JPH09277995A - 展開型地球観測衛星 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観測衛星を大重量化することなくフェアリン
グ内に格納できるとともに、宇宙空間における展開時の
質量バランスを保ちつつ、各観測機器の観測センサ部の
全てを常に地球方向に指向させる。 【解決手段】 衛星本体１と、衛星本体１上に搭載さ
れ、一面に観測センサ部２ａを備えた中心の観測機器２
と、中心の観測機器２の左右両側にヒンジ部５を介して
回動自在に連結された、観測センサ部を備えた左右の観
測機器３，４とからなり、観測機器２，３，４が、折り
畳まれた状態で衛星本体１とともに一個の方体を形成し
てロケットフェアリング内に格納されるとともに、展開
した状態で、左右の観測機器３，４が中心の観測機器２
を挿んで左右対象となって一個の方体を形成し、各観測
機器２，３，４の観測センサ部を備えた面が同一方向に
向かって展開する構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の観測機器を
搭載した地球観測衛星に関し、特に、観測衛星を大重量
化することなくフェアリング内に格納できるとともに、
宇宙空間における展開時の質量バランスを保ちつつ、各
観測機器のセンサ部の全てを常に地球方向に指向させる
ことができる展開型地球観測衛星に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に地球観測衛星は、衛星本体に複数
の観測機器を搭載しており、この各観測機器の観測セン
サ部を常に同一方向、すなわち、地球方向に指向させる
必要がある。一方、地球観測衛星は、打ち上げ用のロケ
ットによって宇宙空間に到達されるが、この打ち上げ用
ロケットは、あらかじめ所定の大きさ，形状等に設計さ
れるため、地球観測衛星は、この打ち上げ用のロケット
のフェアリング内に格納できるよう、フェアリングの大
きさ，形状等に対応して構成する必要がある。

【０００３】そこで、これまでの地球観測衛星は、図３
に示すように、衛星本体１０に備えられた三個の観測機
器２０，３０，４０を、観測用の各センサ部２０ａ，３
０ａ，４０ａを備えた前面を一方向に向けた状態で衛星
本体１０の上面に搭載し、縦方向に積み重ねた状態で構
成されていた。６０は太陽電池パドルである。

【０００４】このように、観測衛星を縦方向に各観測機
器を積み重ねた状態で構成することにより、観測機器２
０，３０，４０の二以上の観測センサ部２０ａ，３０
ａ，４０ａの全てを常に同一の地球指向方向（図３にお
ける矢印方向）に向けることができるとともに、観測機
器全体の横方向の断面積は衛星本体１０の横方向の断面
積以内に保つことができるので、ロケットフェアリング
の流体形状等に影響を与えることなく、各観測機器の搭
載スペースを十分に確保してフェアリング内に格納する
ことが可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の地球観測衛星では、各観測機器を衛星本体上
面の縦方向に積み重ねる構成となっていたので、観測機
器が大型化したり多数あるような場合には、必然的に観
測衛星の全体が長大な縦長形状となってしまっていた。

【０００６】このように縦方向に大型化した観測衛星で
は、衛星自体が長大であって、その重心位置も高くなる
ことから、ロケットの打ち上げ時や宇宙空間における種
々の衝撃，環境等に対する観測衛星としての設計基準を
満たすためには、衛星自体の強度，剛性を十分に確保す
る必要があり、結果として衛星全体が大重量化をきたす
という問題があった。

【０００７】また、このような縦長で重心位置の高い観
測衛星では、宇宙空間における衛星全体のバランスをと
るための質量特性の面から、きわめて不利なコンフィギ
ュレーションとなり、観測衛星の姿勢制御が困難となる
という問題も発生した。

【０００８】本発明は、このような従来の技術が有する
問題を解決するために提案されたものであり、観測衛星
を大重量化することなくフェアリング内に格納できると
ともに、宇宙空間における展開時の質量バランスを保ち
つつ、各観測機器の観測センサ部の全てを常に地球方向
に指向させることができる展開型地球観測衛星の提供を
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１記載の展開型地球観測衛星は、衛星本
体と、この衛星本体と別体に構成された、一面に観測セ
ンサ部を備えた二以上の観測機器と、を具備し、前記二
以上の観測機器が、前記衛星本体上に搭載されるととも
に、各観測機器が横方向に回動自在に連結され、折り畳
まれた状態において打ち上げ用のロケットフェアリング
内に格納されるとともに、軌道上において当該二以上の
観測機器が回動し、各観測機器の前記観測センサ部を備
えた一面が同一方向に向かって展開する構成としてあ
る。

