JPH10338200A - 展開可能な精密ブーム組立体 - Google Patents

展開可能な精密ブーム組立体

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JPH10338200A
JPH10338200A JP10015255A JP1525598A JPH10338200A JP H10338200 A JPH10338200 A JP H10338200A JP 10015255 A JP10015255 A JP 10015255A JP 1525598 A JP1525598 A JP 1525598A JP H10338200 A JPH10338200 A JP H10338200A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 宇宙船および地上の用途に適した展開可能な
精密ブーム組立体を提供する。 【解決手段】 地上、宇宙用途のための展開可能な精密
ブーム組立体１０は、固定端部１４、可動末端部および
この末端部に取り付けてあり展開ブームの三脚構造を形
成する３本以上のケーブル３０を有する伸長、収縮可能
なブーム１２を包含する。このブームはばね片寄せされ
てその延長部を押圧し、ケーブルに引張り予荷重を生じ
させる。ケーブルはステップモータのような精密モータ
によって選択的に駆動されるケーブル・ドラム２８によ
って巻き取り、繰り出される。ケーブルはグラファイト
で形成してあり、高い剛性、軽量、非常に低い熱膨張係
数を与えると好ましい。末端部の位置はブームのあらゆ
る展開長で非常に安定しており、また、精密に反復する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【背景】本発明は展開可能なプラットホームの分野、一
層詳しくは、宇宙および地上の用途のための展開可能な
精密ブーム組立体に関する。展開可能なプラットホーム
が人工衛星のような宇宙船で使用されることは公知であ
る。これらのプラットホームはアンテナ、カメラ、望遠
鏡など種々の科学機器のような装置を支持するのに利用
される。たいていの展開可能なプラットホームは静的な
構造であり、一回の展開しかできない。これらのプラッ
トホームは、代表的には、展開位置へ広げられるが、一
度展開すると引込めることはできない。引込め不能ある
いは引込め可能なプラットホームでも、中間の位置では
安定できない。
【０００２】公知のプラットホームはプラットホーム長
を変える必要のある用途には不適である。たとえば、遠
隔の遊星や太陽系を測定するために、機器をプラットホ
ームに装着し、宇宙船を３６０°にわたって回転させる
ことができる。異なった口径のために、宇宙船と機器の
距離を変える必要がある。この位置の変更は一定のプラ
ットホーム長しか持っていない公知の静的プラットホー
ムでは不可能である。公知のプラットホームは、また、
引込み（収容）位置と完全に展開した位置との中間の選
定位置に高度の精度および安定性をもって繰り返し位置
決めすることもできない。また、いくつかの用途では、
プラットホームが寸法的、位置的に極めて安定できるこ
とも必要である。高い安定性は、プラットホームに装着
した機器を用いて精密な測定あるいは精密なマッピング
を行うために必要である。プラットホームの安定性は温
度変化によってかなり影響を受ける可能性がある。宇宙
では、たとえば、人工衛星が軌道の暗側から太陽側に移
動するときに大きな温度変化が生じる。プラットホーム
長が熱膨張あるいは熱収縮によって生じた温度変化に敏
感な場合、温度変化によって生じたプラットホームの寸
法変化が機器の位置を変え、精密な測定を行うのを妨げ
ることになる。その結果、任務がほとんど遂行されない
ことになる。
【０００３】プラットホームの寸法的、位置的安定性は
プラットホームの「デッドバンド」によっても影響を受
ける可能性がある。デッドバンドとは、プラットホーム
部材間の過剰な遊びを原因とするプラットホームの緊密
性の欠如を意味する。大量のデッドバンドがプラットホ
ームにあると、プラットホームの位置が変化する。その
結果、デッドバンドを有するプラットホームに装着した
機器の正確な位置が曖昧になる。加えて、デッドバンド
は宇宙船の制御システムと干渉し、制御システムが宇宙
船の動きを正確に制御することができなくなる可能性が
ある。宇宙船制御の問題はデッドバンドを有する重いブ
ームで悪化する。プラットホームのヒステリシスも位置
