JPH05294298A - 宇宙構造物とその構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 宇宙空間に太陽電池等を有する巨大平面を容
易に構築する。 【構成】 宇宙構造物１を、その軸に垂直な断面を円形
状にされた装置本体２と、この装置本体２の外周面に均
等間隔をもって放射状に取り付けられ、太陽電池を表面
に組み込んだ複数の扇形要素３とから基本構成する。こ
の扇形要素３を、それぞれその円周方向に沿う折り目４
をもって折り畳み自在に構成する。扇形要素３の基部に
設けた回転軸５を、それぞれ前記装置本体２の軸線に直
交する方向の軸線をもって回転自在に装置本体２に取り
付ける。 【効果】 装置本体の外周面に太陽電池を有する複数の
扇形要素を放射状に取り付けたため、地上で装置本体に
扇形要素を取り付けることができ、太陽電池を宇宙空間
で取り付ける必要をなくし、地上から材料を運搬する必
要性をなくし、これら太陽電池の取り付けに要する費用
を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、宇宙空間において設置
される太陽電池を有する宇宙構造物とその構築方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、宇宙空間に人口衛星や、宇宙ステ
ーションを打ち上げた場合に、これら宇宙構造物のエネ
ルギー源として太陽光を用いることが実用化されてい
る。宇宙構造物のエネルギー源を太陽光とする場合、該
構造物に太陽光発電装置（ＳＰＳ：Ｓolar Ｐower Ｓta
tion）を設ける必要がある。この太陽光発電装置は、例
えばアルミニウム合金等の骨材を網の目状や蜘蛛の巣
状、トラス状等に組んで、その内部に多数の太陽電池
（ソーラーセル）を組み込んだものであり、受光面を太
陽に向けるためにその姿勢を変更できるように構成され
ている。

【０００３】上記太陽光発電装置を備えた宇宙構造物
は、通常地上において上記装置の骨材等を分解した状
態、あるいは、折り畳んだ状態で輸送ロケット等に搭載
し、これをロケット等で宇宙空間に搬送した後、宇宙空
間で組み立てられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記太陽光
発電装置は、宇宙空間で骨材を網の目状や蜘蛛の巣状、
トラス状等に組んで巨大平面を構築する構造であるた
め、以下に示すような解決すべき課題がある。 太陽光発電装置の総重量が大きくなり、地上からの材
料運搬費が莫大なものになる。 宇宙空間の軌道上で太陽光発電装置を組み立てるため
に、ロボットやEVA（Extra Vehicle Activity）等が必
要となり、太陽光発電装置の組み立て作業が煩雑であっ
た。 太陽光発電装置を自動展開方式にしたトラス構造も考
えられるが、そのシステムも複雑なものとなる。このシ
ステムでは、トラス構造を展開後に、太陽電池を取り付
けなければならず、展開作業と太陽電池取り付け作業と
が必要になり、これら作業に要する費用が必要になり、
作業に要する費用が高くなってしまう。

【０００５】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、巨大平面を容易に構築できる宇宙構造物とその構築
方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の宇宙構造
物は、断面視円形状又は正多角形状の装置本体と、該装
置本体の外周面に放射状に取り付けられ、太陽電池を有
する複数の扇形要素とからなり、該扇形要素はそれぞれ
その円周方向に沿う折り目をもって折り畳み自在に構成
され、かつ、その基部が上記装置本体の軸線に直交する
方向の軸線をもって回転自在に該装置本体に取り付けら
れていることを特徴とするものである。

【０００７】請求項２記載の宇宙構造物の構築方法は、
請求項１記載の宇宙構造物を宇宙空間に構築する方法で
あって、地上において前記各扇形要素をそれぞれ折り目
の延在する方向を前記装置本体の軸線方向に向けた状態
で折り畳み、この状態で前記宇宙構造物を地上から宇宙
空間に運搬し、宇宙空間において宇宙構造物を前記装置
本体の軸線を中心として回転させることにより前記扇形
要素を遠心力により展開させ、さらにこれら扇形要素を
それぞれ回転自在とされた軸線をもって回転させること
により略同一平面上に位置させるようにしたことを特徴
とするものである。

