(57)【要約】【課題】  光学機器を搭載する衛星において、コンタミを防止するための保護カバーが取り付けられているが、この保護カバーは光学機器を使用する際、衛星にとって不要なものとなるが、スペースデブリ防止の観点から、軌道上に廃棄することができず、衛星の運用終了まで搭載された状態となり、その搭載空間がデッドスペースとなっていた。【解決手段】  衛星の打ち上げ時に光学機器の視野を覆う保護カバーについて、保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後に保護カバーを展開する展開部を設け、保護カバーの内側面に観測機器を搭載することで、コンタミ防止用の保護カバーのデッドスペースを有効活用する。【選択図】        図１
2009190661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機器に取り付けられ、当該光学機器の光学視野に開口部を有したフードカバーと、
衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、
上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の光学視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、
上記保護カバーの内側面における上記展開部周辺に取り付けられ、上記保護カバーが展開した状態で、衛星の周囲を観測するセンサと、
を備えた光学機器用保護カバー。
【請求項２】
光学機器に取り付けられ、当該光学機器の光学視野に開口部を有したフードカバーと、
衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、
上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の光学視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、
上記保護カバーの内側面に設けられ、上記保護カバーが展開した状態で、所定方向を向くアンテナと、
を備えた光学機器用保護カバー。
【請求項３】
上記保護カバーの内側面または上記フードカバーの外周に、他のセンサもしくは評価用試験片を取り付けたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の光学機器用保護カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星に搭載される光学機器の光学視野を覆うための保護カバーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学機器を搭載する衛星においては、衛星打ち上げ時の塵や埃などのコンタミネーション（以下、コンタミ）による性能劣化対策が重要な課題である。このコンタミによる光学機器の性能劣化の防止を目的として、光学機器のレンズ鏡筒を覆う保護カバーを取り付け、衛星の打ち上げ後に、保護カバーを取り除いている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１０８９９９号公報
【０００４】
コンタミは衛星各部から排出されて、温度のより低い部位に付着する性質を持っている。衛星で用いられる光学機器は、レンズ部が低温になるため、衛星打ち上げ時にコンタミが付き易い。この対策として、保護カバーが光学機器に取り付けられているのであるが、保護カバーは光学センサから展開した後、特に何も使用されず、衛星にとっては必要のないものとなる。
【０００５】
しかし、スペースデブリ防止の観点から、光学機器の保護カバーを軌道上に廃棄することができず、衛星の運用終了まで搭載された状態となっているのが実情である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
衛星の通常運用にとって必要ないものを搭載するということは、通常運用においてはデッドウェイト及びデッドスペースとなっている。このため、通常運用時に機能を持たない光学機器の保護カバーの有無は、軽量化を迫られている衛星やスペースに余裕のない衛星においては、大きな問題となってくる。
【０００７】
この発明は係る問題を解決するためになされたものであり、光学機器のコンタミ防止用の保護カバーに別の機能を付与して、衛星の打ち上げ後に、その搭載スペースを有効活用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による光学機器用保護カバーは、光学機器に取り付けられ、当該光学機器の視野に開口部を有したフードカバーと、衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、上記保護カバーの内側面における上記展開部周辺に取り付けられ、上記保護カバーが展開した状態で、衛星の周囲を観測するセンサとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、展開後に不要となる光学機器のコンタミ防止用の保護カバーを、センサ（観測機器）またはアンテナに利用することで、衛星への搭載スペースを有効利用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による光学機器用の保護カバーを搭載した衛星を示す図である。
