JPH107097A - スペースプラットフォームに搭載したペイロードを操作する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 宇宙船又はスペースシステム内のプラットフ
ォームに搭載した方向を迅速且つ正確に変えることが可
能な一個又は複数のペイロードの操作方法を提供する。 【解決手段】 宇宙船に搭載したペイロードの方向を制
御するために、電動操作装置は操作信号基づいてペイロ
ードを必要なだけ傾斜させる傾斜トルクをペイロードに
掛ける。操作信号が電動操作装置に与えられた時に、プ
ラットフォームに掛かる反作用トルクが予知される。モ
ーメント制御ジャイロスコープシステムは、補正信号に
基づいて予知された反作用トルクに対抗する補正トルク
をプラットフォームに掛ける。操作トルクが電動操作装
置に掛けられると同時に、モーメント制御ジャイロスコ
ープシステムには補正信号が掛けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は宇宙船又はスペース
システム内のプラットフォームに搭載した方向を変える
ことが可能な一個又は複数のペイロード（搭載荷重）の
操作に関する。本発明は、ペイロードの慣性が非常に高
く、スペースプラットフォームの慣性に比べて非常に高
い（一桁又はそれ以上のオーダーで）場合にも、ペイロ
ードの方向を迅速に（５秒以内に１８０°）且つ正確に
修正することができる種類の宇宙船又は宇宙システムを
提供しようとするものである。

【０００２】また、本発明は、効率は別として、これら
ペイロードの方向を修正操作するのに必要な機械動力と
同程度の電力でペイロードの方向を迅速に修正すること
にある。 また、本発明は、スペースプラットフォーム
の姿勢に外乱を与えたり、修正することなく迅速なペイ
ロードの方向修正ができるようにすることにある。ま
た、本発明は、もし緊急に必要が生じた際には、ペイロ
ードの方向を修正することなく、スペースプラットフォ
ームの方向修正ができるようにすることにある。

【０００３】また、本発明は、ペイロードの方向とスペ
ースプラットフォームの方向とを互いに独立に修正する
ことができるようにすると共に、必要な場合には、それ
らを同時に修正できるようにすることにある。また、本
発明は、スペースプラットフォームの姿勢制御に関する
ものではないが、スペースプラットフォーム及び宇宙シ
ステムの姿勢を同時に制御できるようにすることにあ
る。

【０００４】

【従来の技術】慣性の大きいペイロードを迅速に操作す
るには、急速に変化する大きなトルクが必要である。こ
うしたペイロードが発するトルクのために、これらの操
作はスペースプラットフォームに加速度変化を与える。
即ち、スペースプラットフォームをジャークすることに
なるが、スペースプラットフォームの向き及び安定性は
維持しなければならない。もし、このジャークを補正し
ないと、スペースプラットフォームの姿勢は１秒以内の
短時間に数度の修正を受けるため、ペイロード操作によ
って生ずるジャークは極めて重要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】第１の問題は、こうし
た大きな外乱がスペースプラットフォームに伝わること
を回避することである。従って、これらジャークの発生
源からスペースプラットフォームを隔離するのが好まし
い。こうした制約がアクチュエーターの選択、及びシス
テムの選択の条件となる。

【０００６】ペイロードは一定の機械装置を介してスペ
ースプラットフォームにリンクしている。この機械装置
を作動させるのに必要なアクチュエーターは、実際に数
１０Ｎmのトルクを発生できなければならない。− 物
体を押し出すアクチュエーターとしては、化学的姿勢制
御ロケット、プラズマ姿勢制御ロケット等が考えられ
る。しかし、これらロケットの動作原理からすれば、こ
うしたアクチュエーターのエネルギー源を更新すること
ができない。また、そのため、操作頻度によっては、こ
の種のシステムの動作寿命が著しく減少することにな
る。その上、これらのアクチュエーターの精度は比較的
低く、精度良く且つ安定して指向方位を確保するには精
度が低すぎる。

【０００７】− 電気駆動のアクチュエーター（電動モ
ータ）は高いトルクを発生することができる。そのトル
ク分解能はその最大トルクの1/1000オーダーである。従
って高精度の作動を行うのは困難である。これらのアク
チュエーターは作用反作用の原理に基づいて動作するた
め、操作対象であるペイロードに掛かるトルクに等しい
反作用がアクチュエーターの支持体に掛かることにな
る。それ故、人工衛星のプラットフォームはこれらアク
チュエーターによって生じたジャーク及び外乱を受ける
ことになる。それ故、衛星のプラットフォームは、振幅
（数１０Ｎm）及び周波数（数Ｈzから数１０Ｈｚ）の外
乱が与えられると、その安定性及び姿勢をかなりな程度
悪くする。従って、こうれらの力を支持するため、特殊
設計の構造が必要になる。アクチュエーターの反作用は
補正されなければならない。この補正は反転質量を利用
する機械装置によって行うことができる。しかし、追加
荷重が大きくなり、またエネルギーの追加消費も大きく
なる。従って、この問題解決法は非常に困難を伴った
り、少なくとも構造に冗長性を持たせるための費用がか
さむことになる。太陽電池パネル、又はアンテナを一定
方向に向けるといったゆっくりした操作の場合のよう
に、１Ｎm以下の底振幅の外乱は姿勢制御システム(ACS)
によって補正することができる。しかし、人工衛星のプ
ラットフォームに対する大きな外乱の伝達、及び良好な
制御分解能を確保することの困難さが電動モータの使用
を困難にしている。

【０００８】運動量の交換によって動作するアクチュエ
ーター（例えば、モーメント制御ジャイロスコープ、反
作用ホイール、モーメンタムホイール、ジンバル上のホ
イール等）は最も利用に適した種類のアクチュエーター
である。例えば、“自由体の安定化及び方向付を行う装
置及び方法 (SYSTEM AND METHOD FOR FREE BODY STABIL
IZATION AND ORIENTATION)”と題する米国特許第3,452,
948号に述べられているように、これらはそれ自身が取
り付けられている本体とその運動量を交換する。こうし
て“自由体”は本体上でモーメントを修正することによ
って１軸又は複数の軸に関して回転する。ジャイロスコ
ープは運動量の交換によって動作するアクチュエーター
で、非常に高い性能、典型的には数百Ｎmのトルクを発
生し、典型的には１秒内にその最大トルクに達する性能
を示す。それ故、宇宙空間で“自由体”を回転させる最
良の解決策は、モーメント制御ジャイロスコープを使用
して自由体を作動させることである。この考え方はペイ
ロード操作の最良の解決法を提供しているかに見える。
ペイロードにモーメント制御ジャイロスコープを設ける
ことによって、このペイロードに回転を起こさせること
が可能になる。この時のペイロード操作は、ペイロード
をスペースプラットフォームにリンクしている機械装置
の連結部（不完全）における摩擦に起因する反作用以外
は、どのような反作用もスペースプラットフォームに伝
わることはない。このペイロード作動システムは、トル
クの必要性、中でもスペースプラットフォームをペイロ
ードから隔離する必要性に対して効果的な答を構成して
いる。このシステムを改良するには、ペイロードをスペ
ースプラットフォームにリンクしている機械装置の連結
部を“完全”にする必要がある。この点については、
“即応性ペイロードの方向付システムを備えた人工衛星
(SPACE SATELLITE WITH AGILE PAYLOAD ORIENTATION S
YSTEM)”と題する米国特許第4,375,878号に記載された
解決策がある。この解決策では、電動モータを連結軸に
設け、機械装置の連結部における摩擦に由来する残留力
を補正し、これら連結部に“完全性”を与えている。し
かし、上記特許で提案されている解決策は非常に高い性
能を提供するものではない。と言うのは、１個又は複数
の絶対センサによって測ってみると、スペースプラット
フォームの姿勢修正に対して反応し、スペースプラット
フォームに一定の振動を伝達してしまうからである。こ
のことは、更なる改良を招くことになる。連結部に完全
性を与える問題に対するもう一つの解決策は、磁気ベア
リングの利用である。