【０００８】

【作用】請求項１記載の宇宙構造物では、断面視円形状
又は正多角形状の装置本体と、該装置本体の外周面に放
射状に取り付けられ、太陽電池を有する複数の扇形要素
とからなるため、地上で装置本体に扇形要素が取り付け
られる。この扇形要素はそれぞれその円周方向に沿う折
り目をもって折り畳み自在に構成されているために、こ
の扇形要素を折り畳むことにより扇形要素が装置本体に
隣接され、扇形要素を展開することにより巨大平面が形
成される。そして、扇形要素の基部が装置本体の軸線に
直交する方向の軸線をもって回転自在に該装置本体に取
り付けられているため、太陽光の方向に対し扇形要素が
所定の角度に向けられる。

【０００９】請求項２記載の宇宙構造物の構築方法で
は、地上において前記各扇形要素をそれぞれ折り目の延
在する方向を前記装置本体の軸線方向に向けた状態で折
り畳み、この状態で前記宇宙構造物を地上から宇宙空間
に運搬するため、小型化された宇宙構造物が運搬され
る。そして、宇宙空間において宇宙構造物を前記装置本
体の軸線を中心として回転させることにより前記扇形要
素を遠心力により展開させるため、宇宙構造物が組み立
てられる。さらにこれら扇形要素をそれぞれ回転自在と
された軸線をもって回転させることにより略同一平面上
に位置させるため、巨大平面を有する宇宙構造物が構築
される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の宇宙構造物の一実施例につい
て、図１ないし図７を参照しながら説明する。図１に示
すように、宇宙構造物１は、その軸に垂直な断面を円形
状にされた装置本体２と、この装置本体２の外周面に均
等間隔をもって放射状に取り付けられ、太陽電池を表面
に組み込んだ複数の扇形要素３とから基本構成されてい
る。

【００１１】この扇形要素３は、図２に示すように、そ
れぞれその円周方向に沿う方向の折り目４を複数有して
おり、この折り目４をもって、それ自身が折り畳み自在
に構成されている。また、扇形要素３は、その基部に回
転軸５を有しており、この回転軸５は、前記装置本体２
にこの装置本体２の軸線に直交する方向の軸線をもって
回転自在に取り付けられている。

【００１２】装置本体２には、この装置本体２の軸線方
向を制御する姿勢制御装置（図示略）と、前記扇形要素
３の回転軸５を回転させる駆動装置（図示略）と、太陽
電池から得られる電力エネルギーを他のエネルギーに変
換する変換装置（図示略）とが装備されている。これら
姿勢制御装置、駆動装置、変換装置は、装置本体２に設
けられた制御部にそれぞれ接続されている。

【００１３】このような宇宙構造物１の構築方法では、
図３ないし図４に示すように、地上において各扇形要素
３をそれぞれの折り目４の延在する方向を装置本体２の
軸線方向に向けた状態で折り畳む。この小型化された状
態で宇宙構造物１をロケット等に載置し、このロケット
を宇宙空間に向けて発射させて、宇宙構造物１を宇宙空
間に運搬する。

【００１４】この宇宙空間に宇宙構造物１を移動させ、
この宇宙構造物１を前記装置本体２の軸線を中心として
回転させ、図５に示すように、扇形要素３に遠心力を作
用させ、扇形要素３の折り畳み状態を除々に解き放して
いく。そして、図６ないし図７に示すように、宇宙構造
物１の各扇形要素３をその折り目４の延在する方向に展
開させる。

