(57)【要約】  ビークルの上のスラスタを装着するためのシステム及び方法が本明細書で説明される。スラスタ装着構造体は、第１、第２、及び第３の回転ジョイント、ブーム、及びスラスタ・パレット、ならびに、スラスタ・パレットに取り付けられているスラスタを含むことが可能である。第１の回転ジョイントは、ビークルに取り付けられ得、また、第１の軸線において回転するように構成され得る。第１の回転ジョイントは、ブームに接続され得、第１の軸線の周りにブームを枢動させるように構成され得る。ブームは、第２の回転ジョイントに接続され得、第２の回転ジョイントは、第３の回転ジョイントに接続されており、第１の軸線において第３の回転ジョイントを回転させるように構成されている。第３の回転ジョイントは、スラスタ・パレットに接続され得、また、第１の軸線に対して垂直の第２の軸線においてスラスタ・パレットを枢動させるように構成され得る。
2018527246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビークル上にスラスタを装着するためのシステムにおいて、第１のスラスタ装着構造体を備え、
前記第１のスラスタ装着構造体は、
ビークルに取り付けられている第１の回転ジョイントであって、第１のブラケットを介して前記ビークルに接続されている第１の静止部分を備え、及び、第１の軸線において回転する第１の可動取り付け部分を備える、第１の回転ジョイントと、
前記第１の可動取り付け部分において前記第１の回転ジョイントに直接接続されているブームであって、前記第１の回転ジョイントは、前記第１の軸線の周りに前記ブームを枢動させる、ブームと、
前記ブームに直接接続されている第２の静止部分を備え、及び、前記第１の軸線において回転する第２の可動取り付け部分を備える、第２の回転ジョイントと、
前記第２の回転ジョイントに直接接続されており、また、前記第１の軸線に対して垂直な第２の軸線において回転する第３の可動取り付け部分を含む第３の回転ジョイントであって、前記第２の回転ジョイントは、前記第１の軸線の周りに前記第３の回転ジョイントを枢動させる、第３の回転ジョイントと、
前記第３の回転ジョイントの前記第３の可動取り付け部分に直接接続されているスラスタ・パレットであって、前記第３の回転ジョイントは、前記第２の軸線の周りに前記スラスタ・パレットを枢動させる、スラスタ・パレットと、
前記スラスタ・パレットに固定して取り付けられているスラスタと
を備える、システム。
【請求項２】
前記スラスタ・パレットは、矩形の面を有し、前記第３の回転ジョイントは、前記矩形の面の長い縁部に沿って前記スラスタ・パレットに取り付ける、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１のスラスタ装着構造体は、格納位置に配置され、前記ブームが前記ビークルに対して実質的に平行に及び同一平面上に位置決めされるようになっており、前記スラスタ・パレットは、前記ビークルに接続されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記スラスタ・パレットは、前記ビークルに対して同一平面上にある、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記スラスタは、前記ビークルに対して実質的に垂直の方向に面している、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のスラスタ装着構造体は、ステーション・キーピング位置に配置され、それによって前記ブームが前記ビークルに対して平行でなく位置決めされるようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記スラスタは、前記スラスタによって発生されるスラスト・ベクトルが前記ビークルの重心を通る方を向く、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１のスラスタ装着構造体は、軌道上昇位置に配置され、前記ブームが前記ビークルに対して実質的に垂直に位置決めされるようになっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記スラスタ・パレットは、前記ビークルに対して実質的に平行の方向を向いている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記スラスタは、前記ビークルから間隔を離して配置された距離にある、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の軸線は、前記ビークルのロール軸又は前記ビークルのヨー軸のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２の軸線は、前記ビークルのピッチ−ヨー平面又はピッチ−ロール平面のどこかにおいて、前記第１の軸線に対して垂直である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の回転ジョイント及び前記第２の回転ジョイントは、電動回転ジョイントである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記スラスタは、電気スラスタである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ビークルは衛星である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
第２のスラスタが前記スラスタ・パレットに取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第２のスラスタは、前記スラスタと実質的に同一である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ビークルに取り付けられている第４の回転ジョイントであって、第３のブラケットを介して前記ビークルに直接接続されている第４の静止部分を備え、及び、前記第１の軸線において回転する第４の可動取り付け部分を備える、第４の回転ジョイントと、
前記第４の可動取り付け部分において前記第４の回転ジョイントに直接接続されている第２のブームであって、前記第４の回転ジョイントは、前記第１の軸線の周りに前記第２のブームを枢動させる、第２のブームと、
前記第２のブームに直接接続されている第５の静止部分を備え、及び、前記第１の軸線において回転する第５の可動取り付け部分を備える、第５の回転ジョイントと、
前記第５の回転ジョイントに直接接続されており、また、前記第２の軸線において回転する第６の可動取り付け部分を含む第６の回転ジョイントであって、前記第５の回転ジョイントは、前記第１の軸線の周りに前記第６の回転ジョイントを枢動させる、第６の回転ジョイントと、
前記第６の回転ジョイントの前記第６の可動取り付け部分に直接接続されている第２のスラスタ・パレットであって、前記第６の回転ジョイントは、前記第２の軸線の周りに前記第２のスラスタ・パレットを枢動させる、第２のスラスタ・パレットと、
前記第２のスラスタ・パレットに固定して取り付けられている第２のスラスタと
を備える、第２のスラスタ装着構造体