的な安定性に影響する可能性がある。ヒステリシスはプ
ラットホームにおける摩擦荷重の減少およびプラットホ
ーム部材の弾性によって生じる可能性がある。ヒステリ
シスを減らし、プラットホーム長を安定化させるために
プラットホームの剛性が高いことが望ましい。
【０００４】プラットホームの別の重要な特性は固有構
造振動数である。構造振動数はブームの側方運動振動数
で表すことができる。プラットホームの構造振動数が低
すぎる場合には、構造振動数が、宇宙船の姿勢を決定
し、宇宙船の動きを制御するスラスタあるいは反動ホイ
ールに信号を与えるセンサと結びつく可能性がある。こ
れらのセンサはフィードバック・ループ振動数を有す
る。プラットホームの構造振動数がフィードバック・ル
ープ振動数に近すぎる場合には、宇宙船の動きが制御さ
れつつあるのかどうか、あるいは、スラスタまたは反動
ホイールがプラットホームの振動に正確に応答している
のか、貴重な燃料を浪費しているのかどうかを知ること
ができない。したがって、プラットホームの構造振動数
がセンサのフィードバック・ループ振動数から安全限界
まで異なっていることが望ましい。
【０００５】また、プラットホームを全体的に重くする
ことなく強固なプラットホームを得ることも重要であ
る。宇宙船用途の場合、プラットホームの発射重量を制
御して燃料消費量を最小限に抑えなければならない。こ
うして、（ｉ）引込み位置と完全展開位置との中間の位
置に調節自在に繰り返し位置させることができ、（ii）
温度変化にもかかわらず寸法的に安定しており、（iii)
あらゆる展開位置で位置的に安定しており、（iv）宇宙
船の動きを制御するセンサと結びつくことのない構造振
動数を有し、（ｖ）構造簡単、軽量である展開可能なブ
ーム組立体の必要性がある。
【０００６】
【概要】本発明は、上記の必要性を満たす、宇宙船およ
び地上の用途に適した展開可能な精密ブーム組立体を提
供する。一層詳しく言えば、このブーム組立体は、
（ｉ）精密に調節できる長さを有し、引込み位置と完全
展開位置との間のほとんど任意の中間位置に繰り返し位
置させることができ、（ii）広範囲にわたる温度に対す
る線形の熱膨張、熱収縮が最小であり、（iii)任意の展
開位置でほとんどデッドバンドもヒステリシスもなく、
（iv）宇宙船の動きを制御するセンサの動作に干渉しな
い構造振動数を有し、（ｖ）高い剛性／重量比を有す
る。加えて、このブーム組立体は構造簡単であり、ブー
ムの精密な位置制御を達成するための能動的なフィード
バック・ループを必要としない。
【０００７】本発明による展開可能な精密ブーム組立体
は、支持構造の表面に固着するための固定端部およびこ
の固定端に対して選択的に移動可能な末端部を有する展
開・引込み可能なブームと、各々が一端をブームの末端
部に連結した少なくとも３本のケーブルと、ブームの展
開、引込み操作中のそれぞれでケーブルを選択的に展開
したり、引込めたりすることができるように支持構造に
取り付けることができるケーブル展開手段とを包含す
る。このブーム組立体は、さらに、ブームを押圧して展
開したり、ケーブルの各々に引張り予荷重力を発生させ
たりすることのできる展開支援手段と、ケーブル展開手
段を作動させてケーブル展開手段から展開されたケーブ
ルの長さを選択的に変え、固定端部と末端部の間のブー
ムの長さを変えることができる作動手段とを包含する。
【０００８】このブーム組立体は、ブームの精密な反復
展開を可能とする。特に、ｉ）ブームの末端部は完全展
開位置と完全引込み位置との間のほぼ任意の位置に位置
することができ、（ii）末端部はブームのほぼ任意の展
開位置に繰り返し位置することができ、（iii)末端部の
位置は任意の展開位置でほぼ位置的に安定している。ブ
ームは、その展開を支援するひずみエネルギ・ヒンジを
包含するはさみ形ブームであると好ましい。このブーム
組立体は、好ましくは、３本のケーブルを包含し、ケー
ブル展開手段は、好ましくは、３つのケーブル・ドラム
を包含する。この場合、各ケーブルはケーブル・ドラム
の１つに一端を取り付けられる。ケーブルは熱膨張係数
が非常に低い剛性の低密度材料で形成すると好ましい。
ケーブルを形成するための優れた材料はグラファイトで
ある。グラファイト・ケーブルは熱膨張係数を選択的に
超低値にするように被覆することができる。
【０００９】ケーブル・ドラムは支持構造上でほぼ対称
的に位置させることができ、その結果、ケーブルがケー
ブル・ドラムとブームの末端部の間で支持構造の表面に
対してほぼ同じ角度で延びると好ましい。作動手段は、