【００１０】また、請求項２記載の展開型地球観測衛星
は、前記二以上の観測機器をヒンジ構造により回動自在
に連結した構成としてある。

【００１１】さらに、請求項３記載の展開型地球観測衛
星は、前記二以上の観測機器が、前記衛星本体上に搭載
された中心の観測機器と、この中心の観測機器の左右両
側に回動自在に連結された二個の観測機器からなり、こ
れら観測機器が、折り畳まれた状態で前記衛星本体とと
もに一個の方体を形成するとともに、展開した状態で、
前記二個の観測機器が中心の観測機器を挿んで左右対象
となって、各観測機器が一個の方体を形成する構成とし
てある。

【００１２】このような構成からなる本発明の展開型地
球観測衛星によれば、打ち上げ時には、観測衛星がコン
パクトに折り畳まれた状態でフェアリング内に格納され
るとともに、軌道上においては、各観測機器が、観測セ
ンサ部を備えた面を同一方向に向けつつ、衛星本体を中
心にバランスよく展開する。

【００１３】これによって、従来のように、観測衛星が
縦方向に長大化することもなく、衛星全体の軽量化を図
ることができるとともに、軌道上における質量バランス
も良好に保ちつつ、各観測機器のセンサ部を全て地球方
向に指向させることができ、観測機器エリアも広く確保
することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の展開型地球観測衛
星の実施の形態について、図面を参照して説明する。図
１は、本発明の展開型地球観測衛星の一実施形態を示す
観測機器の展開前の状態を示す全体斜視図であり、図２
は、同じく観測機器の展開時の状態を示す全体斜視図で
ある。

【００１５】これらの図において、１は衛星本体で、上
面には、この衛星本体１と別体に構成された、三個の観
測機器２，３，４が搭載されている。これら観測機器
２，３，４は、衛星本体１上に搭載される中心の観測機
器２と、この中心の観測機器２の左右両側に、それぞれ
ヒンジ部５を介して回動自在に連結された二個の観測機
器３，４とからなっている。

【００１６】これら観測機器２，３，４は、図１又は図
２に示すように、それぞれがほぼ同一の高さと奥行きを
有するとともに、左右の観測機器３，４は中心の観測機
器２の約半分の幅に形成してある。そして、中心の観測
機器２は、衛星本体１とほぼ同一の幅で、かつ衛星本体
１の約半分の奥行きに形成され、衛星本体１上の前面側
に搭載されており、この中心の観測機器２の背面側両端
に、観測機器３，４の端部がそれぞれヒンジ部５を介し
て回動自在に連結されている。

【００１７】これによって、観測機器２，３，４は、左
右の観測機器３，４が折り畳まれた状態で中心の観測機
器２の背面側に位置して、衛星本体１とともに一個の方
体を形成するとともに（図１に示す状態）、左右の観測
機器３，４が回動して展開した状態において、左右の観
測機器３，４が中心の観測機器２を挿んで左右対象とな
り、三個の観測機器２，３，４が一個の方体を形成でき
るようになっている（図２に示す状態）。

【００１８】また、これら三個の観測機器２，３，４に
は、図２に示すように、それぞれ観測センサ部２ａ，３
ａ，４ａが備えてあり、各観測センサ部２ａ，３ａ，４
ａは、左右の観測機器３，４が展開した状態において、
衛星本体１の前面と同一方向を向くように配設されてい
る。

【００１９】すなわち、本実施形態の地球観測衛星で
は、左右の観測機器３，４が折り畳まれたときには、観
測機器２，３，４が構成する方体は、横方向の断面積が
衛星本体１とほぼ同一となるとともに、左右の観測機器
３，４が展開されたときには、観測機器２，３，４の観
測センサ部２ａ，３ａ，４ａを備えた面が、衛星本体１
の正面側に、衛星本体１の前面の約二倍の面積に広がっ
て観測機器エリアを確保できるようになっている。

【００２０】なお、本実施形態では、衛星本体１上の中
心の観測機器２の左右両側面にそれぞれ１個ずつ観測機
器３，４を備えているが、さらに２個以上の観測機器を
回動自在に連結することも可能である。

【００２１】また、観測機器３，４の展開駆動手段とし
ては、一般に宇宙構造物の展開手段，伸展手段として用
いられるものを採用してある。例えば、スプリング等の
弾性部材と、これを圧縮した状態で拘束するワイヤ等を
用い、展開時にワイヤをワイヤカッタ等の火工品で解除
して観測機器３，４を展開するものや、形状記憶合金か
らなる伸展部材を各観測機器間に配設し、これを宇宙空
間において変態させて観測機器を展開するもの、等を用
いることができる。そして、このような展開手段の駆動
は、地上からのコマンド制御によって行なわれる。