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ビークルは、矩形角柱を含み、前記第１のスラスタ装着構造体及び前記第２のスラスタ装着構造体は、前記矩形角柱の両面に装着されている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のスラスタ及び前記第２のスラスタは、前記ビークルの６つの自由度を制御する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第３の回転ジョイントは、前記第２の回転ジョイントの前記第２の可動取り付け部分に直接取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記スラスタ・パレットは、第２のブラケットを含み、前記スラスタ・パレットは、前記第２のブラケットを介して前記第３の可動取り付け部分に直接接続されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第２の回転ジョイント及び前記第３の回転ジョイントは、前記第２のブラケットを介して共に直接接続されている、請求項２２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気スラスタを備えた地球周回衛星のための操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星及び他の宇宙船は、典型的には、化学的なロケット推進システムを利用し、それらを軌道の中へ推進させ、ミッション動作を実施する。そのような推進システムは、比較的大量のスラストを提供するが、ロケット推進システムは、一般的に、推進剤効率が悪く、比推力が低い。その結果、ロケット推進システムによって推進される衛星及び宇宙船は、典型的には、それらの質量の大部分を推進剤として運搬し、ミッション・ペイロードに利用可能なのは比較的小さい割合の質量になる。電気推進システムは、長距離のミッション又は長期間のミッションのためのロケット推進システムに対する実行可能な代替例を提供し、それは、大量の推進剤を必要とする。電気推進システムは、電気エネルギーを使用することによって、推進剤、典型的にはイオン化されたガスの粒子を、高速で吐き出すように動作する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようにして、それらは、ロケット推進システムと比較して、比較的高い比推力及び推進剤効率を実現するが、比較的小さい量のスラストを作り出す。これらの特性は、電気推進システムを長距離のミッション又は長期間のミッションに適切なものにし、衛星及び／又は宇宙船は、長期間にわたって加速され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
スラスタをビークルの上に装着するためのシステム及び方法が、本明細書で説明されている。システムは、スラスタ装着構造体を含むことが可能であり、スラスタ装着構造体は、第１の回転ジョイントを含み、第１の回転ジョイントは、ビークルに取り付けられており、第１の軸線において回転するように構成されている。スラスタ装着構造体は、ブームをさらに含むことが可能であり、ブームは、第１の回転ジョイントに接続されており、第１の回転ジョイントは、第１の軸線の周りにブームを枢動させるように構成されている。スラスタ装着構造体は、第２の回転ジョイントをさらに含むことが可能であり、第２の回転ジョイントは、ブームに取り付けられており、第１の軸線において回転するように構成されている。スラスタ装着構造体は、第３の回転ジョイントをさらに含むことが可能であり、第３の回転ジョイントは、第２の回転ジョイントに取り付けられており、また、第１の軸線に対して垂直の第２の軸線において回転するように構成されている。第２の回転ジョイントは、第１の軸線の周りに第３の回転ジョイントを枢動させるように構成され得る。スラスタ装着構造体は、第３の回転ジョイントに取り付けられているスラスタ・パレットをさらに含むことが可能であり、第３の回転ジョイントは、第２の軸線の周りにスラスタ・パレットを枢動させるように構成されており、また、スラスタ装着構造体は、スラスタ・パレットに固定して取り付けられているスラスタを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、スラスタ・パレットは、矩形の面を含み、第３の回転ジョイントは、矩形の面の長い縁部に沿ってスラスタ・パレットに取り付けるように構成され得る。
【０００５】
ビークルは、衛星又は他の宇宙船を含む、任意の適切なビークルであってよく、また、任意の適切な形状を含むことが可能である。本明細書で説明されているシステム及び方法は、立方体又は矩形角柱のように形状決めされている衛星に関連して考察されているが、当業者によって理解されるように他の衛星及び宇宙船形状も企図され得る。また、スラスタ装着構造体は、立方体／矩形角柱の平坦な表面を含む、ビークルの任意の適切な表面の上に装着され得ることを理解されたい。当業者によって理解されるように他の装着表面も企図され得る。そのうえ、本明細書で説明されているシステム及び方法は、電気スラスタの観点から説明されているが、任意の適切なスラスタが、本明細書で説明されている装着構造体とともに利用され得ることを理解されたい。
【０００６】
いくつかの実施形態では、第１の軸線は、ビークルのロール軸であってよく、第２の軸線は、ビークルのヨー軸、ピッチ軸、又は、ピッチ軸及びヨー軸の組み合わせであってよい。いくつかの実施形態では、第１の軸線は、ビークルのヨー軸であってよく、第２の軸線は、ビークルのロール軸、ピッチ軸、又は、ロール軸及びピッチ軸の組み合わせであってよい。いくつかの実施形態では、第１の回転ジョイント及び第２の回転ジョイントは、電動回転ジョイントであってよい。たとえば、回転ジョイントは、モータ、サーボ、又は、回転移動を変化及び維持するための任意の他の適切なメカニズムを用いることが可能である。いくつかの実施形態では、回転ジョイントは、回転角度を変化及び維持するために、制御入力を受け取ることが可能である。いくつかの実施形態では、回転ジョイントは、回転角度を変化させるための制御が受け取られるまでに、回転角度を強固に維持するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２のスラスタは、スラスタ・パレットに接続され得る。第２のスラスタは、第１のスラスタと実質的に同一であってよく、又は、それは、実質的に異なっていてもよい。たとえば、第２のスラスタは、冗長なスラスタとして作用するために、第１のスラスタと実質的に同じスラストを提供するように構成され得る。
【０００７】