３つのケーブル・ドラムに駆動可能に連結した３つのス
テップモータを包含すると好ましい。作動手段は、さら
に、ブームの末端部の位置を検知するための少なくとも
１つの位置センサを包含することができる。検知された
位置はステップモータを作動させてケーブル・ドラムを
駆動するのに用い得る。本発明のこれらおよび他の特
徴、局面および利点は以下の説明、添付の特許請求の範
囲各請求項および添付図面からより良く理解できよう。
【００１０】
【説明】図１〜３を参照して、本発明は宇宙、地上の用
途で用いるのに適した展開可能な精密ブーム組立体１０
に向けたものである。図１はブーム組立体１０を完全引
込み（収納）位置で示している。ブーム組立体１０は、
支持構造１４に装着した固定端部１４を有するブーム１
２を包含する。図示の支持構造１６は宇宙船に装着する
のに適した光学ベンチである。ブーム組立体１０は種々
の宇宙、地上用途において他のタイプの支持構造に装着
することも可能である。干渉計のような装置１８がブー
ム組立体１０の末端部２０に装着してある。望遠鏡、科
学機器、カメラ、アンテナなどの他のタイプの装置も同
様にブーム１２の末端部２０に装着することができる。
【００１１】図示のブーム１２ははさみ形ブームとして
知られている。ブーム１２は図１に完全引込み位置で、
図２に完全展開位置で示す複数の脚部材２２を包含す
る。これらの脚部材２２はピン２４によって相互連結し
てあり、脚部剤２２の反対端はヒンジ２６によって連結
してある。ヒンジ２６はひずみエネルギ・ヒンジである
と好ましく、各々、ひずみエネルギ・スプリング（図示
せず）を包含し、ブーム１２を押圧する拡張力を与えて
支持構造１６から外方へ展開する。各ヒンジ２６でのス
プリングの使用により、ブーム１２へ均一な荷重分布を
与え、ヒンジ２６での摩擦荷重を減らすことができる。
オプションとして、単一の展開支援スプリングまたは液
圧アクチュエータ（図示せず）のような他のタイプの展
開支援手段をブーム１２の固定端部１４に装着し、ブー
ム１２を展開する拡張力を与えてもよい。
【００１２】ブーム組立体１０は、さらに、ブーム１２
の展開、引込みそれぞれでケーブル３０を選択的に展
開、引込めるケーブル展開手段を包含する。ケーブル展
開手段は、代表的には、支持構造１６に装着したケーブ
ル・ドラム２８のような複数のケーブル巻取り装置を包
含する。ケーブル３０は各ケーブル・ドラム２８に取り
付けてある。ケーブル・ドラム２８の操作によって、ケ
ーブル３０を繰り出したり、巻き取ったりしてブーム１
２をそれぞれ展開、引込めることができる。ケーブル・
ドラム２８は角度的に隔たった位置で支持構造１６に装
着してある。図示のように、３つのケーブル・ドラム２
８は、代表的には、互いに約１２０度の角度間隔で対称
的に設置する。図３を参照して、ケーブル３０の各々は
支持構造１６に対して角度θでケーブル・ドラム２８か
ら延びている。この角度はケーブルの張力の軸線方向、
側方向成分を決めるが、変更可能である。パッケージン
グ制約がブーム組立体１０の宇宙船用途で角度を限定す
る可能性はある。
【００１３】ケーブル３０はブーム１２の末端部２０に
取り付けられる。ケーブル３０はブーム１２に直接取り
付けてもよいし、たとえば、図示のように装置１８の取
付板３２に取り付けてもよい。ブーム組立体１０は、さ
らに、ケーブル・ドラム２８から展開したケーブル３０
の長さを変え、ブーム１２の展開長さを変えるようにケ
ーブル・ドラム２８を作動させる作動手段を包含する。
図７を参照して、ケーブル・ドラム２８は、各々、ステ
ップモータ３３とそれに組み合わせた駆動電子機器（図
示せず）を包含するアクチュエータによって個別に駆動
されると好ましい。ステップモータ３３はブーム１２の
末端部２０の位置を精密に制御するためにケーブル３０
の精密な繰り出し、巻き取りを行う。ケーブル・ドラム
２８は、ケーブル溝２９がその全長にわたってほぼ一定
の直径を有する連続螺旋状となるように精密に製作され
ると好ましい。ケーブル・ドラム２８およびステップモ
ータ３３により、装置１８を約２０ミクロンもの小さい
増分で軸線方向へ動かし、装置１８のほぼ無限の軸線方
向調節を行って精密な位置決めを確実に行うことができ
る。加えて、装置１８は他の軸線方向の展開位置へ選択
的に移動させてそこに精密に再位置決めしたり、完全に
引込めたりすることができる。さらに、装置１８はほぼ
同じ軸線方向位置に繰り返し再位置決めすることができ
る。
【００１４】各ケーブル・ドラム２８はステップモータ