【０００９】従来技術による解決策について言えば、こ
の方策は慣性の大きいペイロードの迅速操作に関する最
良のものであるかに見える。それにもかかわらず、上述
のモーメント制御ジャイロスコープによるペイロードの
直接作動は、モーメント制御ジャイロスコープの動作原
理に関連した大きな欠点を有している。モーメント制御
ジャイロスコープは、一定速度（典型的には、5000rpm
〜12000rpm）で回転するジンパル上に載置したモーメン
タムホイールを含んでいる。ジンバルはモーメンタムホ
イールの回転軸に対して直交する軸に関して回転する。
この直交する軸に関するジンバルの回転及びそれに伴う
モーメンタムホイールの回転は、モーメンタムホイール
の一定な正常モーメントをジンバルの回転速度倍したも
のに等しいトルクを発生する。この時、このトルクの方
向はモーメンタムホイールの回転軸に直交すると共に、
ジンバルの回転軸に対しても直交する方向である。ジン
バルの回転は電動モータによって駆動しなければならな
い。この電動モータはジンバルの回転を加速するのに必
要なトルク（典型的には数Ｎm ）、及びモーメント制御
ジャイロスコープの支持体の回転と、モーメント制御ジ
ャイロスコープのモーメンタムホイールの運動量との間
のジャイロ偶力に必要なトルクを供給しなければならな
い。システムの幾何学的配列形態によって決まるこのジ
ャイロ偶力は、モーメント制御ジャイロスコープのモー
メンタムホイールの運動量を、モーメント制御ジャイロ
スコープの支持部の回転速度倍したものと同程度の大き
さである。支持体の高い回転速度を得るには、モータ駆
動のジンバルの回転によって供給すべきトルクは、数１
０Ｎmsとなる。例えば、300 Ｎm ｓのモーメント制御ジ
ャイロスコープ及び１ラジアン／秒の支持体回転速度に
対しては、ジンバルの回転を駆動するモータが供給しな
ければならないトルクは300 Ｎm となる。モーメント制
御ジャイロスコープは、今のところ最も適当なアクチュ
エーターであり、そして最高の性能を提供しているかに
見えるが、上述の特性を備えた装置はない。何れにして
も、アクチュエーターの分解能は保証するのが困難があ
る。

【００１０】ペイロードの回転を作動させるこのシステ
ムの最も好ましくない特徴は、ペイロード操作に要する
最大機械動力とペイロードを回転させるアクチュエータ
ーが消費する最大電力との間の比率が悪い点である。ペ
イロードの迅速回転（典型的には、５秒当たり１８０°
以上）に対して、この比率は０．２以下であり、回転速
度と共に減少する。

【００１１】従って、現在のところ、迅速且つ正確に必
要に応じて幾度も操作を行うことができ、しかもペイロ
ード操作に要する最大機械動力と、ペイロードを回転さ
せるアクチュエーターの最大消費電力との比率が、例え
ば０．７５以上であるようなペイロード作動システムは
ない。従って、本発明の目的は、ペイロード操作を行う
のに必要なトルク、及びプラットフォーム並びにペイロ
ードの慣性とは関係なく、またプラットフォーム（宇宙
船の一部であって、その指向方向は不変）の姿勢及び安
定性を乱すことなしに、宇宙船に搭載した一個又は複数
のペイロードを、１軸又は複数の軸に関して迅速に回転
させて指向方向にする（即ち、５秒以内に１８０°回転
させる）方法及び装置であって、少なくとも以下の特徴
を備えたものを提供することにある。

【００１２】− 軌道飛行期間の３０％以上に相当する
時間の間、これらの操作を頻繁に実施することが可能で
あること。 − ペイロード操作に必要な最大機械動力Ｐ_mechmax と
ペイロードを回転するアクチュエーターの最大消費電
力、即ち装備電力Ｐ_actmaxとの比率が高いこと、例えば
アクチュエーター効率０．６を可能にする０．７５以上
であること。この比率はペイロードアクチュエーター機
械装置の効率を定義する。

【００１３】− アクチュエーターの質量は従来技術に
よる解決策で用いたものと同じオーダーの質量であるこ
と。 − ペイロードを正確に回転及び所定方向に向けること
が可能であること。このため、本発明は通常大きいジャ
ークの原因となる反作用をプラットフォームに与えると
言う、当業者の観点からすれば受け入れ難い欠点を持つ
電気的アクチュエーターを選択するが、電動モータ／ア
クチュエーターの作動に由来する予知可能な反作用に抗
するトルクを発生するモーメント制御ジャイロスコープ
をプラットフォームに対して同時適用するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は宇宙
船のプラットフォームに搭載したペイロードの方向を制
御する方法を提案する。この方法は： − ペイロードは、少なくとも一つの操作軸を有する電
動操作装置によってプラットフォームに連結され、 − プラットフォームの一部には、電動操作装置の操作
軸に平行な軸周りに少なくともトルクを発生するモーメ
ント制御ジャイロスコープシステムが設けられ、 − 操作軸を中心にしたペイロードの傾斜が必要となる
毎に、 ・電動操作装置がペイロードに対し、必要な傾斜を生じ
させる傾斜トルクを掛けられるようにする操作信号を決
定し、 ・この操作信号を電動操作装置に与えた時のプラットフ
ォームに掛かる反作用トルクを予知し、 ・予知した反作用トルクに抗する補正トルクをモーメン
ト制御ジャイロスコープシステムからプラットフォーム
に掛けられるようにする補正信号を決定し、 ・電動操作装置に操作信号を掛けると同時に、モーメン
ト制御ジャイロスコープシステムに補正信号を掛けるこ
とを特徴とする方法である。