回転ジョイントの組み合わせを通して、スラスタ装着構造体は、格納位置、ステーション・キーピング位置、及び軌道上昇位置を含む、さまざまな位置に、スラスタ・パレットを向けることが可能であり得る。格納位置では、ブームは、ビークルに対して実質的に平行に及び／又は同一平面上に位置決めされ得、スラスタ・パレットは、ビークルに接続され得る。いくつかの実施形態では、スラスタ・パレットは、保持受容部に嵌合され得、保持受容部は、スラスタ・パレットが展開されていない状態でスラスタ・パレットを固定することが可能である。たとえば、スラスタ・パレットは、打ち上げの間にビークル本体部に固定され、スペースを最小化することが可能であり、また、スラスタ装着構造体の上の振動及び他の力を最小化することが可能である。いくつかの実施形態では、スラスタ・パレットは、格納位置において、ビークルに対して同一平面上にある状態で維持され得る。いくつかの実施形態では、スラスタは、ビークルに対して、又は、スラスタ装着構造体が装着されているビークルの面に対して、実質的に垂直の方向に面していることが可能である。たとえば、スラスタは、実質的に外側に、又は、実質的にビークルに向けて、ビークルの面に対して垂直の方向に指向され得る。
【０００８】
いくつかの実施形態では、スラスタ装着構造体は、ステーション・キーピング位置に配置され得る。ステーション・キーピング位置は、さらに詳細に下記に考察されているように、衛星／宇宙船の軌道が維持され得るようにスラスト・ベクトルを位置決めすることが意図された、多種多様な向きを含むことが可能である。ステーション・キーピング位置において、スラスタは、ビークル本体部から解放され、第１、第２、及び第３の回転ジョイントを使用して操縦されることになる。いくつかの実施形態では、ブームは、ステーション・キーピング位置において、ビークルに対して平行ではないことになる。いくつかの実施形態では、ブームは、ビークルに対して又はビークルの面に対して垂直な状態を維持されることになる。いくつかの実施形態では、ステーション・キーピング位置にあるスラスタは、ビークルの重心を通る方を向くスラスト・ベクトルを発生させることが可能である。
【０００９】
いくつかの実施形態では、スラスタ装着構造体は、軌道上昇位置に配置され得る。軌道上昇位置では、ブームは、ビークルに対して、又は、ビークルの面に対して、実質的に垂直に位置決めされ得る。スラスタ・パレットは、ビークル本体部の上の任意の拘束受容部から解放され得る。軌道上昇位置において、スラスタ及び／又はスラスタ・パレットは、ビークルに対して実質的に平行の方向に向けられ得る。スラスタは、たとえば、ブームによって、ビークルから間隔を離して配置された距離にあってよい。このようにして、スラスタは、ビークルの軌道を上昇又は転移させるために使用され得るスラスト・ベクトルを発生させるように位置決めされ得る。
【００１０】
いくつかの実施形態では、システムは、第２のスラスタ装着構造体を含むことが可能である。第２のスラスタ装着構造体は、第１のスラスタ装着構造体と実質的に同様であってよい。いくつかの実施形態では、ビークルは、矩形角柱形状を含むことが可能であり、第１のスラスタ装着構造体及び第２のスラスタ装着構造体は、矩形角柱の両面に装着され得る。このように、第１のスラスタ装着構造体及び第２のスラスタ装着構造体は、軌道高度、軌道傾斜角、離心率、及び／又はドリフトなどのような、ビークルの運動を変化させるために、独立して制御され得る。第２のスラスタ装着構造体は、ビークルに取り付けられている第４の回転ジョイントを含むことが可能であり、第４の回転ジョイントは、第１の軸線において回転するように構成されている。第４の回転ジョイントは、第１のスラスタ装着構造体の第１の回転ジョイントの軸線と実質的に同じ軸線において回転するように構成され得る。第２のスラスタ装着構造体は、第２のブームをさらに含むことが可能であり、第２のブームは、第４の回転ジョイントに接続され得、第４の回転ジョイントは、第１の軸線の周りにブームを枢動させるように構成されている。第２のスラスタ装着構造体は、第５の回転ジョイントを含むことが可能であり、第５の回転ジョイントは、第２のブームに取り付けられ得、また、第１の軸線において回転するように構成され得る。第２のスラスタ装着構造体は、第５の回転ジョイントに取り付けられている第６の回転ジョイントをさらに含むことが可能であり、第６の回転ジョイントは、第２の軸線において回転するように構成されており、第５の回転ジョイントは、第１の軸線の周りに第６の回転ジョイントを枢動させるように構成されている。第２のスラスタ装着構造体は、第６の回転ジョイントに取り付けられている第２のスラスタ・パレットをさらに含むことが可能であり、第６の回転ジョイントは、第２の軸線の周りに第２のスラスタ・パレットを枢動させるように構成されており、第２のスラスタは、第２のスラスタ・パレットに固定して取り付けられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】衛星の例示的な実施形態を示す図。
【図２】衛星軌道の例示的な図。
【図３】軌道上昇操作の例示的な図。
【図４】第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図５】ステーション・キーピング位置に位置決めされている第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図６】軌道上昇位置に位置決めされている第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図７】格納位置に位置決めされているスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図８】ステーション・キーピング位置に位置決めされているスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図９】軌道上昇位置に位置決めされているスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図１０Ａ】さまざまな位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図１０Ｂ】さまざまな位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図１０Ｃ】さまざまな位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図１０Ｄ】さまざまな位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【図１０Ｅ】さまざまな位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体の例示的な図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書で説明されているシステム及び方法の全体的な理解を提供するために、ここで、特定の例示的な実施形態が説明されることになる。しかし、本明細書で説明されているシステム及び方法は、他の適切な用途のために適合及び修正され得ること、ならびに、そのような他の追加及び修正は、その範囲から逸脱しないことになることが当業者によって理解される。
【００１３】
電気スラスタ及び電気スラスタ装着スキームは、以下の米国特許文献により詳細に説明されており、それらは、その全体が本願明細書に援用されている：１９９８年２月２３日に出願された米国特許第６，０３２，９０４号；２００３年２月２１日に出願された米国特許第７，０５９，５７１号；１９９９年１月２７日に出願された米国特許第６，２９６，２０７号；１９９２年４月２８日に出願された米国特許第５，３４９，５３２号；２００１年１２月２１日に出願された米国特許第６，５６５，０４３号；及び、２００２年４月３日に出願された米国特許第６，６３７，７０１号。