３３によって選択的に独立して作動させられてブーム１
２および装置１８の側方位置決めを行えると好ましい。
代表的には、約１５０ミクロンもの小さい増分でブーム
１２の側方調節をこのブーム組立体１０で達成すること
ができる。ブーム組立体１０の作動手段は、さらに、装
置１８の位置を精密に測定する光学距離計（図２）など
の１つまたはそれ以上の位置検知装置または距離測定装
置を包含する。このような装置は装置１８の側方位置を
制御するように組み込んでもよい。距離計３４は装置１
８の位置を決定し、検知位置に基づいてアクチュエータ
へ信号を送ってケーブル・ドラム２８を駆動させ、ケー
ブル３０を巻き取ったり、繰り出したりする。信号はス
テップモータ３３の駆動電子機器へ入力され、ステップ
モータ３３のカウント数を調節し、さらに大きな精度を
得ることができる。
【００１５】ブーム組立体１０は、３本のケーブル３
０、したがって、３つのケーブル・ドラム２８と、３つ
のステップモータ３３を包含すると好ましい。ブーム１
２および３本のケーブル３０は高い構造、寸法上の安定
性を有する三脚構造を形成する。３本未満のケーブル３
０ではブーム１２への必要な側方支持を与えることはな
い。３本よりも多いケーブル３０では必要な側方支持を
与えるが、余分な荷重経路を与えることになる。加え
て、余分なケーブルを加えると、必要なケーブル・ドラ
ムおよびアクチュエータの重量がブーム組立体１０へ加
わることになり、望ましくない。ブーム１２はケーブル
３０に引張り予荷重拡張力を生じさせてブーム組立体１
０を安定させる。これと同じ機能を与える他のタイプの
ブームもオプションとして使用できる。たとえば、或る
用途では図示のはさみ形ブーム１２の代わりに入れ子チ
ューブ装置（図示せず）を使用してもよい。しかしなが
ら、このような入れ子チューブ装置は、完全に延びた状
態で安定性、剛性共に高いが、中間位置で安定性が悪い
ために、はさみ形ブーム１２よりも好ましくない。した
がって、ブーム１２の中間位置決めを必要としないブー
ム組立体１０の用途には適している。
【００１６】ケーブル３０に生じた引張り予荷重力はブ
ーム組立体１０で実質的にデッドバンドをなくす。ブー
ム１２の脚部材２２におけるいかなる軸線方向の遊びも
ケーブル３０の引張力によって解消され、展開したブー
ム１２の長さが非常に安定する。その結果、ブーム１２
に装着された装置１８の正確な位置が常に精密に決ま
る。加えて、ブーム組立体１０におけるデッドバンドの
排除により、宇宙船制御システムがブーム組立体１０の
デッドバンドの影響を克服することが不要となり、宇宙
船の動きを効果的に制御できる。ケーブルの引張力は、
また、ブーム１２のヒステリシスも排除する。すなわ
ち、ブーム１２が或る位置に位置した後にブーム１２の
ヒンジ結合部２６が解放された場合、摩擦の軽減から生
じる荷重変化はケーブル３０の長さ、したがって、ブー
ム１２に装着された装置１８の位置を大きく変えるには
不十分なレベルである。
【００１７】ケーブル３０は、引張り予荷重力がブーム
１２によってケーブル３０に加えられている限り構造部
材として作用する。ケーブル３０は、剛性が高く、剛性
／重量比が高い材料で作ると好ましい。その場合、ブー
ム組立体１０の重量をかなり増大させることによって高
い剛性を得る必要がなくなる。ケーブル３０の剛性が高
いということはいくつかの利点を与える。ケーブル３０
はブーム組立体１０の主要構造部材として作用するの
で、高い剛性はブーム組立体１０に高い構造上の安定性
を与える。剛性が高いということは、また、ブーム１２
の末端部２０およびそこに装着した装置１８の位置的な
安定性も高める。高い剛性、高い剛性／重量比を与える
ケーブル３０を形成するのに優れた材料はグラファイト
である。
【００１８】ケーブルは、約０．０７ポンド/ 立方イン
チ未満の密度と、約０．０１×１０ -6インチ/ インチ-
゜Ｆ未満の絶対値の熱膨張係数とを有すると好ましい。
ケーブル３０はブーム１２の末端部２０に位置的安定性
を与えるので、ケーブル３０が寸法的に安定しているこ
とが重要である。たとえば、宇宙用途では、宇宙の温度
が宇宙船の軌道のコースに沿ってかなり変化する。グラ
ファイトは極めて低い熱膨張係数を有する。グラファイ
ト・ケーブル３０の場合、ケーブル３０の熱膨張係数は
約−０．０１×１０-6 インチ/ インチ- ゜Ｆである。
したがって、ブーム組立体１０の温度変化がかなり大き
くても、ケーブル３０の長さの変化は最小である。加え