【００１５】さらに、前記駆動装置を作動させ、これら
扇形要素３の基部に設けられた回転軸５を回転させるこ
とにより、各扇形要素３はその軸線をもって回転され、
図１に示すように、各扇形要素３は略同一平面上に位置
され、巨大平面を有する宇宙構造物１が構築される。す
なわち、扇形要素３の回転軸５をその軸回り９０°回転
させる。ここで、姿勢制御装置を作動させ、装置本体２
の軸線上に太陽を位置させ、太陽光の進行方向に対し扇
形要素３の面を垂直にする。この扇形要素３の太陽電池
に太陽光が照射され、電力エネルギーが得られる。

【００１６】このような宇宙構造物１によれば、装置本
体２ではその外周面に太陽電池を有する複数の扇形要素
３が放射状に取り付けられているため、地上で装置本体
２に扇形要素３を取り付けることができる。このため、
太陽電池を宇宙空間で取り付ける必要をなくすことがで
き、地上から材料を運搬する必要性をなくすことがで
き、これら太陽電池の取り付けに要する費用を低減する
ことができる。

【００１７】そして、前記扇形要素３をそれぞれその円
周方向に沿う折り目４をもって折り畳むことにより、扇
形要素３が装置本体２に隣接されるために、宇宙構造物
１を小型化することができ、宇宙構造物１の総重量を少
なくすることができる。一方、装置本体２では、その軸
線に垂直な断面が円形状に形成され、装置本体２をその
軸線回りに回転させ、扇形要素３に遠心力を働かせて扇
形要素３を展開できるために、宇宙空間で骨材を組む必
要をなくすことができ、ロボットやEVA等を不要にする
ことができ、扇形要素３に展開動力及びその機構を設け
る必要をなくすことができ、宇宙空間で行なう作業を少
なくできる。このため、宇宙構造物１を軽量化でき、宇
宙構造物１の運搬作業を向上させることができ、宇宙構
造物１の故障箇所を少なくして宇宙構造物１の安全性を
向上させることができる。

【００１８】さらに、扇形要素３の回転軸５が装置本体
２の軸線に直交する方向の軸線をもって回転自在に該装
置本体２に取り付けられているため、太陽光の方向に対
し扇形要素３が所定の角度に向けられることにより巨大
平面が形成される。このため、宇宙空間で骨材を網の目
状や蜘蛛の巣状、トラス状等に組んで巨大平面を構築す
る必要をなくすことができ、扇形要素３を遠心力で展開
させ、回転させることで太陽電池付き巨大平面が形成さ
れることから、そのシステムを簡易なものにすることが
でき、巨大平面形成作業に要する費用を低減することが
できる。

【００１９】また、このような宇宙構造物の構築方法に
よれば、地上で各扇形要素３をそれぞれ折り畳み、この
状態で前記宇宙構造物１を宇宙空間に運搬するため、宇
宙構造物１を小型化して運搬でき、宇宙構造物の運搬作
業性を向上させ、宇宙構造物１の運搬費用を低減させる
ことができる。そして、宇宙空間において宇宙構造物１
の各扇形要素３を遠心力により展開させ、宇宙構造物１
を組み立てることができ、宇宙構造物１の組み立て作業
性を向上させることができる。さらにこれら扇形要素３
を回転させて略同一平面上に位置させるため、巨大平面
を有する宇宙構造物１を構築することができ、宇宙構造
物１の構築作業性を向上させることができる。このよう
に、扇形要素３の展開作業と、太陽電池付き巨大平面の
構築作業とを一連してでき、巨大平面構築作業に要する
費用を低減することができる。なお、前記実施例では、
装置本体２を断面視円形状としたが、断面視正多角形状
としてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の宇宙構造
物とその構築方法によれば、以下の効果を奏することが
できる。請求項１記載の宇宙構造物によれば、装置本体
ではその外周面に太陽電池を有する複数の扇形要素が放
射状に取り付けられているため、地上で装置本体に扇形
要素を取り付けることができる。このため、太陽電池を
宇宙空間で取り付ける必要をなくすことができ、地上か
ら材料を運搬する必要性をなくすことができ、これら太
陽電池の取り付けに要する費用を低減することができ
る。