【００１４】
図１は、衛星１００の例示的な実施形態を示している。衛星１００は、衛星本体部１０２、ソーラ・パネル１０４、ソーラ・パネル装着システム１０５、通信アンテナ１０６、及び通信アンテナ装着システム１０７を含むことが可能である。衛星１００は、例示的なためだけに提供されており、本明細書で説明されているスラスタ装着構造体は、任意の適切な衛星の中に一体化され得ることを理解されたい。
【００１５】
衛星本体部１０２は、それに限定されないが、立方体又は矩形角柱を含む、任意の適切な形状であってよい。ソーラ・パネル１０４は、入射太陽光から電力を発生させるように構成され得、また、ソーラ・パネル装着システム１０５を通して、衛星本体部１０２の任意の適切な面の上に装着され得る。ソーラ・パネル装着システム１０５は、アクチュエータを含むことが可能であり、アクチュエータは、ソーラ・パネル１０４を回転させるように、及び／又は、ソーラ・パネル１０４に角度を付けるように構成されている。たとえば、ソーラ・パネル装着システム１０５は、ソーラ・パネル１０４を回転させるか又はソーラ・パネル１０４に角度を付け、太陽を追跡することが可能であり、これによって衛星のためのほとんどの電力を発生させるようになっている。また、ソーラ・パネル装着システム１０５は、ソーラ・パネル１０４をしまい込む及び／又は展開するための手段を含むことが可能である。たとえば、ソーラ・パネル１０４は、貯蔵のために折り畳めるように、及び、展開のために広がるように設計され得る。ソーラ・パネル装着システム１０５は、アクチュエータ及び／又はラッチを含み、ソーラ・パネル１０４を展開するように制御信号が受け取られるまで、格納位置にソーラ・パネルを維持することが可能である。通信アンテナ１０６は、衛星からのデータを通信するための任意の適切な機器であってよい。たとえば、通信アンテナ１０６は、ミッション・コントロールと通信するために、地球の上の地上ステーションに向けて方向付けられた電磁波を発生させることが可能である。通信アンテナ１０６は、通信アンテナ装着システム１０７を通して、衛星本体部１０２に接続され得る。ソーラ・パネル装着システム１０６と同様に、通信アンテナ装着システム１０７は、通信アンテナ１０６を展開するように制御信号が受け取られるまで、格納状態（たとえば、衛星本体部１０２に対して折り畳まれている）に通信アンテナ１０６を維持するために、アクチュエータ及び／又はラッチを含むことが可能である。
【００１６】
また、衛星１００は、さらに詳細に下記に説明されているスラスタ装着構造体のうちの１つ又は複数を含むことが可能である。スラスタ装着構造体は、衛星本体部１０２の任意の適切な表面の上に装着又は一体化され得る。たとえば、２つのスラスタ装着構造体は、ソーラ・パネル１０４と同じ面の上に装着され得、それぞれの面に対して１つずつ装着され得る。このようにして、１対のスラスタ装着構造体は、連絡し合って働き、２つ以上のスラスタを位置決めし、ステーション・キーピング操作又は軌道上昇／転移操作のためのスラスタ・ベクタリングを提供することが可能である。スラスタ装着構造体は、任意の適切なタイプの推進システムを含むことが可能である。たとえば、いくつかの実施形態では、スラスタ装着構造体は、電気スラスタを含むことが可能である。それに限定されないが、イオン・スラスタ、プラズマ・ベースのスラスタ、静電スラスタ、電熱スラスタ、及び電磁スラスタを含む、任意の適切なタイプの電気スラスタが利用され得る。いくつかの実施形態では、衛星１００は、宇宙船本体部１０２の任意の適切な表面の上に装着された従来のロケット・ベースのスラスタをさらに含むことが可能であり、衛星１００は、化学ベースのロケット推進システム及び電気推進システムの組み合わせによって推進されるようになっている。これらの実施形態では、化学ベースのロケット推進システムは、本明細書で説明されているスラスタ装着構造体を使用して、又は、任意の他の適切な方法によって、衛星本体部１０２に装着され得る。いくつかの実施形態では、衛星１００は、電気推進システムだけを含むことが可能である。そのような実施形態では、衛星１００は、他の手段を通して衛星本体部１０２に装着されている電気スラスタに加えて、下記にさらに説明されているようなスラスタ装着構造体を通して衛星本体部１０２に装着された電気スラスタを含むことが可能である。このようにして、スラスタ装着構造体は、１次的な推進システムに加えて、冗長な又は追加的な推進能力を提供することが可能である。
【００１７】
図２は、衛星軌道２００の例示的な図を示している。衛星２０４は、図１に関連して説明されている衛星１００と実質的に同様であってよく、また、天体２０２の周りの軌道に乗ることが可能である。天体２０２は、それに限定されないが、地球、月、太陽、惑星、星、又は、任意の他の天体を含む、任意の適切な天体であってよい。衛星２０４は、天体２０２の周りの軌道２０６を確立することが可能である。軌道２０６は、以下の軌道特性、すなわち、高度、長半径、離心率、傾斜角、及び近点引数、昇交点黄経、近点通過時刻、近点の半径、及び、遠点の半径のうちの１つ又は複数を含むことが可能である。例示的な例として、通信衛星は、地球の赤道の上方の３５，７８６ｋｍの高度において静止（ＧＥＯ）軌道を確立することが可能であり、これによって地球の表面の上方の一定の位置を維持するようになっている。別の例示的な例として、地球マッピング衛星は、比較的高い傾斜角（たとえば、赤道に対して９０度に近い）で極軌道を確立することが可能であり、それが、それぞれの軌道の上の異なる経度において赤道を通過するようになっている。軌道２０６は、円形軌道、楕円形軌道、又は８の字形の形状を含む、任意の適切な形状を含むことが可能である。
【００１８】
その軌道を維持するために、衛星２０４は、ステーション・キーピング操作２０８及び２１０を実施することが可能である。本明細書で使用される場合、「ステーション・キーピング」は、所望の軌道を維持するために必要とされる軌道操作を表している。ステーション・キーピングは、空気抗力、太陽輻射圧、及び、太陽／月からの重力などのような、衛星２０４の軌道を悪化させる複数の外力に起因して、衛星２０４に必要である可能性がある。いくつかの実施形態では、そのような外力は、衛星２０４の軌道速度を減少又は増加させ、それに応じて軌道２０６の高度（又は、長半径）を減少又は増加させ得る。そのような実施形態では、衛星２０４は、衛星２０４の軌道速度を増加又は減少させるために、及び、外力に対抗するように、軌道の方向に、又は、衛星２０４の移動の方向に、ステーション・キーピング操作２０８を実施することが可能である。いくつかの実施形態では、衛星２０４は、フィードバック・ループにしたがってステーション・キーピング操作２０８を実施することが可能であり、衛星２０４の軌道速度及び／又は高度が検知されるようになっており、また、衛星２０４の軌道速度及び／又は高度が所望の軌道速度又は高度と同じではないことを検出したことに応答して、ステーション・キーピング操作２０８を実施する。いくつかの実施形態では、フィードバック・ループは、衛星２０４の軌道パラメータを決定するために、天体２０２の上の地上ステーションとの通信、又は、別の軌道衛星もしくは宇宙船との通信を含むことが可能である。上記に考察されているようなフィードバック・ループは、例示的なためだけに提供されており、また、任意の適切な制御スキームが、ステーション・キーピング操作２０８によって利用され得ることを理解されたい。