て、ブーム１２のいかなる熱膨張（あるいは収縮）もケ
ーブル３０に伝わらない。これは、膨張あるいは収縮に
よってブーム１２に生じた力がケーブル３０の引張力を
克服するほど充分な大きさとはならず、ブーム１２の端
部がほぼ固定状態に留まるからである。この寸法上の安
定性により、ブーム１２に装着した装置１８の位置はブ
ーム１２のあらゆる展開位置で確実にほぼ一定に留ま
る。
【００１９】ケーブル３０の熱膨張係数をさらに小さく
するために、ケーブル３０はグラファイト・ケーブルに
ニッケルのような適当なコーティング材料を塗布するこ
とによって形成してもよい。コーティング材料は正の熱
膨張係数を持つと好ましい。被覆したグラファイト・ケ
ーブルの熱膨張係数は、代表的には、約０．５×１０ -6
インチ/ インチ- ゜Ｆよりもかなり低い絶対値まで選択
的に調整してもよい。ニッケルめっきのグラファイト・
ケーブルは、代表的には、「DACRON」のような材料のジ
ャケット内に包む。グラファイト・ケーブル３０は、ま
た、ブーム組立体１０の充分に高い固有構造振動数を与
え、宇宙船姿勢センサと結びつくのを防ぐ。ここで、構
造振動数とはブーム組立体１０の側方運動の振動数であ
る。ブーム組立体１０の構造振動数は、代表的には、１
Ｈｚよりも大きい。姿勢センサのフィードバック・ルー
プ振動数は、代表的には、１Ｈｚよりもかなり小さい。
したがって、グラファイト・ケーブル３０はこれら２つ
の振動数間に充分な差異を与えて振動数結びつきの問題
を排除する。その結果、スラスタおよび反動ホイールは
宇宙船姿勢を制御する機能を果たすことができ、ブーム
組立体１０における振動に応答することがなく、姿勢制
御装置の不必要な使用により貴重な燃料が浪費されるこ
とがない。
【００２０】ブーム１２もグラファイトで形成してケー
ブル３０による上記と同じ利点を与えてもよい。図４〜
６を参照して、本発明による２つ以上のブーム組立体１
０を支持構造３６に装着してもよい。図示のように、一
対の展開可能ブーム１０が保母共通の長手軸線に沿って
装着してある。図５を参照して、支持構造３６はベース
３８に装着してある。ケーブル・ドラム２８はベース３
８に連結した支持ブラケット４０上に並んで配置してあ
る。ベース３８は人工衛星の外壁のような表面に取り付
けてもよい。対の干渉計１８上に設けた剪断ピン４２が
ブーム組立体１０の図示の収納位置においてベースの両
端に形成した溝４４に係合している。代表的には、ラッ
チ掛け機構４６が設けてあって発射、着陸時にブーム組
立体１０を収納位置に保持する。
【００２１】図６はブーム１２を完全展開位置で示す。
矢印Ａは干渉計１８の光路を示している。干渉計１８を
整合したブーム１２の末端部２０のところで対として装
着することにより、矢印Ｂで示すようにブーム１２を円
形に回転させることによって遠隔遊星と太陽系とを測定
することができる。口径を変えるために、各ブーム１２
の長さを精密に変えることができる。ブーム１２の精密
な位置決め能力により、干渉計１８は支持構造３６から
同じ距離に位置させられ、均一な円形のマッピングを行
うことができる。加えて、ブーム１２により、干渉計１
８は、たとえば測定を精密に繰り返す必要がある場合
に、ほぼ任意の位置に再位置決めすることができる。図
８は図６の展開可能なブーム組立体１０を人工衛星５０
上のベース５２に装着した状態で示す。一対のソーラー
パネル列５４も人工衛星５０に装着した状態で示してあ
る。
【００２２】本発明による２つ以上の展開可能なブーム
組立体１０の支持面への他の配置も可能である（図示せ
ず）。たとえば、対になったブーム組立体１０を支持面
上に互いに平行に配置してもよいし、互いに対して或る
角度で装着してもよい。本発明によるブーム組立体１０
は、対象物の精密な反復位置決めを必要とする種々の地
上用途にも有用である。たとえば、ブーム組立体１０を
アンテナおよび科学的な機器を精密な位置へ展開するの
に使用してもよい。ブーム組立体１０は種々のブーム１
２の長さで得ることができる。たとえば、宇宙用途の場
合、展開したブーム１２の長さは代表的には２５メート
ルもの長さになる。はさみ形ブーム１２によって与えら
れる拡張力と組み合わせた予荷重剛性ケーブル３０はブ
ーム１２の広範囲にわたる長さについてブーム１２の高
度の安定性、精密に位置決めを可能とする。
【００２３】本発明を好ましい実施例についてかなり詳
しく説明してきたが、他の実施例も可能である。したが
って、添付の特許請求の範囲をここに開示した好ましい