図において、衛星１は光学機器１０を搭載し、光学機器１０の前面には光学機器１０の光学視野に開口部を有したフードカバー２を装着している。この開口部はフードカバー２の先端部に設けられ、この先端部の前面に保護カバー３が装着されている。保護カバー３は、衛星１の打ち上げ時、衛星１が軌道に投入されるまでの間、光学機器１０の視野を覆う。これにより、光学機器１０に設けられたレンズや透光フィルタや光学素子等の光学部品１１に混入する、コンタミを防止する。保護カバー３には、環境モニタセンサ９が取り付けられている。また、フードカバー２は、光学機器の視野に入射する迷光を防止するとともに、光学部品１１にコンタミが混入するのを防止する。衛星１の打ち上げ後、図１に示すように保護カバー３が展開してフードカバー２の開口部が開き、光学機器１０が視野を妨げない位置まで保護カバー３が展開動作する。環境モニタセンサ９は、衛星の周囲環境をモニタする。この環境モニタセンサ９は、視野角内における指向性を有しないものが好ましい。
【００１１】
一般に、「ハッブル宇宙望遠鏡」や「ひので」に代表されるように、光学機器に対してはコンタミ防止用のフードカバーや保護カバーが搭載されている。従来は、保護カバーがデッドスペースとなっている。
一方で、ドーズモニタに代表されるような軌道上環境のモニタを行なうセンサを搭載するためには、衛星の外周にセンサの搭載場所を確保しなければならない。しかし、環境モニタセンサは搭載場所があればどこにでも搭載できるという機器ではなく、そのセンサ機器の視野を確保した搭載位置でなければならず、機器の搭載上の制約は大きかった。
【００１２】
図２は、この発明の実施の形態１を示す保護カバー３が閉じた状態を示す図であり、図３は保護カバー３が展開した状態を示す図である。
図２において、保護カバー３はフードカバー２に取り付けられ、ヒンジ６によりフードカバー２に対して開閉可能に支持される。衛星１の打ち上げ前、保護カバー３はフードカバー２の開口部を覆う位置で、展開部７による回転が制止した状態で係止される。この保護カバー３が閉じた状態では、保護カバー３の内側面（裏面）は光学機器１０に対向し、保護カバー３の外側面（表面）は宇宙空間に露出して衛星の外側を向く。また、環境モニタセンサ９は、保護カバー３の内側面に装着されている。保護カバー３が閉じた状態では、環境モニタセンサ９がフードカバー２の開口部と対向するように位置し、環境モニタセンサ９は保護カバー３の内側面とフードカバー２の開口部とで構成される空間内に収納される。この構成により、保護カバー３を閉じることで、光学部品１１のみならず、環境モニタセンサ９へのコンタミの付着を抑えることができる。
【００１３】
また、図３において、衛星１が地上から打ち上げられ、軌道投入された後、展開部７が動作して保護カバー３がフードカバー２に対して展開する。保護カバー３は光学機器１０の光学視野を妨げない位置まで展開し、展開部７による回転が制止した状態で係止される。図の例では、フードカバー２の開口面に対し平行な位置まで（展開角度が概ね１８０度になる位置まで）展開している。展開部７は、例えばモータやコイルばねのようなアクチュエータと、係止機構を備えて構成される。展開部７の詳細構造については発明の主旨とするところではないので、詳細説明を略す。
【００１４】
図に示すように、保護カバー３の内側面における、ヒンジ６および展開部７の周辺に環境モニタセンサ９が固定される。保護カバー３は、軽量化を目的として厚さの薄い複合材料で構成されるので、剛性が小さい。このため、衛星１の姿勢変化により環境モニタセンサ９の慣性が大きく作用し、保護カバー３が変形すると、環境モニタセンサ９の視線が大きく変化してしまう。この変形を抑えるためには、保護カバー３を支持するヒンジ６との接合部近辺に環境モニタセンサ９を設置するのが良い。これにより、環境モニタセンサ９の視線変化を、比較的安定化させることができる。勿論、重量や慣性の小さな環境モニタセンサ９であれば、保護カバー３への変形作用を無視し得るので、図３に示す環境モニタセンサ９ｂのように、ヒンジ６および展開部７との接合部から離れたところに他の複数のセンサを設置しても良いことは謂うまでもない。
【００１５】
ここで、保護カバー３が展開すると、光学機器１０の視野１５が確保されると同時に、
保護カバー３の内側面が視野１５と同一方向の視野を確保することができる。環境モニタセンサ９は、保護カバー３の内側面に設けられているので、環境モニタセンサ９の視野１６を、視野１５と同一方向に確保することができる。この際、環境モニタセンサ９がフードカバー２の先端に配置されるので、光学機器１０の視野１５と環境モニタセンサ９の視野１６とが視野干渉することがなく、環境モニタセンサ９の視野１６がフードカバー２に干渉することもない。すなわち、光学機器自身の視野を確保できるとともに、展開した保護カバー３も視野を確保され、視野干渉の問題を生じない。
【００１６】
かくして、衛星の打ち上げ時に光学機器１０の視野を覆うコンタミ防止用の保護カバー３について、保護カバー３を開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後に保護カバー３を展開する展開部７を設け、保護カバー３の内側面に観測機器として環境モニタセンサ９を搭載することで、コンタミ防止用の保護カバー３のデッドスペースを有効活用することが可能となる。
【００１７】
以上説明したとおり、この実施の形態１では、光学機器に取り付けられ、当該光学機器の光学視野に開口部を有したフードカバーと、衛星の打ち上げ時に、内側面が上記フードカバーの開口部を覆う保護カバーと、上記フードカバーに対して上記保護カバーを開閉可能に支持するとともに、衛星の打ち上げ後、上記光学機器の光学視野を妨げない位置に上記保護カバーを展開する展開部と、上記保護カバーの内側面における上記展開部周辺に取り付けられ、上記保護カバーが展開した状態で、衛星の周囲環境をモニタ（観測）する環境モニタセンサのような観測機器とを備えて、光学機器用の保護カバーを構成する。