【００１９】
いくつかの実施形態では、外力は、衛星２０４の移動の方向以外の方向に、衛星２０４の速度の増加又は減少を提供する可能性がある。そのうえ、外力は、正味のトルク又は回転を衛星２０４に付与することが可能である。そのような場合では、ステーション・キーピング操作２１０は、そのような速度変化又は回転変化を補正するために使用され得る。たとえば、外力は、軌道２０６の以下の軌道パラメータ、すなわち、離心率、傾斜角、及び近点引数のうちの１つ又は複数に影響を与えることが可能である。ステーション・キーピング操作２０８に関連して上記に考察されているように、フィードバック・ループは、軌道パラメータの変化を補正するために使用され得る。いくつかの実施形態では、軌道パラメータのうちの１つ又は複数は、衛星２０４によって直接、又は、地上ステーションもしくは別の衛星によって、検知され得、検知された軌道パラメータが所望の軌道パラメータとは異なっていると決定したことに応答して、ステーション・キーピング操作２１０を実施する。いくつかの実施形態では、ステーション・キーピング操作２０８及び２１０の組み合わせが、軌道パラメータの変化を補正するために利用され得る。ステーション・キーピング操作２０８及び２１０は、直交するものとして図２に示されているが、ステーション・キーピング操作２０８及び２１０は、軌道パラメータに対する変化を補正するために任意の適切な方向を向くことが可能であることを理解されたい。また、ステーション・キーピング操作２０８及び２１０は、化学的なロケット・ベースのスラスタ及び電気的なスラスタ、ならびに、任意の数のスラスタ又はスラスタの組み合わせを含む、任意の適切なスラスタによって作り出され得ることを理解されたい。たとえば、いくつかのスラスタは、衛星２０４の重心を通る方を向くように構成され得、また、衛星２０４に正味の速度を付与するように設計され得るが、いくつかのスラスタは、衛星２０４の重心を通る方を向いていないスラスト・ベクトルを提供するように構成され得、また、衛星２０４に正味の回転を付与するように設計され得る。いくつかのスラスタは、正味の速度及び正味の回転の両方を衛星２０４に付与するように構成され得る。いくつかのスラスタは、適切な位置又は回転に固定され得るが、他のスラスタは、６つの自由度（３つの並進自由度、３つの回転自由度）のうちの少なくとも１つにおいてスラスタが移動することを可能にするように、装着され又はジンバルに支持され得る。たとえば、衛星２０４の上に装着されているスラスタのうちの１つ又は複数は、本明細書で説明されているスラスタ装着構造体を使用して装着され得る。
【００２０】
図３は、軌道上昇操作３００の例示的な図を示している。本明細書で使用されているように、「軌道上昇」又は「軌道転移」は、第１の軌道３０３から第２の軌道３０６へ衛星３０４の軌道を変化させる任意の軌道操作を表している。軌道上昇操作３００は、ホーマン転移として図３に示されているが、軌道上昇操作３００は、それが円形であろうが楕円形であろうが任意の初期軌道において始まることが可能であり、また、以下の軌道パラメータ、すなわち、高度、長半径、離心率、傾斜角、及び近点引数、昇交点黄経、近点通過時刻、近点の半径、及び、遠点の半径のうちの少なくとも１つを変化させる任意の適切な軌道操作であってよいことを理解されたい。
【００２１】
図３に示されているように、衛星３０４は、初期軌道３０３において、天体３０２の周りの軌道に乗ることが可能である。衛星３０４は、図１に示されている衛星１００と実質的に同様であってよい。天体３０２は、図２に示されている天体２０２と実質的に同様であってよい。初期軌道３０３は、他の軌道パラメータに加えて、最終的な軌道３０６の半径よりも下の半径３０５を有することが可能である。初期軌道は、他の軌道パラメータに加えて、楕円形の軌道であってよく、近地点は、最終的な軌道３０６の下にあり、遠地点は、最終的な軌道３０６の下方にあるか、最終的な軌道３０６にあるか、又は、最終的な軌道３０６の上方にあってよい。衛星３０４は、１つ又は複数の軌道公転にわたって連続的に、又は、それらの任意の組み合わせにわたって、軌道の中の離散的なポイントにおける有限な持続期間の多数のスラスタ燃焼３１０を実施することが可能であり、これによって所望の速度の変化を付与し、最終的な軌道３０６に到達するようになっている。スラスタ燃焼ベクトル３１０は、衛星３０４の移動の方向になっているか、衛星３０４の移動の方向の反対側になっているか、又は、それらの間の任意の方向になっていることが可能である。スラスタ燃焼ベクトル３１０は、軌道の中で、及び、軌道平面に対して、任意の角度になっていることが可能である。
【００２２】
図４は、スラスタ装着スキーム４００の例示的な図を示しており、衛星本体部４０２は、第１及び第２のスラスタ装着構造体４０４を含む。衛星本体部４０２は、図１に示されて上記に考察されている衛星本体部１０２と実質的に同様であってよい。第１のスラスタ装着構造体４０４は、スラスタ・パレット４０６、第１の方位角（ａｚｉｍｕｔｈ）アクチュエータ４０８、第２の方位角アクチュエータ４１０、仰角アクチュエータ４１２、スラスタ４１４、及びブーム４１８を含む。第２のスラスタ装着構造体４１９は、第１のスラスタ装着構造体４０４と実質的に同じコンポーネントを含むことが可能である。図４に示されているように、第１及び第２のスラスタ装着構造体４０４及び４１９は、衛星本体部４０２の両面に装着され得る。
【００２３】
第１の方位角アクチュエータ４０８は、第１の方向４２４に回転するように構成され得る。いくつかの実施形態では、方向４２４は、図４に示されているように、ｚ軸の周りの回転であってよい。いくつかの実施形態では、第１の方位角アクチュエータ４０８は、第１の方向４２４だけに回転するように構成されている。すなわち、第１の方位角アクチュエータ４０８は、他の２つの回転方向に対しては、回転方向に硬い。同様に、第２の方位角アクチュエータ４１０は、第２の方向４２６に回転するように構成され得、仰角アクチュエータ４１２は、方向４２８に回転するように構成され得る。第１の方位角アクチュエータ４０８と同様に、第２の方位角アクチュエータ４１０及び仰角アクチュエータ４１２は、いくつかの実施形態では、それぞれの方向だけに回転するように構成され、他の回転自由度において固定であるように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１の方位角アクチュエータ４０８、第２の方位角アクチュエータ４１０、及び仰角アクチュエータ４１２は、回転位置、回転速度、及び／又は回転加速度に関する制御信号及び／又はセットポイントを受け取るように構成された電動アクチュエータであってよい。
【００２４】