実施例の説明に限定すべきでない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この図は、本発明による収納した展開可能な精
密ブーム組立体の頂面斜視図であり、ブームの一端を支
持構造に装着し、干渉計をブームの反対端に装着した状
態を示す図である。
【図２】この図は、図１の展開可能なブームを完全展開
状態で示す頂面斜視図である。
【図３】この図は、図１の展開可能なブームを完全展開
状態で示す側面図である。
【図４】この図は、本発明による一対の展開可能な精密
ブーム組立体の頂面斜視図であり、各ブームが支持構造
に装着した固定端部と、干渉計を装着した末端部とを有
する状態を示す図である。
【図５】この図は、図４の展開可能な精密ブームの底面
斜視図である。
【図６】この図は、図４の展開可能な精密ブームをそれ
ぞれ完全展開状態で示す頂面斜視図である。
【図７】この図は、ケーブル・ドラムおよびそれを駆動
するためのステップモータを示す図である。
【図８】この図は、人工衛星に装着した図６の展開可能
精密ブームを示す図である。
【符号の説明】
１０・・・展開可能な精密ブーム組立体 １２・・・ブーム １４・・・固定端部 １６・・・支持構造 １８・・・装置 ２０・・・末端部 ２２・・・脚部材 ２４・・・ピン ２６・・・ヒンジ ２８・・・ケーブル・ドラム ３０・・・ケーブル ３２・・・取付板 ３３・・・ステップモータ ３４・・・光学距離計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラリー エヌ ギルマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90302 イングルウッド ウェスト シッ クスティフォース プレイス 218 (72)発明者 エイ デイル パーカー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90274 ローリング ヒルズ エステータ ス ウィロー ウッド ロード 5276

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持構造上で使用するための展開可能な
    精密ブーム組立体であって、ａ）支持構造の表面に固着
    するための固定端部およびこの固定端に対して選択的に
    移動可能な末端部を有する展開・引込み可能なブーム
    と、ｂ）各々がブームの末端部に連結した第１端部と第
    ２端部とを有する少なくとも３本のケーブルと、ｃ）ケ
    ーブルの第２端部に取り付けてあり、ブームの展開、引
    込み操作中のそれぞれでケーブルを選択的に展開した
    り、引込めたりすることができ、支持構造にも取り付け
    ることができるようになっているケーブル展開手段と、
    ｄ）ブームを押圧して展開したり、ケーブルの各々に引
    張り予荷重力を発生させたりすることのできる展開支援
    手段と、ケーブル展開手段を作動させてケーブル展開手
    段から展開されたケーブルの長さを選択的に変え、固定
    端部と末端部の間のブームの長さを変えることができる
    作動手段とを包含し、ｆ）ブームの末端部が（ｉ）完全
    展開位置と完全引込み位置との間のほぼ任意の位置に位
    置することができ、（ii）ブームのほぼ任意の展開位置
    に繰り返し位置することができ、（iii)任意の展開位置
    でほぼ位置的に安定可能であることを特徴とするブーム
    組立体。
  2. 【請求項２】 ケーブル展開手段が３つのケーブル・ド
    ラムを包含し、ブーム組立体が３本のケーブルを包含
    し、各ケーブル・ドラムが連続した螺旋状の溝を構成し
    ており、各ケーブルの第２端がケーブル・ドラムの１つ
    の取り付けてあることを特徴とする請求項１記載のブー
    ム組立体。
  3. 【請求項３】 ケーブル・ドラムが支持構造上で互いに
    対してほぼ対称的に位置することができ、ケーブルがケ
    ーブル・ドラム間で支持構造の表面に対してほぼ同じ角
    度で延びていて三脚形態をなしていることを特徴とする
    請求項２記載のブーム組立体。
  4. 【請求項４】 作動手段が３つのステップモータを包含
    し、各ステップモータがケーブル・ドラムの１つに駆動
    可能に連結してあることを特徴とする請求項２記載のブ
    ーム組立体。
  5. 【請求項５】 作動手段が、さらに、ブームの末端部の