【００１５】また、上記方法と組み合わせ可能な好適要
件によれば： − 電動操作装置は少なくとも直交する二つの操作軸を
有している。 − モーメント制御ジャイロスコープシステムを備えた
プラットフォームの一部は電動操作装置と前記プラット
フォームの他の部分との間に配置される。 − モーメント制御ジャイロスコープシステムを備えた
部分と、プラットフォームの他の部分との間に調節手段
が配置される。

【００１６】− モーメント制御ジャイロスコープシス
テムを備えた部分は、プラットフォームの他の部分に固
定的に連結されている。 − プラットフォームの他の部分は、モーメント制御ジ
ャイロスコープシステムを含む姿勢及び軌道制御作動シ
ステムを備えた姿勢及び軌道制御システムを備えてい
る。

【００１７】− プラットフォームの他の部分は、一つ
の回転軸を有するカプリングによって主プラットフォー
ムにリンクしている。 − プラットフォームはカプリングの回転軸と一致する
スピン軸を中心とするスピンにより安定化されている。 − ペイロードには、姿勢測定用信号を発生する姿勢セ
ンサが設けられ、補正信号は反作用トルク並びにこれら
姿勢測定信号から発生される。

【００１８】また、本発明は宇宙船を提案する。この宇
宙船は： − スペースプラットフォームと、 − このスペースプラットフォームに積載された移動性
ペイロードと、 − 少なくとも一つの操作軸を有する電動操作装置を含
み、ペイロードをプラットフォームに接続するカプリン
グと、 − プラットフォームの一部に取り付けられ、少なくと
も操作軸に平行な軸を持つトルクを発生するモーメント
制御ジャイロスコープシステムと、 − プラットフォームに対してペイロードを傾斜させる
傾斜制御手段とを含み、この傾斜制御手段は： ・電動操作装置がペイロードに対し、必要な傾斜を生じ
させる傾斜トルクを掛けられるようにする操作信号を決
定する手段と、 ・この操作信号を電動操作装置に与えた時のプラットフ
ォームに掛かる反作用 トルクを予知する手段と、・予知した反作用トルクに抗
する補正トルクをモーメント制御ジャイロスコープシス
テムからプラットフォームに掛けられるようにする補正
信号を決定する手段と、 ・電動操作装置に操作信号を掛けると同時に、モーメン
ト制御ジャイロスコープシステムに補正信号を掛ける手
段を含むことを特徴とする宇宙船である。

【００１９】また、上記宇宙船に組み合わせ可能な他の
好適要件によれば： − 電動操作装置は少なくとも二つの直交する操作軸を
有している。 − モーメント制御ジャイロスコープシステムを備えた
プラットフォームの一部は電動操作装置とプラットフォ
ームの他の部分との間に配置される。 − モーメント制御ジャイロスコープシステムを備えた
部分と、プラットフォームの他の部分との間に調節手段
が配置される。

【００２０】− モーメント制御ジャイロスコープシス
テムを備えた部分は、プラットフォームの他の部分に固
定的に連結されている。 − プラットフォームの他の部分は、モーメント制御ジ
ャイロスコープシステムを含む姿勢及び軌道制御作動シ
ステムを備えた姿勢及び軌道制御システムを備えてい
る。

【００２１】− プラットフォームの他の部分は、一つ
の回転軸を有するカプリングによって主プラットフォー
ムにリンクしている。 −プラットフォームはカプリングの回転軸と一致するス
ピン軸を中心とするスピンにより安定化されている。 − ぺイロードには、姿勢測定用信号を発生する姿勢セ
ンサ設けられ、補正信号決定手段は反作用トルクとこれ
ら姿勢測定信号を示す信号を受信する。

【００２２】

【発明の実施の形態】スペースプラットフォームは異な
る装備、機能、即ち推進システム、発電器（太陽発電
器）、検出器即ちセンサ、内蔵コンピュータ、通信シス
テム（例えば、地上との通信）、熱制御装置、計測機械
器具、プラットフォームに取り付けられたペイロード等
を包括している。可動性ペイロード又は複数の可動性ペ
イロードの各々は相互に関連する可動部分を含んでい
る。ペイロードは機械装置によって構造体にリンクされ
る。

【００２３】モーメント制御ジャイロスコープシステム
は支持構造体、事実上はプラットフォーム自体に載置さ
れる。プラットフォームそして／又はペイロードの姿勢
を制御する全体姿勢制御システムがある。ペイロードを
プラットフォームにリンクする機械装置は、１軸又は複
数軸に関してペイロードを回転させることができる。こ
れらの軸はペイロードの方向に関係なく、ペイロードの
慣性中心がプラットフォームの基準フレームに関して固
定又はほぼ固定するように配置するのが好ましい。それ
故、機械装置は可動カプリング、好ましくはピボットカ
プリング、またはジンバル又は玉継手型のカプリングが
使用できる。これら各回転軸周りの回転は一つ又は複数
の電動アクチュエーター（電動モータ）によって行われ
る。

【００２４】電動アクチュエーターとしては、直流モー
タ、トルク発生器(torquers)、ステップモータ（低性
能）、同期モータ又は非同期モータ等がある。アクチュ
エーターの分解能は指向方向精度及びプラットフォーム
とペイロードの安定性という点から重要なファクタであ
る。アクチュエーターはペイロードを迅速に回転させる
ための高いトルクを発生しなければならないと共に、ペ
イロードを安定させる際の低いトルクを発生する必要が
ある。アクチュエーターは分解能に優れていなければな
らない。しかし、モータの動作範囲は、精々1/1000のフ
ァクタで変化する。トルク容量の異なる二つのモータを
直列に使用して分解能を上げることが可能である。第１
のモータは操作の立ち上げに必要なトルクを出す強いト
ルクモータとし、第２のモータはペイロードの安定させ
際に高い精度で指向方向に向けると言う点からトルクを
供給する弱いトルクモータとする。トルク容量を変化す
るための直列構成は幾つかの異なったやり方が可能であ
る。例えば、上述のように直列配置の二つのモータを使
用する方法、二つの異なる巻線を持つ単一モータを使用
する方法、または、各回転軸をそれぞれ幾つかモータで
駆動し、そのうちの一つを高精度の方向指定に使うこと
も可能である。

【００２５】ペイロードは、１軸、２軸、３軸、４軸、
或いはそれ以上の回転軸を備えることが可能である。カ
プリングにはボールベアリング、又は磁気ベアリングを
使用する。ボールベアリングはそれに掛かる拘束力に応
じて、ボール型、ローラ型（シリンダ又はテーパ）或い
はその両方、又はニードルローラ型のもを使用する。潤
滑方式としては、湿式（潤滑油使用）又は乾式（MoS₂使
用）で行うことができる。磁 気ベアリングの有利な点
は、プラットフォームの姿勢を乱す元となる微小振動を
制限できる点であり、最も重要なのは摩擦を消去する点
である。更に有利な点は使用時に於ける信頼性と長寿命
である。