スラスタ・パレット４０６は、金属、炭素繊維、又は複合材料などのような、任意の適切な材料から作製され得る。スラスタ・パレット４０６は、図４に示されているように、矩形角柱を含む、任意の適切な形状に構成され得る。スラスタ４１４は、それに限定されないが、ねじ、リベット、ボルト、溶接、接着剤、又は、それらの任意の組み合わせを含む、任意の適切な手段を使用して、スラスタ・パレット４０６の上に直接装着され得る。２つのスラスタ４１４が図４に示されているが、任意の数のスラスタが、スラスタ・パレット４０６の上に装着され得ることを理解されたい。そのうえ、スラスタ４１４は、電気スラスタ及び／又は化学的なロケット・スラスタを含む、任意の適切なタイプのスラスタであってよい。
【００２５】
ブーム４１８は、金属、炭素繊維、又は複合材料などのような、任意の適切な材料から作製され得る。ブーム４１８は、任意の適切な形状及び長さであってよい。たとえば、ブーム４１８は、方形断面を有する中空の部材であってよい。ブーム４１８は、それに限定されないが、ねじ、リベット、ボルト、溶接、接着剤、又は、それらの任意の組み合わせを含む、任意の適切な手段を使用して、第１の方位角アクチュエータ４０８、第２の方位角アクチュエータ４１０、及び／又は仰角アクチュエータ４１２のうちの１つ又は複数に取り付けられ得る。たとえば、ブーム４１８は、第１の方位角アクチュエータ４０８に取り付けられ得、第１の方位角アクチュエータ４０８がブームを方向４２４に枢動させることができるようになっている。第２の方位角アクチュエータ４１０は、それに限定されないが、ねじ、リベット、ボルト、溶接、接着剤、又は、それらの任意の組み合わせを含む、任意の適切な手段によって、スラスタ・パレット４０６に取り付けられ得る。第２の方位角アクチュエータ４１０は、スラスタ・パレット４０６を方向４２６に枢動させるように構成され得る。いくつかの実施形態では、方向４２４及び方向４２６は、同じであってもよい。仰角アクチュエータ４１２は、スラスタ・パレット及び／又は第２の方位角アクチュエータ４１０に接続され得る。仰角アクチュエータ４１２は、スラスタ・パレット４０６を方向４２８に枢動させるように構成され得る。
【００２６】
第１の方位角アクチュエータ４０８は、それに限定されないが、ねじ、リベット、ボルト、溶接、接着剤、又は、それらの任意の組み合わせを含む、任意の適切な手段を使用して、衛星本体部４０２に直接取り付けられ得る。第１の方位角アクチュエータ４０８は、スラスタ・パレット４０６を方向４２４に回転させ、スリュー角（ｓｌｅｗ  ａｎｇｌｅ）４２２を提供することが可能である。スリュー角４２２は、スラスタ４１４がスラスト・ベクトルを移動の方向又は軌道方向の接線方向に作り出すことを可能にすることができる。これは、衛星の経度ドリフト・レート及び離心率ベクトルの制御を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、第２の方位角アクチュエータ４１０は、スラスタ・パレット４０６を回転させ、スラスタ方向４２０を提供することが可能であり、スラスタ方向４２０は、衛星の重心を通る方を向いている。衛星の重心は方形断面の中心として示されているが、重心は、衛星本体部４０２の中の任意のポイントに位置付けされ得る。いくつかの実施形態では、重心は、衛星本体部４０２の外側にあってよい。
【００２７】
図５は、ステーション・キーピング位置に位置決めされている第１及び第２のスラスタ装着構造体５０４及び５１９を含む、スラスタ装着スキーム５００の例示的な図を示している。第１及び第２のスラスタ装着構造体５０４及び５１９は、図４に関連して説明されている第１及び第２のスラスタ装着構造体４０４及び４１９と実質的に同様であってよい。衛星本体部５０２は、図４に関連して説明されている衛星本体部４０２と実質的に同様であってよい。図５に示されているように、第１及び第２のスラスタ装着構造体５０４及び５１９は、衛星本体部５０２の１つの縁部に沿って装着され得る。図５に示されている例示的な例では、第１及び第２のスラスタ装着構造体５０４及び５１９は、衛星本体部５０２のｙ面の上に装着されている。ステーション・キーピング位置では、第１及び第２のスラスタ装着構造体５０４及び５１９は、図４に示されている仰角アクチュエータ４１２などのような、仰角アクチュエータを使用し、スラスタを枢動させ、スラスタ・ベクトル５２０を作り出すことが可能であり、スラスタ・ベクトル５２０は、衛星の重心を通る方を向いている。これは、カント角５３０を作り出すことが可能であり、カント角５３０は、スラスト・ベクトル５２０と宇宙船本体部５０２のｘｙ平面との間の角度として測定される。カント角５３０は、移動の方向又は衛星の軌道方向に対して垂直及び／又は半径方向のスラスト・ベクトルをスラスタ５１４が作り出すことを可能にすることができる。これは、軌道傾斜角及び離心率ベクトルの制御を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、カント角５３０は、軌道傾斜角及び離心率ベクトルの同時制御を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、衛星の速度は、衛星の角運動量と同時に又は別々に制御され得る。たとえば、カント角５３０、及び、第１の方位角アクチュエータ４２４又は第２の方位角アクチュエータ４２６のいずれかの使用を通して、スラスタ４１４によって作り出されるスラスト・ベクトルは、重心を通る方を向くように構成され得、それによって、トルクのない速度変化を作り出し、又は、重心からわずかにオフセットされるように構成され得、それによって、正味のトルクを作り出す。ステーション・キーピング操作に関して、第１のスラスタ装着構造体５０４もしくは第２のスラスタ装着構造体５１９のいずれか又は両方に関連するスラスタが燃焼され得る。図２に関連して上記に考察されているように、スラスタ燃焼は、特定の軌道又は軌道特性を維持するために実施され得る。図４に示されているカント角５３０及びスリュー角４２２の使用を通して、幅広い範囲の制御オプションが、衛星本体部５０２を制御するために有効にされ得、それによって、ミッション最適化及び推進剤消費の低減を可能にする。いくつかの実施形態では、完全なステーション・キーピング動作は、２つのスラスタの使用によって、及び、１日又は軌道周期あたり２つの操作によって、完了され得る。いくつかの実施形態では、第１及び第２のスラスタ装着構造体５０４及び５１９は、衛星本体部５０２の６つの自由度（３つの並進自由度、３つの回転自由度）を制御するように構成され得る。したがって、完全な軌道及びステーション・キーピング制御が、２つのスラスタの使用だけで実現され得る。
【００２８】