    位置を検知するための少なくとも１つの位置センサを包
    含し、ステップモータがブームの末端部の検知位置に基
    づいてケーブル・ドラムを駆動するように作動すること
    を特徴とする請求項４記載のブーム組立体。
  6. 【請求項６】 ケーブルがｉ）約０．０１×１０-6イン
    チ／インチ−゜Ｆ未満の絶対値の熱膨張係数と、ii）
    ０．０７ポンド／立方インチ未満の密度を有することを
    特徴とする請求項１記載のブーム組立体。
  7. 【請求項７】 ケーブルがグラファイトあるいはニッケ
    ルめっきグラファイトからなることを特徴とする請求項
    １記載のブーム組立体。
  8. 【請求項８】 ブームがヒンジによって相互に連結した
    複数の脚部を包含するはさみ形ブームであり、展開支援
    手段が複数のひずみエネルギ型スプリングからなり、各
    スプリングがヒンジの１つに配置してあることを特徴と
    する請求項１記載のブーム組立体。
  9. 【請求項９】 ブームがグラファイトからなることを特
    徴とする請求項１記載のブーム組立体。
  10. 【請求項１０】 ブーム組立体が（ｉ）約１Ｈｚより大
    きい構造振動数を有し、ほぼデッドバンドを持たず、ほ
    ぼヒステリシスを持たないことを特徴とする請求項１記
    載のブーム組立体。
  11. 【請求項１１】 支持構造上で使用するための展開可能
    な精密ブーム組立体であって、ａ）支持構造の表面に固
    着できる固定端部およびこの固定端部に対して選択的に
    移動できる末端部を有する展開・引込み可能なはさみ形
    ブームであり、さらに、ヒンジによって相互連結した複
    数の脚部および複数のヒンジ内に配置してあり、はさみ
    形ブームを展開するように押圧するひずみエネルギ・ス
    プリングを包含するはさみ形ブームと、ｂ）各々がはさ
    み形ブームの末端部に取り付けた第１端と第２端とを有
    する３つのグラファイト・ケーブルであり、はさみ形ブ
    ームによって各グラファイト・ケーブルに引張り予荷重
    力が生じるグラファイト・ケーブルと、ｃ）支持構造に
    取り付けるための３つのケーブル・ドラムであり、各ケ
    ーブルがケーブル・ドラムの１つに第２端で取り付けて
    あり、各ケーブル・ドラムがはさみ形ブームの展開、引
    込みのそれぞれでグラファイト・ケーブルの１つを繰り
    出したり、巻き取ったりするようになっており、各ケー
    ブル・ドラムが連続的な螺旋状の溝を構成しているケー
    ブル・ドラムと、ｄ）各々がケーブル・ドラムの１つに
    駆動可能に連結してあり、ケーブル・ドラムから展開さ
    れるグラファイト・ケーブルの長さを選択的に変えて固
    定端部と末端部との間ではさみ形ブームの展開長さを変
    えることができる３つのステップモータとを包含し、
    ｅ）はさみ形ブームの末端部が（ｉ）完全展開位置と完
    全引込み位置との間のほぼ任意の位置に位置することが
    でき、（ii）ほぼ任意の展開位置に繰り返し位置するこ
    とができ、（iii)任意展開位置でほぼ位置的に安定でき
    ることを特徴とするブーム組立体。
  12. 【請求項１２】 ケーブル・ドラムが支持構造上に互い
    に対してほぼ対称的に位置することができ、グラファイ
    ト・ケーブルがブームの固定端部と末端部との間で支持
    構造の表面に対してほぼ同じ角度で延びていて三脚構造
    を形成していることを特徴とする請求項１１記載のブー
    ム組立体。
  13. 【請求項１３】 さらに、はさみ形ブームの末端部の位
    置を検知する少なくとも１つの位置センサを包含し、末
    端部の検知された位置に基づいてステップモータがケー
    ブル・ドラムを駆動するように選択的に作動させられ、
    はさみ形ブームを展開したり、引き込めたりすることを
    特徴とする請求項１１記載のブーム組立体。
  14. 【請求項１４】 グラファイト・ケーブルがニッケルめ
    っきしてあることを特徴とする請求項１１記載のブーム
    組立体。
  15. 【請求項１５】 はさみ形ブームがグラファイトからな
    ることを特徴とする請求項１１記載のブーム組立体。
  16. 【請求項１６】 ブーム組立体が（ｉ）約１Ｈｚより大
    きい構造振動数を有し、（ii）ほぼデッドバンドを持た