【００２６】姿勢設定点（例えば、照準点、角度位置、
トラック目標）に従って、全体姿勢制御システムはプラ
ットフォーム、ペイロード、種々のアクチュエーター
（モーメント制御ジャイロスコープシステム、電動アク
チュエーター、又は電動モータ）によって与えられるト
ルクを制御する。トルクは設定点の値、プラットフォー
ムの絶 対姿勢、及びペイロードの絶対又は相対姿勢か
ら計算される。種々の構成要素の姿勢は全て同じ基準フ
レームに関して表現される。この場合、基準フレームは
局部軌道基準フレームでも良い。全体姿勢制御システム
は種々の構成要素の方向に対する修正を予知する。全体
姿勢制御システムはスペースプラットフォームの姿勢を
制御する主制御ユニットと、各ペイロードのためのペイ
ロード制御ユニットを含んでいる（即ち、スペースプラ
ットフォーム及びペイロードはそれぞれ独自の制御コン
ピュータを有している）。

【００２７】軌道プラットフォームが指令した姿勢修正
は、ペイロードの修正方向指示差に変換され、各ペイロ
ードの姿勢制御システムに入力される。閉ループプラッ
トフォーム姿勢制御システムは、プラットフォームの姿
勢に関する情報を処理する。この情報は各センサから得
られる。プラットフォーム制御のアルゴリズムは従来か
らあるものを使用する。制御を順調に行うためには、プ
ラットフォームはペイロードから独立していると考えら
れる。プラットフォームは、主アクチュエーターとして
は、モーメント制御ジャイロスコープシステムを使用す
るのが好ましい。モーメント制御ジャイロスコープシス
テムとは別に物体を押し出す機能のアクチュエーター又
はその他のアクチュエーターを使用することもできる。
もし必要であれば、全体操作モードを備えても良い。

【００２８】閉ループペイロード制御システムは、ペイ
ロードの姿勢（好ましくは、絶対姿勢、場合によっては
相対姿勢）に関して動作する。ペイロード制御システム
は、特定の操作規則に基づいて計算された姿勢設定値を
受信する。電動アクチュエーターの指令トルクは、種々
のペイロード回転軸の方向、及び測定した姿勢と前述の
プラットフォームの可能な操作を予知する条件に加えら
れる実姿勢との差を含むペイロード制御システムの設定
値に従って計算される。計算されたトルクはプラットフ
ォームの基準フレームに関するトルクに変換され、プラ
ットフォーム姿勢制御システムによって計算れた慣性ジ
ャイロスコープシステム制御トルクから減算される。

【００２９】アクチュエーター（モーメント制御ジャイ
ロスコープシステム及び電動システム／電動モータ）の
作用は、これらアクチュエーターの特性に合うように同
期される。操作プロファイルはこれらアクチュエーター
の仕様を越えないように設計される。プラットフォーム
姿勢センサは絶対センサであるのが好ましく、それらは
例えば、恒星そして／又はＧＰＳ(global positioning
system) センサそして／又は姿勢ジャイロスコープそし
て／又は加速度計そして／又はその他のタイプのもので
あってもよい。これらのセンサは、プラットフォームの
構造に応じて、モーメント制御ジャイロスコープを支持
するする構造体に位置させることができる。ペイロード
姿勢センサは、スペースプラットフォームに関して絶対
センサ又は相対センサ（この場合は、センサは種々の回
転軸の位置を測定する）であり、特にそれらは時間軸エ
ンコーダそして／又は光学エンコーダそして／又はリゾ
ルバそして／又は加速度計そして／又はモーメント制御
ジャイロスコープであって良い。複合ペイロード方向操
作機械装置（回転軸が１軸、２軸、３軸、４軸、又はそ
れ以上の軸である）の場合は、プラットホームに関する
各軸の方向を決めるには相対センサが必要である。この
情報はペイロード制御システムによって要求される。

【００３０】モーメント制御ジャイロスコープシステム
は文献にある従来の制御アルゴリズムを使用する。ペイ
ロードシステムの安定性を改善するためには、モーメン
ト制御ジャイロスコープシステムの懸垂架設、例えばエ
ラストマーブロックを用いた懸垂架設が考えられる。し
かし、この懸垂架設法は必ずしも望ましいものではな
い。例えば、ペイロードが光学システムの構成要素であ
って、部分的にスペースプラットフォームによって搬送
されている場合である。

【００３１】機械装置の欠点はそれに冗長性（代行能
力）を与えること、即ち信頼性を与えるのにしばしば困
難に遭遇する点でる。ピボットカプリングを形成するベ
アリングはしばしば故障の原因となる。しかし、この点
は磁気ベアリングを使うことによって信頼性を向上する
ことができる。機械装置に故障が起きたとき、モーメン
ト制御ジャイロスコープの使用によって、故障機械装置
を持ったペイロードと、スペースプラットフォームとの
共同操作は可能であるが、その際の操作速度はシステム
の順調な動作時のペイロード操作速度よりは少なくとも
一桁は落ちる。こうした性能を落とした状態では代行が
可能ではあるものの、モーメント制御ジャイロスコープ
は高い回転速度によってその動作を維持することが必要
である。この時、姿勢制御システムと姿勢設定点は新た
なシステム状態に対応して再度プログラムされる。

【００３２】機械装置に故障が生じた場合、スペースプ
ラットフォームとペイロード（もし、ペイロードが10°
/s以上で操作可能なら）の回転を組み合わせることによ
ってペイロードの指向方向を変えようとすれば、モーメ
ント制御ジャイロスコープはその動作を制限する可動支
持体上にあるから、組合せ回転速度は少なくとも一桁は
低下するだろう。更に、一般にプラットフォームの構造
は、ひどく急激な加速に耐えるようには設計されていな
い。それ故、モーメント制御ジャイロスコープは、ほぼ
同程度の大きさだけ低下したトルクを、同程度長い時間
に渡って供給することになる。従ってスペースプラット
フォームに伝達されるトルクは、システムが順調なとき
にモーメント制御ジャイロスコープシステムによって供
給されるものに較べて一桁は低くなる。それ故、スペー
スプラットフォームの構造定格はこれらのトルクに耐
え、計器類及びもし必要ならばペイロードの動作の質を
確保するものでなければならない。従って、この構造は
モーメント制御ジャイロスコープシステムの支持構造よ
りは頑丈ではなく、より軽量であってよく、それ故ペイ
ロードの作動及び安定化の間に伝達されるどんな残留応
力も弱めることができる。