【００１８】
この構成により、衛星を軌道投入した後、展開後に不要となる光学機器のコンタミ防止用の保護カバーが占有するデッドスペースを利用して、観測機器の搭載位置に使用することで、限られた衛星の搭載スペースを有効に使用し、機器の搭載制約を軽減することができる。
【００１９】
また、これによって、不要になった保護カバーをセンサ搭載部品として利用し、環境モニタセンサのようなセンサ（観測機器）を余分に搭載することができるので、多目的な衛星運用が可能になる。
なお、環境モニタセンサは、保護カバー３の内側面に複数個を実装しても良いことは謂うまでもない。
【００２０】
実施の形態２．
図４は、この発明に係る実施の形態２を示す図であり、保護カバー３に評価用試験片１２を搭載した例を示す図である。
図において、軌道上にて、例えば熱制御材の劣化試験のような材料試験を実施する場合、評価用の試験片を用いる。この実施の形態２では、保護カバー３の内側面に評価用試験片１２を搭載することで、評価用試験片１２の搭載位置を確保する。これによって、衛星の搭載スペースを有効に使用し、機器の搭載制約が軽減される。また、元来デッドスペースとなる箇所を利用するだけで、多目的な衛星運用が可能になる。
【００２１】
実施の形態３．
図５は、この発明に係る実施の形態３による、迷光防止用のフードカバー２にセンサ（観測機器）を搭載した例を示す図である。図において、スターセンサや太陽センサや環境モニタセンサのようなセンサ１９が、フードカバー２に搭載されている。センサ１９は視界１６がフードカバー２の外周から外側に向かうように配置される。
【００２２】
通常、光学機器への迷光を防止するために設けられたフードカバー２は、迷光防止を目的に使用されており、他の目的には利用されていない。すなわち、迷光防止用のフードカバー２は、本来、レンズへの迷光さえ防げればよい。
【００２３】
しかし、この実施の形態３によれば、迷光防止用フードカバー２の外周にセンサ１９や、軌道上の材料劣化を試験するための評価用試験片１２を搭載することで、衛星の搭載スペースを有効に使用することができる。また、従来、デッドスペースだった箇所である、フードカバー２の外周面を実装スペースに利用することで、多目的な衛星運用が可能になる。
【００２４】
実施の形態４．
図６は、この発明に係る実施の形態４による保護カバー３において、環境モニタセンサ９の代わりに、アンテナ１４を備えた構成を示す図である。
図において、この実施の形態４による保護カバー３は、内側面にアンテナ１４のアンテナ鏡面が構成されており、保護カバー３が展開した後、その内側面をアンテナとして機能させる。これにより、保護カバー３の内側面が、光学機器１０の視野１５と同方向である衛星１の外側方向を向いて、アンテナの視野１９を得ている。なお、図中、その他の構成については、実施の形態１と同様である。また、実施の形態１の構成に追加して、実施の形態４のアンテナ１４を備えても良いことは、謂うまでもない。
【００２５】
通常、地球との通信や衛星間通信を用途とする衛星搭載用のアンテナは、衛星における光学機器１０の実装面とは別の位置に搭載される。このようなアンテナは、打上げ時は収納され、軌道上で展開して使用される。アンテナを収納している状態では、アンテナの収納領域に機器が搭載できず、アンテナの収納領域は衛星のデッドスペースとなる。このデッドスペースは、光学機器におけるコンタミ防止用の保護カバーと同様、衛星の機器配置の搭載制約になっていた。
【００２６】
しかし、この実施の形態４では、アンテナ１４付きの保護カバー３を設けて、光学機器におけるコンタミ防止用の保護カバーとアンテナの機能を兼ね備えることで、収納時は光学機器のコンタミを防止する保護カバーとして機能し、展開後は保護カバーの内側面をアンテナとして利用することで、両者のデッドスペースを利用する。このことにより、衛星の搭載スペースを有効に使用し、機器の搭載制約が軽減される。また、本来、デッドスペースとなる箇所を有効に利用することで、多目的な衛星運用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明に係る実施の形態１による、光学機器用の保護カバーを搭載した衛星を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による保護カバーが閉じた状態を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による保護カバーが展開した状態を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２による保護カバーに評価用試験片を搭載した例を示す図である。
【図５】この発明に係る実施の形態３による、迷光防止用のフードカバーにセンサを搭載した例を示す図である。
【図６】この発明に係る実施の形態４による保護カバー３にアンテナを備えた構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  衛星、２  フードカバー、３  保護カバー、４  光学機器、６  ヒンジ、７  展開部、９  環境モニタセンサ、１２  評価用試験片、１３  フードカバー、１４  アンテナ付保護カバー。
【図１】
2009190661.tif 000003
【図２】
2009190661.tif 000004
【図３】
2009190661.tif 000005
【図４】
2009190661.tif 000006
【図５】
2009190661.tif 000007
【図６】
2009190661.tif 000008