図６は、軌道上昇位置に位置決めされている第１及び第２のスラスタ装着構造体６０４，６１９を含む、スラスタ装着スキーム６００の例示的な図を示している。第１及び第２のスラスタ装着構造体６０４，６１９は、図４に関連して説明されている第１及び第２のスラスタ装着構造体４０４，４１９と実質的に同様であってよい。衛星本体部６０２は、図４に関連して説明されている衛星本体部４０２と実質的に同様であってよい。図６に示されているように、第１及び第２のスラスタ装着構造体６０４，６１９は、衛星本体部６０２の１つの縁部に沿って装着され得る。図６に示されている例示的な例では、第１及び第２のスラスタ装着構造体６０４，６１９は、衛星本体部６０２のｙ面の上に装着されている。軌道上昇位置では、第１及び第２のスラスタ装着構造体６０４，６１９は、図４に示されている仰角アクチュエータ４１２などのような、仰角アクチュエータを使用し、スラスタを枢動させることが可能であり、スラスタが、図６に示されているように実質的にビークル６０２のｚ方向にスラスト・ベクトル６２０を作り出すようになっている。いくつかの実施形態では、ｚ方向は、移動の方向、移動の方向の反対側、又は、それらの間のどこかであってよい。スラスト・ベクトル６２０と衛星本体部６０２のｘｙ平面との間に生成されるカント角６３０は、実質的に９０度であってよい。いくつかの実施形態では、カント角は、図５に示されているようにビークル５２０の重心を通る方向を含むそれ以下の他の方向を向くことが可能である。軌道上昇操作に関して、第１及び第２のスラスタ装着構造体６０４，６１９に関連するスラスタのいずれか一方又は両方が燃焼され得る。図３に関連して上記に考察されているように、スラスタ燃焼は、初期軌道から最終的な軌道へ衛星の軌道を変化させるために、及び／又は、特定の軌道特性を変化させるために実施され得る。
【００２９】
図７は、格納位置に位置決めされているスラスタ装着構造体７０４の例示的な図を示している。スラスタ装着スキーム７００は、宇宙船本体部７０２、スラスタ装着構造体７０４、第１の方位角アクチュエータ７０８、ブーム７１８、スラスタ・パレット７０６、及びスラスタ７１４を含み、図４に関連して上記に考察されている対応するコンポーネントと実質的に同様であってよい。第１の方位角アクチュエータ７０８は、ブラケット７２０を介して宇宙船本体部７０２に直接接続されている。コンポーネント同士を共に直接接続すること、又は、１つのコンポーネントを別のコンポーネントに取り付けることは、それぞれのコンポーネントがそれぞれのコンポーネント間に延在する長尺状部材によって接続されてはいないことを意味しており、そのような長尺状部材は、ブームであり得る。したがって、共に直接接続されているか又は互いに取り付けられているコンポーネント同士は、ごく接近して置かれることになり、ブラケットなどによって共に固定され得る。第１の方位角アクチュエータ７０８は、静止部分７２２及び可動取り付け部分７２４を含む。いくつかの実施形態では、静止部分７２２は、アクチュエータ７０８を宇宙船本体部７０２に装着するために、ブラケット７２０に直接接続されている。いくつかの実施形態では、可動取り付け部分７２４は、接続されているコンポーネントを移動又は回転させるために回転可能なアクチュエータ７０８の一部分である。図７に示されている格納位置では、ブームは、衛星本体部７０２に実質的に平行になっていることが可能である。いくつかの実施形態では、ブーム７１８は、衛星本体部７０２に接触していることが可能である。いくつかの実施形態では、ブーム７１８は、衛星本体部７０２から間隔を離して配置された距離にあってよい。いくつかの実施形態では、ブーム７１８は、アクチュエータ７０８の幅７２６に等しい距離だけ、衛星本体部７０２から間隔を置いて配置されている。いくつかの実施形態では、スラスタ・パレット７０６は、スラスタ７１４が衛星本体部７０２に対して実質的に平行となるように位置合わせされ得、衛星本体部７０２に対して実質的に垂直な方を向くスラスト・ベクトルを有する。いくつかの実施形態では、スラスタ・パレット７０６は、装着構造体を使用して、衛星本体部７０２に取り付けられ得る。たとえば、装着構造体は、アクチュエータを含むことが可能であり、アクチュエータは、打ち上げの間に適切な場所にスラスタ・パレット７０６を維持することが意図されており、また、衛星のミッションの間の適当な時間にスラスタ・パレット７０６を展開することが意図されている。
【００３０】
図８は、ステーション・キーピング位置に位置決めされているスラスタ装着構造体８０４の例示的な図を示している。スラスタ装着スキーム８００は、宇宙船本体部８０２、スラスタ装着構造体８０４、第１の方位角アクチュエータ８０８、ブーム８１８、ブラケット８２０、静止部分８２２、可動取り付け部分８２４、第２の方位角アクチュエータ８１０、スラスタ・パレット８０６、及びスラスタ８１４を含み、図４に関連して上記に考察されている対応するコンポーネントと実質的に同様であってよい。方位角アクチュエータ８０８は、可動取り付け部分８２４を含み、可動取り付け部分８２４は、接続されているコンポーネントを移動又は回転させるために、アクチュエータ８０８によって回転可能である。たとえば、図８に示されているステーション・キーピング位置では、ブーム８１８は、可動取り付け部分８２４に直接接続されている。したがって、第１の方位角アクチュエータ８０８は、衛星本体部８０２から内又は外にブーム８１８を回転させることが可能である。図８のブーム８１８は、衛星本体部８０２に対して実質的に垂直であるとして説明されているが、ブーム８１８は、ステーション・キーピング位置の中の他の角度へ回転され得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、第２の方位角アクチュエータ８１０、及び、図４に示されている仰角アクチュエータ４１２などのような仰角アクチュエータが、スラスタ・パレット８０６を回転させるために使用され得、スラスト・ベクトルが衛星本体部８０２に対して垂直にならないようになっている。第１の方位角アクチュエータ８０８、第２の方位角アクチュエータ８１０、及び仰角アクチュエータは、図２に関連して上記に考察されているように、１つ又は複数の軌道パラメータの中の偏差を補正するために、スラスタ・パレットをさまざまな位置へ回転させるために利用され得ることを理解されたい。
【００３１】
図９は、軌道上昇位置に位置決めされているスラスタ装着構造体９０４の例示的な図を示している。スラスタ装着スキーム９００は、宇宙船本体部９０２、スラスタ装着構造体９０４、第１の方位角アクチュエータ９０８、ブーム９１８、第２の方位角アクチュエータ９１０、仰角アクチュエータ９１２、スラスタ・パレット８０６、及びスラスタ９１４を含み、図４に関連して上記に考察されている対応するコンポーネントと実質的に同様であってよい。図８に示されている軌道上昇位置では、第１の方位角アクチュエータ９０８は、衛星本体部９０２から外にブーム９１８を回転させることが可能である。図９のブーム９１８は、衛星本体部９０２に対して実質的に垂直であるとして説明されているが、ブーム９１８は、軌道上昇位置の中の他の角度へ回転され得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、第２の方位角アクチュエータ９１０及び仰角アクチュエータ９１２が、スラスタ・パレット９０６を回転させるために使用され得、スラスト・ベクトルが衛星本体部９０２に対して実質的に平行になるようになっている。いくつかの実施形態では、第２の方位角アクチュエータ９１０は、可動取り付け部分９３０及び静止部分９３１を含む。いくつかの実施形態では、静止部分９３１は、ブーム９１８に直接接続されている。いくつかの実施形態では、可動取り付け部分９３０は、仰角アクチュエータ９１２の可動取り付け部分９３２に直接接続されている。いくつかの実施形態では、第２の方位角アクチュエータ９１０及び仰角アクチュエータ９１２は、スラスタ・パレット９０６の上の装着ブラケット９３４を介して直接接続されている。したがって、いくつかの実施形態では、第２の方位角アクチュエータ９１０及び仰角アクチュエータ９１２は、少なくとも２つの軸線においてスラスタ・パレット９０６を回転させるように協働することが可能である。図９に示されているように、ブーム９１８は、衛星本体部９０２から間隔を置いて配置された距離に、スラスタ・パレット９０６及びスラスタ９１４を位置決めすることが可能である。いくつかの実施形態では、スラスタ９１４は、ビークルのｚ方向と実質的に一致する合成スラスト・ベクトルを作り出す。いくつかの実施形態では、個々のスラスタは、個々のスラスト・ベクトルがｚ方向とビークルの重心を通る方向との間のどこかの方を向くように回転され得る。図３に関連して上記に考察されているように、この向きのスラストは、初期軌道から最終的な軌道へ衛星の軌道を変化させるために使用され得る。