【００３３】もし故障状態に対する用意がなく、そして
スペースプラットフォームが迅速に可動するように設計
されていなければ、本発明の使用に関連する制約を考慮
すること無しに定格を定めることができる。本発明の目
的、特徴、及び利点は、以下添付図面を参照して述べる
例から明らかになるであろう。ただし、ここに挙げた例
は本発明を限定するものではない。

【００３４】図１は本発明による制御ループの動作原理
を示す。この概略構成図は複数のペイロードの場合にも
拡張して適用することが可能である。このループは、一
例を図１１に示す特定の操作規則を統合する宇宙船の姿
勢設定点１を受信する。姿勢情報は種々の方法で表現す
ることができ、例えば回転速度そして／又は角度位置そ
して／又は姿勢四元数（即ち、角度位置を軸／ベクトル
及び角度の組合せにベクトル表示）等がある。システム
全体２１、即ち宇宙船及びペイロードを制御するシステ
ムは、本質的にはスペースプラットフォームの姿勢制御
システム２及びペイロード姿勢制御システムを含んでい
る。システム入力は宇宙船姿勢誤差１３、及びペイロー
ドの姿勢に関する可能な情報である。この後者の情報
は、姿勢誤差に対するスペースプラットフォームの応答
を効果的に制御するのに必要である。スペースプラット
フォームの姿勢制御システム２は、スペースプラットフ
ォーム４の制御に必要なモーメント制御ジャイロスコー
プシステム（MCGS）３の設定点トルク１４を、可能な種
々の処理動作と併せて計算する。ペイロードのボアサイ
ト（照準）設定点オペレータ６は、特定の操作規則に従
ってペイロードの設定点方位を発生する。ペイロード制
御システム７は、その入力端からペイロードの姿勢誤差
を受信し、この姿勢誤差からプラットフォームの予想姿
勢誤差（予想補正）とプラットフォームの基準フレーム
に関する軸の相対方位を減算（図１の１８）し、各アク
チュエーター８（モータ制御システム MCS）に対するト
ルクを計算（図１の１９）する。この計算トルクに基づ
いて、“合成トルク”オペレーター１１は、各アクチュ
エーターのコマンドトルク、及びプラットフォームの基
準フレームに関する各アクチュエーターの既知の相対姿
勢（ペイロードセンサ１０によって発生される）に基づ
いてスペースプラットフォームの基準フレームに関する
これらトルク結果を発生する。これらのトルクは、反転
された形でMCGS３に送られ、そこで補正される。MCGS３
とMCS ８はそれぞれのトルク１５、２０を同時に、宇宙
船のプラットフォーム４（及びMCGS）及びペイロード９
を含む物理システム２２に適用する。この物理システム
２２では、ペイロード９はアクチュエーターによる反作
用を宇宙船のプラットフォーム４に伝達する。

【００３５】姿勢は、プラットフォーム姿勢センサ５及
びペイロード姿勢センサ１０によって測定される。ペイ
ロード姿勢センサはプラットフォームに関する姿勢と、
各ペイロードの絶対姿勢の発生を可能にするためにプラ
ットフォーム絶対姿勢１６と各ペイロードの絶対姿勢を
受信する。この情報１７は、閉ループ（図１の１８を経
由）を介して及び直接にペイロード姿勢制御システム７
に伝達されると共に、モーメント制御ジャイロスコープ
システム３によって補正されるトルクを計算するオペレ
ータ１１に伝達される。それ故、システムは二つの密接
に連携したペイロード制御ループを含んでいる。この図
１は原理を構成するものであって、例えば、種々の情報
処理動作を追加することによって修正、改良が可能であ
る。種々のオペレータのアルゴリズムは従来のものであ
って、所望の用例に適応できるものであればよい。

【００３６】図２、３、４、及び５はペイロード２５
と、このペイロードにサスペンション２９を介して載置
したモーメント制御ジャイロスコープシステムMCGS２４
とを結ぶカプリングの動作原理を示す図である。カプリ
ングはペイロードが回転できる自由度の数に従って分け
て図示してある。即ち、自由度１の場合を図２及び３
に、自由度２の場合を図４に、そして自由度３の場合を
図５に示す。カプリングはボール又はローラーベアリン
グ、又は磁気ベアリングを備えたピボットカプリング２
７である。カプリングを中心にした回転はモータ２６に
よって行われる。一基又は複数のモータによって軸を中
心とした回転が与えられる。システムの安定性と性能の
観点から、回転軸がペイロードの慣性中心２８を通るよ
うに配置するのが好ましい。各カプリングは関連するセ
ンサを備えている。

【００３７】図６は星を観察するための移動望遠鏡の動
作原理を説明する概略構成図である。この図は上記シス
テムの主要な要素を示している。図示の人工衛星は図１
に図示の制御原理を利用することが可能である。ペイロ
ード（望遠鏡）３１は、電動モータによって作動され、
位置及び速度センサのための光学エンコーダを使用する
磁気ベアリングを備えたピボットカプリング３７によっ
て棒状部材からなるスペースフレーム状のアーマチャー
３６に連結されている。このアーマチャーは同様に磁気
ベアリングを備えたピボットカプリング３７によってモ
ーメント制御ジャイロスコープシステム構造に連結さ
れ、電動モータによって作動され、位置及び速度センサ
として光学エンコーダを使用する。この構造体はスペー
スプラットフォーム３０の姿勢を計算するのに使用され
るスターセンサを支持している。モーメント制御ジャイ
ロスコープシステム３３の構造は人工衛星のスペースプ
ラットフォーム３０の構造にエラストマーブロック３４
を介して連結され、それ故スペースプラットフォームは
ペイロードから隔離される。

【００３８】図７は１軸のモーメント制御ジャイロスコ
ープ（ＩＧ）の動作原理を示す概略図である。１軸のモ
ーメント制御ジャイロスコープは本発明の応用に最も適
したものである。これらは２軸のモーメント制御ジャイ
ロスコープに比べて、より良いトルク／パワー比及びト
ルク／質量比を有している。本発明は運動量の交換によ
って動作するその他のアクチュエーターを使用すること
ができる。機械的設計面で姿勢制御ジャイロスコープに
対比できるモーメント制御ジャイロスコープは、一定速
度（典型的には6000から12000rpm）で回転するモーメン
タムホイール４１を傾斜させることによってコマンドト
ルクを発生する。この一定速度は駆動モータによって維
持される。モーメンタムホイールの回転軸はスピン軸４
４と言われる。この軸の方位は一つの軸（１軸ＩＧ）又
は二つの軸（２軸ＩＧ）を中心に回すことによって修正
することができる。このため、モーメンタムホイールは
ピボットカプリング４９によってジンバル４２に載置さ
れる。ジンバル４２はピボットカプリング４３を介して
構造体４８に載置される。この連結軸上のジンバルの回
転は入力トルクを供給する電動モータ４０によって駆動
される。オンボードモーメンタムＨ４７の方向に於ける
変化はその回転速度αに比例するトルクを発生し、その
方向はモーメンタム４７に直交しながら回転する。