【００２１】そして、前記扇形要素をそれぞれその円周
方向に沿う折り目をもって折り畳むことにより、扇形要
素が装置本体に隣接されるために、宇宙構造物を小型化
することができ、宇宙構造物の総重量を少なくすること
ができる。一方、装置本体では、その断面が円形状又は
多角形状に形成され、装置本体をその軸回りに回転さ
せ、扇形要素に遠心力を働かせて扇形要素を展開できる
ために、宇宙空間で骨材を組む必要をなくすことがで
き、ロボットやEVA等を不要にすることができ、扇形要
素に展開動力及びその機構を設ける必要をなくすことが
でき、宇宙空間で行なう作業を少なくできる。このた
め、宇宙構造物を軽量化でき、宇宙構造物の運搬作業を
向上させることができ、宇宙構造物の故障箇所を少なく
して宇宙構造物の安全性を向上させることができる。

【００２２】さらに、扇形要素の基部が装置本体の軸線
に直交する方向の軸線をもって回転自在に該装置本体に
取り付けられているため、太陽光の方向に対し扇形要素
が所定の角度に向けられることにより巨大平面が形成さ
れる。このため、宇宙空間で骨材をトラス状等に組んで
巨大平面を構築する必要をなくすことができ、扇形要素
を遠心力で展開させ、回転させることで太陽電池付き巨
大平面が形成されることから、そのシステムを簡易なも
のにすることができ、巨大平面形成作業に要する費用を
低減することができる。

【００２３】請求項２記載の宇宙構造物の構築方法によ
れば、地上で各扇形要素をそれぞれ折り畳み、この状態
で前記宇宙構造物を宇宙空間に運搬するため、宇宙構造
物を小型化して運搬でき、宇宙構造物の運搬作業性を向
上させ、宇宙構造物の運搬費用を低減させることができ
る。そして、宇宙空間において宇宙構造物の各扇形要素
を遠心力により展開させ、宇宙構造物を組み立てること
ができ、宇宙構造物の組み立て作業性を向上させること
ができる。さらにこれら扇形要素を回転させて略同一平
面上に位置させるため、巨大平面を有する宇宙構造物を
構築することができ、宇宙構造物の構築作業性を向上さ
せることができる。このように、扇形要素の展開作業
と、太陽電池付き巨大平面の構築作業とを一連してで
き、巨大平面構築作業に要する費用を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の宇宙構造物を示す正面図である。

【図２】図１の扇形要素を示す正面図である。

【図３】図１の扇形要素を折り畳んだ状態を示す正面図
である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】図４の扇形要素の展開状態を示す正面図であ
る。

【図６】図５の扇形要素の展開後を示す正面図である。

【図７】図６の側面図である。

【符号の説明】

１ 宇宙構造物 ２ 装置本体 ３ 扇形要素 ４ 折り目 ５ 回転軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面視円形状又は正多角形状の装置本体
   と、該装置本体の外周面に放射状に取り付けられ、太陽
   電池を有する複数の扇形要素とからなり、該扇形要素は
   それぞれその円周方向に沿う折り目をもって折り畳み自
   在に構成され、かつ、その基部が上記装置本体の軸線に
   直交する方向の軸線をもって回転自在に該装置本体に取
   り付けられていることを特徴とする宇宙構造物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の宇宙構造物を宇宙空間に
   構築する方法であって、地上において前記各扇形要素を
   それぞれ折り目の延在する方向を前記装置本体の軸線方
   向に向けた状態で折り畳み、この状態で前記宇宙構造物
   を地上から宇宙空間に運搬し、宇宙空間において宇宙構
   造物を前記装置本体の軸線を中心として回転させること
   により前記扇形要素を遠心力により展開させ、さらにこ
   れら扇形要素をそれぞれ回転自在とされた軸線をもって
   回転させることにより略同一平面上に位置させるように
   したことを特徴とする宇宙構造物の構築方法。