【００３２】
図１０Ａ〜Ｅは、さまざまな位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体１００４の例示的な図１０００を示している。宇宙船本体部１００２、スラスタ装着構造体１００４、第１の方位角アクチュエータ１００８、ブーム１０１８、第２の方位角アクチュエータ１０１０、スラスタ・パレット１００６、及びスラスタ１０１４は、図４に関連して上記に考察されている対応するコンポーネントと実質的に同様であってよい。図１０Ａは、格納位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体１００４を示している。図７に関連して上記に考察されているように、格納位置では、ブーム１０１８は、衛星本体部１００２に実質的に平行であり、及び／又は、同一平面状にあってよい。スラスタ・パレット１００６は、その最も長い縁部に沿って平行となるように回転されることができ、スラスタが衛星本体部１００２から外側を指向するようになっている。図７に関連して考察されているように、スラスタ・パレット１００６は、装着スキームを使用して衛星本体部１００２に固定され得、装着スキームは、衛星のミッションの間の適当な時間にスラスタ・パレット１００６を解放又は展開するように構成されている。このようにして、格納位置は、必要とされる貯蔵スペースを最小化し、また、たとえば、打ち上げの間に、スラスタ・パレット１００６に付与される任意の逆向きの力を最小化することが可能である。
【００３３】
図１０Ｂは、軌道上昇位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体１００４を示している。図６及び図９に関連して上記に考察されているように、軌道上昇位置では、スラスタ１０１４は、合成スラスタ・ベクトルが実質的にｚ方向を向くように回転され得る。いくつかの実施形態では、スラスタは、個々のスラスト・ベクトルがｚ方向とビークルの重心を通る方向との間のどこかの方を向くように回転され得る。図３に関連して上記に考察されているように、ｚ方向のスラストは、衛星の速度を増加させ、軌道の変化をもたらすことが可能である。図１０Ｂに示されているように、ブーム１０１８は、衛星本体部１００２のｘｚ面に対して垂直でなくてもよい。いくつかの実施形態では、軌道上昇操作に関して、第１及び第２のスラスタ装着構造体に関連するスラスタの両方は、衛星本体部１００２の上の任意の望ましくない回転を低減させるために燃焼され得る。
【００３４】
図１０Ｃは、ステーション・キーピング位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体１００４を示している。図５及び図８に関連して上記に考察されているように、ステーション・キーピング位置では、スラスタ１０１４は、さまざまな位置へ回転され、特定の軌道パラメータの偏差を補正することが可能である。図１０Ｃに示されている位置では、第１及び第２のスラスタ装着構造体１００４は、傾斜角及び離心率の両方の偏差を補正することが可能である。たとえば、スラスタ１０１４の向きは、ｚ方向及びｙ方向の両方の力を作り出すことが可能であり、それは、それらの方向の外力を補償することが可能である。図１０Ｃに示されているように、ブーム１０１８は、衛星本体部１００２のｘｚ面に対して垂直でなくてもよい。いくつかの実施形態では、ステーション・キーピング操作に関して、第１及び第２のスラスタ装着構造体に関するスラスタのうちの一方又は両方は、必要に応じて、軌道偏差を補正するために燃焼され得る。
【００３５】
図１０Ｄ及び図１０Ｅは、他のステーション・キーピング位置にある第１及び第２のスラスタ装着構造体１００４を示している。図５及び図８に関連して上記に考察されているように、ステーション・キーピング位置では、スラスタ１０１４は、さまざまな位置へ回転され、特定の軌道パラメータの偏差を補正することが可能である。図１０Ｄ及び図１０Ｅに示されている位置では、第１及び第２のスラスタ装着構造体１００４は、傾斜角、離心率、及びドリフトの偏差を補正することが可能である。たとえば、スラスタ１０１４の向きは、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向のすべてに力を作り出すことが可能であり、それは、それらの方向の外力を補償することが可能である。スラスト・ベクトルの角度は、第１の方位角アクチュエータ１００８、第２の方位角アクチュエータ１０１０、及び、図４に示されているような仰角アクチュエータ４１２などのような仰角アクチュエータを使用して制御され得る。図１０Ｄ及び図１０Ｅに示されているように、ブーム１０１８は、衛星本体部１００２のｘｚ面に対して垂直でなくてもよい。いくつかの実施形態では、ステーション・キーピング操作に関して、第１及び第２のスラスタ装着構造体に関するスラスタのうちの一方又は両方は、必要に応じて、軌道偏差を補正するために燃焼され得る。
【００３６】
いくつかの実施形態では、衛星の重心の場所に応じて、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄ、及び図１０Ｅに示されている向きは、また、衛星本体部１００２に正味のトルク及び／又は回転を付与することが可能である。
【００３７】
本明細書で説明されている実施形態は単なる例として提供されていることが当業者に明らかであろう。多数の変形例、代替例、変化例、及び置換例が、本発明を実践する際に当業者によって用いられ得ることを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で開示されている実施形態に限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲から理解されるべきであり、特許請求の範囲は、法律で許容される限り広く解釈されるべきであることを理解されたい。
【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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【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１０Ｅ】
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【国際調査報告】
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