【００３９】図８はモーメント制御ジャイロスコープ
を、ピボットカプリング５４を介して軌道プラットフォ
ーム５０に連結した中間プラットフォーム５１上に載置
した場合の本発明の動作原理を示す概略図である。プラ
ットフォームはピボットカプリング５４の軸に一致する
軸を中心とするスピンによって安定している。二つのプ
ラットフォームの相対位置は、センサ５３によって測定
される。プラットフォームとモーメント制御ジャイロシ
ステムとに相対回転を与えるために、それらの間のピボ
ットカプリング５４の位置にモータを載置しても良い。
このモータの使用は、スペースプラットフォームがスピ
ン安定しない場合に有利である。ペイロード５２をモー
メント制御ジャイロスコープ SDI５１に連結する機械装
置は、軌道プラットフォームに直接、又はサスペンショ
ンを介して載置される中間 MCGS プラットフォームに載
置される機械装置と同じものでる。従って、この機械装
置はペイロードを支持する構造部材を含む。即ちピボッ
トカプリング５６、このカプリング５６を中心とする回
転を与えるモータ５８を含む。しかし、MCGSと上述の機
械装置との間の第１のピボットリンク５４は片持ちカプ
リングによって置き換えることもでき、MCGSはそれなり
の自由度を備えることができる。

【００４０】図９はスペースプラットフォームにピボッ
トカプリングを介してリンクした中間MCGSプラットフォ
ームを備えた上記種類のスピン安定式人工衛星に対する
制御ループの概略ブロック図（図１と同一参照番号の構
成要素は図１のものと同一機能を有する）である。図１
の制御ループに対比するに、このスペースプラットフォ
ーム制御システムには、MCGSプラットフォーム制御シス
テム２’が補足されている。このシステムはスペースプ
ラットフォームの２軸（スピン軸又はロール軸に垂直な
縦揺軸及び偏揺軸）及びMCGSプラットフォームの３軸を
操作する。それ故、宇宙船の制御システム１’はスペー
スプラットフォームのロール軸又はスピン軸を制御する
追加のループを備えている。この１軸の閉じた制御ルー
プは、アクチュエーター６０、及びスペースプラットフ
ォームのロール姿勢を宇宙船制御システムに中継するス
ピン軸センサ６１を含んでいる。物理システム４’は二
つの可動成分として、スペースプラットフォーム及び中
間プラットフォームを含んでいる。姿勢センサ５’は中
間モーメント制御ジャイロスコーププラットフォームに
関する姿勢情報１２’を与える。

【００４１】図１０は軌道プラットフォーム姿勢制御と
のリンクを持たないシステムに対する制御ループを示
す。図１と同一参照番号の構成要素は、原理的に図１の
ものと同一機能を有する。MCGSプラットフォームは一つ
の開いたループによって制御され、全体としてはペイロ
ード姿勢制御システムによって制御される。図１に関し
て述べたように、このループはスペースシステムの操作
を予知することができる（スペースシステム姿勢セン
サ、宇宙船設定点）。図の上辺に示す制御ループは随意
要素であって、以下の事項が補足される。設定点情報
１”はスペースシステムの制御システムによって発生さ
れる。スペースシステムの姿勢に関する情報１２”はセ
ンサシステム５”によって得られる。姿勢誤差１３”は
比較器１３”によって計算されて、ペイロード姿勢制御
システム７に送られる。モーメント制御ジャイロスコー
プシステム３は、設定点トルク１４”を受ける開ループ
によって制御される。ペイロード９の操作によって発生
する反作用力を支持するシステムは、全て（モーメント
制御ジャイロスコープ及びペイロード）を支持するスペ
ースシステム４”である。

【００４２】図１１はペイロードの迅速変位に適当な１
軸に沿った運動エンベロープを示す。位置及び位置の一
次、二次、及び三次導関数は“柔軟”操作を保証する微
分可能な連続関数である。三次導管数は１＋ｓｉｎ
（ｋ．Ｔ）の形の関数に基づいている。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、一個又は複数のペイロ
ードの方向を迅速に修正することができ、特に操作に要
したパワーと実際に供給されたパワーとの比率が０．７
５以上という良い効率で行うことができる。例えば、最
大慣性1000kg/m² の物体を５秒間に１８０°回転するた
めの最大機械動力は1050W （効率0.6 ）である。米国特
許第4,375,878 号によって提案されたシステムでは、モ
ーメント制御ジャイロスコープによって消費される最大
パワーは7000W であるから、比率は０．１５となる。本
発明によるシステムに必要なパワーは1270W であるか
ら、比率は０．８３となる。従って、性能面での改善率
は実質的に５となり、本発明による機械装置の質量増加
を是とするものである。

【００４４】本発明の一実施例は星観測用のスペース望
遠鏡である（図６参照）。望遠鏡は人工衛星のペイロー
ドを構成する。望遠鏡は、二つの回転軸が確実に望遠鏡
の質量中心を通る機械装置上に載置される。回転軸は磁
気ベアリングを使用し、トルク発生器 (torquers) によ
って作動される。衛星のプラットフォームには、推進シ
ステム、太陽発電器、センサ、内蔵コンピュータ、通信
システム（例えば、地上との通信）、熱制御装置、その
他計測機械器具等が含まれている。絶対姿勢はスターセ
ンサによって測定される。望遠鏡の相対姿勢は光学エン
コーダによって測定され、スターセンサからの情報を用
いて、絶対姿勢に変換される。人工衛星とそのペイロー
ドの特性は以下の通りである。

【００４５】人工衛星： 質量 (kg) 7000 慣性 (kg/m２) Ix = 7000、Iy = 9000、Iz = 9000スペース望遠鏡 質量 (kg) 800 慣性 (kg/m２) Ix = 225、Iy = 675、Iz = 675 長さ (m) 3 直径 (m) 1.5 ５秒間に５０°方位を変えるために、システムは150Nm
のロールコマンドトルクと、80Nmのピッチコマンドトル
クが必要である。二つの軸にはモータが取り付けられて
おり、このモータは前述のように、その分解能を上げる
ために二重巻線を備えている。モーメント制御ジャイロ
スコープシステムは、少なくとも250Nmsの最大トルクエ
ンベロープを持っていなければならない。このシステム
はハネウエル社のモーメント制御ジャイロスコープM225
を使用して構成できる。適当に余分を含めて、６基のジ
ャイロスコープによって構成したが、最低４基は必要で
ある。これらのモーメント制御ジャイロスコープを頂角
４５°の所謂“ピラミッド”形のスペースフレームに組
み込んだ。