    ず、（iii)ほぼヒステリシスを持たないことを特徴とす
    る請求項１１記載のブーム組立体。
  17. 【請求項１７】 ａ）少なくとも１つの支持面を有する
    支持構造と、ｂ）支持構造の支持面に装着した少なくと
    も１つの展開可能な精密ブーム組立体との組合せであっ
    て、各ブーム組立体が、ｉ）支持面に固着した固定端部
    とこの固定端部に対して選択的に移動できる末端部とを
    有する展開・引込み可能なブームと、ii) 各々がブーム
    の末端部に連結した第１端を有し、０．０１×１０-6イ
    ンチ／インチ−゜Ｆ未満の絶対値の熱膨張係数と０．０
    ７ポンド／立方インチ未満の密度を有する少なくとも３
    本のケーブルと、iii)ケーブルの第２端に取り付けてあ
    り、ブームの展開、引込みそれぞれでケーブルを選択的
    に展開したり、引込めたりするケーブル展開手段であ
    り、支持構造に取り付けることができるケーブル展開手
    段と、iv）ブームを展開するように押圧し、ケーブルの
    各々に引張り予荷重力を発生させる展開支援手段と、
    ｖ）ケーブル展開手段を作動させてケーブル展開手段空
    展開されたケーブルの長さを選択的に変え、固定端部と
    末端部の間のブームの長さを変えることができる作動手
    段とを包含し、vi）ブームの末端部が（ａ）完全展開位
    置と完全引込み位置との間のほぼ任意の位置に位置する
    ことができ、（ｂ）ブームのほぼ任意の展開位置に繰り
    返し位置することができ、（ｃ）人の展開位置でほぼ位
    置的に安定でき、vii)ブーム組立体が（ａ）約１Ｈｚよ
    り大きい構造振動数を有し、（ｂ）ほぼデッドバンドを
    持たす、（ｃ）ほぼヒステリシスを持たないことを特徴
    とする組み合わせ。
  18. 【請求項１８】 支持構造に複数のブーム組立体が装着
    してあることを特徴とする請求項17記載の組合せ。
  19. 【請求項１９】 ａ）少なくとも第１支持面を有する宇
    宙船と、ｂ）この第１支持面に装着した少なくとも１つ
    の展開可能な精密ブーム組立体とを包含する宇宙船組立
    体であって、各ブーム組立体が、ｉ）第１支持面に固着
    した固定端部とこの固定端部に対して選択的に移動でき
    る末端部とを有する展開・引込み可能なブームと、ii）
    各々がブームの末端部に取り付けた第１端を有する３本
    のケーブルであり、約０．０１×１０-6インチ／インチ
    −゜Ｆ未満の絶対値の熱膨張係数と０．０７ポンド／立
    方インチ未満の密度を有するケーブルと、iii)ケーブル
    の第２端に取り付けてあり、ブームの展開、引込みそれ
    ぞれでケーブルを選択的に展開したり、引込めたりする
    ケーブル展開手段であり、第１支持面に取り付けてある
    ケーブル展開手段と、iv）ブームを展開するように押圧
    し、各ケーブルに引張り予荷重力を生じさせる展開支援
    手段と、ｖ）ケーブル展開手段を作動させてケーブル展
    開手段から展開されたケーブルの長さを選択的に変え、
    固定端部と末端部との間のブームの長さを変えることが
    できる作動手段とを包含し、vi）ブームの末端部が
    （ｉ）完全展開位置と完全引込み位置との間のほぼ任意
    の位置に位置することができ、（ii）ほぼ任意の展開位
    置に繰り返し位置することができ、（iii)任意展開位置
    でほぼ位置的に安定できることを特徴とする宇宙船組立
    体。
  20. 【請求項２０】 宇宙船が人工衛星であることを特徴と
    する請求項１９記載の宇宙船組立体。
  21. 【請求項２１】 ２つの展開可能なブーム組立体を包含
    し、宇宙船がさらに第２の支持面を包含し、ブーム組立
    体が第１、第２の支持面に装着してあり、ブームが共通
    軸線にほぼ沿って位置しており、ブームの末端部が互い
    に反対方向に向いていることを特徴とする請求項２０記
    載の宇宙船組立体。
  22. 【請求項２２】 ブーム組立体が（ａ）約１Ｈｚより大
    きい構造振動数を有し、（ｂ）ほぼデッドバンドを持た
    す、（ｃ）ほぼヒステリシスを持たないことを特徴とす
    る請求項１９記載の宇宙船組立体。
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