合わされても置き換えられてもよい、本明細書に開示される実施形態の具体的な特徴および態様の様々な組み合わせまたは部分的組合せを含むことである。従って、意図されるのは、本明細書に開示される本発明の範囲が特定の開示される実施形態または先に記載された実装によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲を公正に読むことによってのみ決定されるべきであるということである。
【００８０】
同様に、本開示の方法がいずれの請求項もその請求項に明示的に列挙されたものより多くの特徴を必要とするという意図を反映すると解釈されるべきではない。むしろ、添付される特許請求の範囲が反映するように、発明の態様は、先に開示されたいずれか１つの実施形態のすべてよりは少ない特徴の組み合わせのうちにある。従って、添付される特許請求の範囲が本明細書ではこの詳細な記載に明示的に組み込まれ、各請求項が個別の実施形態として自立している。
【図１】
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【図２】
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