【００４６】全体としてスペースフレームの改良された
安定性を保証するには、一般にプラットフォームは操作
しないことは好ましい。特殊な用例に対しては、プラッ
トフォームとペイロードとを同時に操作、そして／又は
ペイロードの方位操作を考慮しても良いかも知れない。
スペースプラットフォームの設定点及びペイロードの設
定点は絶対条件で表現するのが好ましい。

【００４７】機械装置を各ペイロードに関して１軸、２
軸、３軸、又は多軸で構成することが可能であることが
実現される。ペイロードを単一回転軸を中心に移動させ
るための制御システムは簡単である。補正すべきトルク
は常に同じ軸に沿っており、そして合成トルクを計算す
るオペレータはトルクだけを転送する（基準フレームの
変化とは別に）。

【００４８】二つの回転軸の場合、それらが直交２軸で
あれば、モータのコマンドトルクは常に対をなすが、軌
道プラットフォームの基準フレームに関して可動である
から、トルクの方向をスペースプラットフォームの基準
フレームに関して“合成トルク”オペレータによって再
計算しなければならない。この計算は軸の位置をパラメ
ータとする基準フレームの変化を用いて行われる。

【００４９】三つの回転軸の場合、これらの軸の回転は
ペイロードアクチュエーターのコマンドトルク間の結合
になる。それ故、前と同様に合成トルクオペレータを使
用して、軌道プラットフォームの基準フレームに関して
これらのトルクを表現し、合計することによってそれら
の結果を演繹することが必要である。相互に可動な複数
の成分要素からなるペイロードに対しては４軸以上の回
転軸を使用することが可能である。３軸に関して方向付
けることができるペイロードに対しては、ペイロードの
機敏性を向上するために４軸以上の回転軸を持つ機械装
置を用意するのが有利である。こうした使い方をする際
にはペイロード制御は更に複雑になる。その時は、例え
ばエネルギー消費を最小にして、アクチュエーターの制
御を最適化する。疑似逆 Moore-Penrose 形式の方法を
使用することができる。

【００５０】本発明の重要な変形例は、スペースプラッ
トフォームとペイロードとの間の中間プラットフォーム
にモーメント制御ジャイロスコープシステムを搭載した
ことにある点は理解されよう。前例のように、ペイロー
ドはモーメント制御ジャイロスコープを支持する構体上
に載置される。モーメント制御ジャイロスコープを支持
する中間プラットフォームは、ロール軸と称する軸を備
えたピボットカプリングによってスペースプラットフォ
ームにリンクされる。この時、モーメント制御ジャイロ
スコープシステムは、スペースプラットフォームの姿勢
制御が必要であれば、偏揺れ及び縦揺れ軸だけの制御を
確実にこなすことができる。モーメント制御ジャイロス
コーププラットフォームは、直接ロール軸を中心とした
ペイロードの回転を作動させることができるが、前に定
義したパワー比率が与えられたとしても、この回転性能
は非常に高いものとは言えない。この差は別として、回
転機械装置は本発明の基本形態について述べたものと同
一である。種々の成分要素の役割を見ながら、モーメン
ト制御ジャイロスコープを支持する中間プラットフォー
ム上にシステムセンサを位置決めするのがよい。モーメ
ント制御ジャイロスコープ中間プラットフォームと、ス
ペースプラットフォームとの相対位置は相対センサ、例
えば時間軸エンコーダ、光学エンコーダ、リゾルバ、速
度計用発電器、加速時計等によって測定しなければなら
ない。スペースプラットフォームとジャイロスコープ中
間プラットフォームとの間のピボットカプリングは、前
に機械装置のカプリングについて述べたように、それぞ
れ特徴、有利な点、不利な点は持ってはいるが、ボール
／ロールベアリング、又は磁気ベアリングを使用するこ
とができる。

【００５１】このため、二つの主要なシステム形態が考
えられる： − その一つは、スペースプラットフォームが３軸につ
いて安定している形態である。この場合、ロール軸に姿
勢制御アクチュエーターを追加する必要がある。即ち、
スペースプラットフォームとモーメント制御ジャイロス
コープを支持する中間プラットフォームとの間のピボッ
トカプリングに載置される運動量を交換するアクチュエ
ーター、物体を押し出すアクチュエーター、又は電動ア
クチュエーターを追加する。この形態は非常に特殊な用
例以外には、実際には有利性に乏しい。

【００５２】− 他の一つは、スペースプラットフォー
ムをスピンによって安定化させる形態である。この時、
軌道プラットフォームのロール制御は回転速度を維持す
ることだけに対応する。これには、物体を押し出す（化
学推進、電気又はプラズマ推進）アクチュエーターを使
用することができる。上記のシステムは、必ずしもスペ
ースプラットフォームの姿勢及び軌道制御を提供するも
のではなく、またスペースプラットフォームはより大き
いスペースサブシステム又はシステム、例えば軌道宇宙
ステーションに上記システムを簡単に搭載することがで
きる。上記二つのシステム形態は、以下のように実行が
可能である。

【００５３】ペイロード制御システムは、モーメント制
御ジャイロスコープシステムを開いたループで制御す
る。これは最も簡単であるが、最も精度の低いシステム
である。この場合、ペイロードは絶対姿勢センサを備え
るか、又は他のセンサ、例えば軌道宇宙ステーションか
ら絶対姿勢情報を得るかしなければならない。ペイロー
ドの姿勢制御システムは、前述の通り、それが接続され
ているスペースシステムが行った操作を入力として受け
る。

【００５４】それにも拘わらず、前述の形態を持つシス
テムをより大型のスペースシステム、例えば宇宙ステー
ションに直接組み込むことを考慮することができる。こ
の時スペースプラットフォームの姿勢設定点は、大型ス
ペースシステムの姿勢設定点である。例えば、軌道宇宙
ステーションのような大型スペースシステムは、非常に
柔軟な面を備えている。従って、このシステムは伝達し
てくる力を制限し、ペイロードの安定性を向上させるこ
とができる。

【００５５】上記説明は単に例を用いて本発明を説明し
たものであって、この例によって本発明が限定されるも
のではないことは言うまでもない。また、本発明の範囲
を逸脱することなく、本発明の種々の変形が当業者によ
って提案され得ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】スペースプラットフォームとペイロードを含む
完全システムの制御ループの概略を示すブロック図であ
り、この図は複数のペイロードにも拡大適用可能であ
る。