【００２２】また、観測機器３，４は、上述のように、
本実施形態ではヒンジ構造４によって観測機器２側に回
動自在に連結されているが、観測機器３，４と観測機器
２を回動自在に連結する手段であれば、特にヒンジ構造
に限定されず、他の手段によることもできる。６は太陽
電池パドルである。

【００２３】次に、このような構成からなる本実施形態
の展開型地球観測衛星の動作について説明する。まず、
観測衛星の打ち上げ時には、左右の観測機器３，４が中
心の観測機器２側に折り畳まれた状態で衛星本体１と一
体的に方体を構成するので、観測衛星は打ち上げ用のロ
ケットフェアリング内に格納される（図１に示す状
態）。

【００２４】このとき、観測衛星全体の幅及び奥行き
は、衛星本体１の幅，奥行きとなり、また、観測衛星全
体の高さは、衛星本体１の高さに観測機器一つ分の高さ
を加わえただけの大きさとなるので、ロケットの流体形
状等に影響を与えることなく観測衛星全体がフェアリン
グ内に格納される。

【００２５】次に、宇宙空間に到達した観測衛星は、軌
道上において、地上からのコマンド制御により観測機器
３，４が回動し、観測機器２を挿んで一個の方体状とな
って展開する（図２に示す状態）。このとき、各観測機
器３，４の観測センサ部３ａ，４ａを備えた面が、衛星
本体１の前面と同一方向に向かって展開し、三個の観測
機器２，３，４の各観測センサ部２ａ，３ａ，４ａは、
全て同一方向に指向する。

【００２６】そして、衛星本体１が、軌道上で地球指向
方向（図面矢印方向）に制御されると、観測機器２，
３，４も同時に地球指向方向に固定され、各観測センサ
部２ａ，３ａ，４ａによって地球観測が行なわれる。

【００２７】このように、本実施形態の展開型地球観測
衛星によれば、観測衛星の打ち上げ時には、衛星全体を
コンパクトな状態でフェアリング内に格納することがで
きるので、従来のように観測衛星が縦方向に長大化する
こともなく、観測衛星全体の軽量化を図ることができ、
観測衛星としての強度，剛性を満たしつつ必要な構造部
材重量の軽量化を図ることができる。

【００２８】また、軌道上においては、各観測機器２，
３，４が同一方向に向かってバランスよく展開するの
で、軌道上における質量バランスを良好に保ちつつ、各
観測機器２，３，４の観測センサ部２ａ，３ａ，４ａを
地球方向に指向させることができる。さらに、軌道上で
は、左右の観測機器３，４が中心の観測機器２の両側に
展開するので、地球観測機器の観測エリア面の面積が衛
星本体１の幅の二倍の大きさとなり、観測のための地球
指向面を広く確保することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の展開型地球
観測衛星によれば、観測衛星を大重量化することなくフ
ェアリング内に格納できるとともに、宇宙空間における
展開時の質量バランスを保ちつつ、各観測機器の観測セ
ンサ部の全てを常に地球方向に指向させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の展開型地球観測衛星の一実施形態を示
す観測機器の展開前の状態を示す全体斜視図である。

【図２】本発明の展開型地球観測衛星の一実施形態を示
す観測機器の展開時の状態を示す全体斜視図である。

【図３】従来の地球観測衛星を示す全体斜視図である。

【符号の説明】

１…衛星本体 ２…観測機器 ２ａ…観測センサ部 ３…観測機器 ３ａ…観測センサ部 ４…観測機器 ４ａ…観測センサ部 ５…ヒンジ部 ６…太陽電池パドル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星本体と、 この衛星本体と別体に構成された、一面に観測センサ部
   を備えた二以上の観測機器と、を具備し、 前記二以上の観測機器が、前記衛星本体上に搭載される
   とともに、各観測機器が横方向に回動自在に連結され、
   折り畳まれた状態において打ち上げ用のロケットフェア
   リング内に格納されるとともに、軌道上において当該二
   以上の観測機器が回動し、各観測機器の前記観測センサ
   部を備えた一面が同一方向に向かって展開することを特
   徴とする展開型地球観測衛星。
2. 【請求項２】 前記二以上の観測機器をヒンジ構造によ
   り回動自在に連結した請求項１記載の展開型地球観測衛
   星。
3. 【請求項３】 前記二以上の観測機器が、前記衛星本体
   上に搭載された中心の観測機器と、この中心の観測機器
   の左右両側に回動自在に連結された二個の観測機器から
   なり、 これら観測機器が、折り畳まれた状態で前記衛星本体と
   ともに一個の方体を形成するとともに、展開した状態
   で、前記二個の観測機器が中心の観測機器を挿んで左右
   対象となって、各観測機器が一個の方体を形成する請求
   項１又は２記載の展開型地球観測衛星。