【図２】１軸機械装置（同軸形態）の原理を示す概略構
成図である。

【図３】１軸機械装置（交差形態）の原理を示す概略構
成図である。

【図４】２軸機械装置の動作原理を示す概略構成図であ
る。

【図５】３軸機械装置の動作原理を示す概略構成図であ
る。

【図６】星観察用移動望遠鏡の動作原理を示す概略構成
図である。

【図７】１軸モーメント制御ジャイロスコープの動作原
理を示す概略構成図である。

【図８】中間プラットフォームにモーメント制御ジャイ
ロスコープを載置したシステムの動作原理を示す概略構
成図である。

【図９】スピン安定化した人工衛星に対する制御ループ
の概略を示すブロック図である。

【図１０】軌道又は姿勢制御とのリンクを持たないシス
テムに対する制御ループの概略を示すブロック図であ
る。

【図１１】ペイロードの運動エンベロープを示した図で
ある。

【符号の説明】

２…スペースプラットフォームの姿勢制御システム(AC
S.SC) ３…モーメント制御ジャイロスコープシステム(MCGS) ７…ペイロード姿勢制御システム(ACS.PL) ８…モータ制御システム(MCS) ２４，３３…モーメント制御ジャイロスコープ ２５，３１，５２…ぺイロード ２６，４０，５８…回転モータ ２７，３７，４３，４９，５４，５６…ピボットカプリ
ング ２８…ペイロードの慣性中心 ２９…サスペンション ３０…スペースプラットフォーム ３４…エラストマーブロック ３６…アーマチャー ４１…モーメンタムホイール ４２…ジンバル ４４…スピン軸 ４７…モーメンタム ４８…構造体 ５０…軌道プラットフォーム ５１…中間プラットフォーム ５３…センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン ロカボイ フランス国，06300 ニース，アベニイ ウルバン ボシオ，２ “ル パノラミッ ク"

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 宇宙船のプラットフォームに積載したペ
   イロードの方位を制御する方法であって、 前記ペイロードは、少なくとも一つの操作軸を有する電
   動操作装置によって前記プラットフォームに連結され、 前記プラットフォームの一部には、前記電動操作装置の
   操作軸に平行な軸周りに少なくともトルクを発生するモ
   ーメント制御ジャイロスコープシステムが設けられ、そ
   して前記操作軸を中心にしたペイロードの傾斜が必要と
   なる毎に、 前記電動操作装置がペイロードに対し、前記必要な傾斜
   を生じさせる傾斜トルクを掛けられるようにする操作信
   号を決定し、 この操作信号を前記電動操作装置に与えた時のプラット
   フォームに掛かる反作用トルクを予知し、 予知した反作用トルクに抗する補正トルクを前記モーメ
   ント制御ジャイロスコープシステムからプラットフォー
   ムに掛けられるようにする補正信号を決定し、 前記電動操作装置に前記操作信号を掛けると同時に、前
   記モーメント制御ジャイロスコープシステムに前記補正
   信号を掛けることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記電動操作装置は少なくとも二つの直
   交する操作軸を有している請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 モーメント制御ジャイロスコープシステ
   ムを備えた前記プラットフォームの一部は前記電動操作
   装置と前記プラットフォームの他の部分との間に配置さ
   れる請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記モーメント制御ジャイロスコープシ
   ステムを備えた部分と、前記プラットフォームの他の部
   分との間に調節手段が配置される請求項３に記載の方
   法。
5. 【請求項５】 前記モーメント制御ジャイロスコープシ
   ステムを備えた部分は、前記プラットフォームの他の部
   分に固定的に連結される請求項３に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記プラットフォームの他の部分は、モ
   ーメント制御ジャイロスコープシステムを含む姿勢及び
   軌道制御作動システムを備えた姿勢及び軌道制御システ
   ムを備えている請求項４又は５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記プラットフォームの他の部分は、一
   つの回転軸を有するカプリングによって主プラットフォ
   ームにリンクしていることを特徴とする請求項１〜６の
   何れか一つに記載の方法。
8. 【請求項８】 前記プラットフォームは前記カプリング
   の回転軸と一致するスピン軸を中心とするスピンにより
   安定化されている請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 ペイロードには、姿勢測定用信号を発生
   する姿勢センサが設けられ、補正信号は反作用トルク並
   びにこれら姿勢測定信号から発生される請求項１〜８の
   何れか一つに記載の方法。
10. 【請求項１０】 宇宙船であって、 スペースプラットフォームと、 このスペースプラットフォームに積載された移動性ペイ
    ロードと、 少なくとも一つの操作軸を有する電動操作装置を含み、
    前記ペイロードを前記プラットフォームに接続するカプ
    リングと、 前記プラットフォームの一部に取り付けられ、少なくと
    も前記操作軸に平行な軸を持つトルクを発生するモーメ
    ント制御ジャイロスコープシステムと、 前記プラットフォームに対して前記ペイロードを傾斜さ
    せる傾斜制御手段とを含み、この傾斜制御手段は、 前記電動操作装置がペイロードに対し、前記必要な傾斜
    を生じさせる傾斜トルクを掛けられるようにする操作信
    号を決定する手段と、 この操作信号を前記電動操作装置に与えた時のプラット
    フォームに掛かる反作用トルクを予知する手段と、 予知した反作用トルクに抗する補正トルクを前記モーメ
    ント制御ジャイロスコープシステムからプラットフォー
    ムに掛けられるようにする補正信号を決定する手段と、
    そして前記電動操作装置に前記操作信号を掛けると同時
    に、前記モーメント制御ジャイロスコープシステムに前
    記補正信号を掛ける手段を含むことを特徴とする宇宙
    船。
11. 【請求項１１】 前記電動操作装置は少なくとも二つの
    直交する操作軸を有している請求項１０に記載の宇宙
    船。
12. 【請求項１２】 モーメント制御ジャイロスコープシス
    テムを備えた前記プラットフォームの一部は前記電動操
    作装置と前記プラットフォームの他の部分との間に配置
    される請求項１０又は１１に記載の宇宙船。
13. 【請求項１３】 前記モーメント制御ジャイロスコープ
    システムを備えた部分と、前記プラットフォームの他の
    部分との間に調節手段が配置される請求項１２に記載の
    宇宙船。
14. 【請求項１４】 前記モーメント制御ジャイロスコープ
    システムを備えた部分は、前記プラットフォームの他の
    部分に固定的に連結されていることを特徴とする請求項
    １２に記載の宇宙船。
15. 【請求項１５】 前記プラットフォームの他の部分は、
    モーメント制御ジャイロスコープシステムを含む姿勢及
    び軌道制御作動システムを備えた姿勢及び軌道制御シス
    テムを備えている請求項１３又は１４に記載の宇宙船。
16. 【請求項１６】 前記プラットフォームの他の部分は、
    一つの回転軸を有するカプリングによって主プラットフ
    ォームにリンクしている請求項１０〜１５の何れか一つ
    に記載の宇宙船。
17. 【請求項１７】 前記プラットフォームは前記カプリン
    グの回転軸と一致するスピン軸を中心とするスピンによ
    り安定化されている請求項１６に記載の宇宙船。
18. 【請求項１８】 ぺイロードには、姿勢測定用信号を発
    生する姿勢センサ設けられ、補正信号決定手段はは反作
    用トルクとこれら姿勢測定信号を示す信号を受信する請
    求項１０〜１７の何れか一つに記載の宇宙船。