WO2017103297A1 - Anillo adaptador de carga útil - Google Patents

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    • B64G1/643—Interstage or payload connectors for arranging multiple satellites in a single launcher

Definitions

  • the present invention relates to a light spacecraft dispenser, especially for launching small satellites.
  • ESPA ELV secondary payload adapter
  • ELV Secondary Payload Adapter Evolved Expendable Launch Vehicle
  • CSA Engineering, Inc. which uses a metal ring concept, based on a thick monolithic aluminum alloy cylinder, with several ports, and which was first built in 2001.
  • the article "Adapter Ring for Small Satellites on Responsive Launch Vehicles” Joseph R. Maly, Vann M. Stavast, Gregory E. Sandford, Michael E. Evert, CSA Engineering, Inc.; 7th Responsive Space Conference, April 27-30 2009, Los Angeles, California), describes a modular multi-payload adapter for small launch vehicles based on the ESPA ring.
  • US 8789797 B2 refers to payload adapters that include antenna assemblies, satellite assemblies and related systems and methods ("Payload adapters including antenna assemblies, satellite assemblies and related systems and methods"). Describes a payload adapter with a ring structure that has an opening. A circular side wall extends between opposite ends of the ring structure, and the ring structure may include several payload ports.
  • EP 2407384 B1 (“Dual evolved expendable launch vehicle (EELV) secondary payload adapter (ESPA) port small satellite design”), describes an apparatus and method that provide a payload volume for larger satellites.
  • the apparatus and method include a plurality of small satellite components, a payload adapter ring, and at least one pivoting hinge system.
  • the plurality of small satellite components includes at least one payload, a bus, and / or a solar panel.
  • the small satellite components are mounted on the payload adapter ring.
  • At least one pivoting hinge system connects at least two of the small satellite components. With the deployment of small satellite components from the payload adapter ring, at least one pivoting hinge system joins at least two small satellite components, thus creating at least one single larger satellite.
  • US 8720830 B1 (“Efficient Solar Panel Wing-Stowage on a Space Launch Vehicle”), describes an adapter assembly for interconnection with a launch vehicle, comprising a structure with an adapter.
  • the adapter assembly is positioned between two separable components of a launch vehicle along a longitudinal axis of the launch vehicle to interconnect the components in a structural manner.
  • a solar panel that has a saved state and an unfolded state is interconnected with the adapter assembly. In a saved state, the solar panel can be placed inside the interior space of the adapter assembly to utilize the space inside the launch vehicle that would otherwise not be fully utilized.
  • Document US 5613653 A refers to a multi-satellite distributor for launcher, and describes a distributor located on top of a satellite launcher.
  • the launcher has an external protection surface.
  • the satellites are grouped around a central cube and placed symmetrically at angular intervals and on two levels. The satellites are held in place in the central hub by means of interface units, which have mechanical fixation / release mechanisms and electrical interfaces between the satellite and the launcher.
  • the object of the invention is to provide a light spacecraft dispenser that solves the aforementioned drawback.
  • the invention provides a light spacecraft dispenser, consisting of a ring structure with several payload ports, in which the surface of the ring structure is at least partially spherical.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a light spacecraft dispenser of the invention.
  • Fig. 2 shows a perspective view of another embodiment of a light spacecraft dispenser of the invention.
  • Fig. 3 shows a view of a main spacecraft mounted on a light spacecraft dispenser of the invention.
  • Figure 1 shows a light spacecraft dispenser 1 consisting of a ring structure with several payload ports 2.
  • the ring structure has two opposite ends, and a surface 3 extends between these two opposite ends.
  • the surface 3 of the light spacecraft dispenser 1 may be at least partially spherical. In the embodiment of Figure 1, the surface 3 of the light spacecraft dispenser 1 is completely spherical.
  • Figure 2 shows a dispenser 1 of light spaceships.
  • An adapter 5 is placed on one of the ends of the ring structure.
  • Figure 3 shows a main spacecraft 4 mounted on the light spacecraft dispenser 1 of Figure 2.
  • the adapter 5 is connected to the main spacecraft 4, and can have a conical shape.
  • Figure 3 also shows a small satellite 6, which can be coupled to its corresponding payload port 2.
  • the payload ports 2 comprise secondary supports with flanges.
  • the use of composite materials for the manufacture of the spacecraft dispenser 1 allows weight reduction.
  • an ESPA configuration with a height of 1, 05 m and 6 ports of 610 mm in diameter weighs about 168 kg.
  • the weight would be about 120 kg.
  • the dispenser 1 can provide a significant reduction in mass with respect to the existing dispensers with the ESPA ring concept. That allows a potential increase in the masses of spacecraft.

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Abstract

Dispensador (1) de naves espaciales ligeras, que consiste en una estructura de anillo con varios puertos (2) de carga útil, siendo la superficie (3) de la estructura de anillo al menos parcialmente esférica.

Description

ANILLO ADAPTADOR DE CARGA ÚTIL
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un dispensador de naves espaciales ligeras, especialmente para el lanzamiento de satélites pequeños.
Antecedentes de la invención
La demanda de lanzamientos de pequeñas naves espaciales requiere múltiples sistemas de lanzamiento eficaces, fiables y asequibles, que deben evitar los posibles riesgos para la nave espacial principal.
Actualmente hay fabricantes que ofrecen sistemas de lanzamiento llave en mano para naves espaciales pequeñas en el rango de 20 kg a 300 kg (micro y mini-satélites). Se conocen ya varios sistemas referidos a los distribuidores o dispensadores de satélites pequeños.
Hay un sistema denominado ESPA (adaptador de carga útil secundaria EELV, "EELV Se- condary Payload Adapter" en inglés; siendo EELV "Evolved Expendable Launch Vehicle"), desarrollado por CSA Engineering, Inc., que utiliza un concepto de anillo metálico, basado en un cilindro monolítico grueso de aleación de aluminio, con varios puertos, y que fue construido por primera vez en 2001 . El artículo "Adapter Ring for Small Satellites on Responsive Launch Vehicles" (Joseph R. Maly, Vann M. Stavast, Gregory E. Sandford, Michael E. Evert, CSA Engineering, Inc. ; 7th Responsive Space Conference, 27-30 de abril 2009, Los Angeles, California), describe un adaptador modular de carga útil múltiple para pequeños vehículos de lanzamiento basado en el anillo ESPA.
El documento US 8789797 B2 se refiere a adaptadores de carga útil que incluyen conjuntos de antena, conjuntos de satélite y sistemas y métodos relacionados ("Payload adapters in- cluding antenna assemblies, satellite assemblies and related systems and methods", en inglés). Describe un adaptador de carga útil con una estructura de anillo que tiene una abertura. Una pared lateral circular se extiende entre los extremos opuestos de la estructura de anillo, y la estructura de anillo puede incluir varios puertos de carga útil.
El documento EP 2407384 B1 , ("Dual evolved expendable launch vehicle (EELV) secondary payload adaptor (ESPA) port small satellite design"), describe un aparato y un método que proporcionan un volumen de carga útil para satélites más grandes. En una o más realizaciones, el aparato y el método incluyen una pluralidad de componentes de satélites pequeños, un anillo adaptador de carga útil, y al menos un sistema de bisagra pivotante. En al menos una realización, la pluralidad de componentes de satélites pequeños incluye al menos una carga útil, un bus, y / o un panel solar. Los componentes de satélites pequeños están montados sobre el anillo adaptador de carga útil. Al menos un sistema de bisagra pivotante conecta entre sí al menos dos de los componentes de satélites pequeños. Con el despliegue de los componentes de satélites pequeños desde el anillo adaptador de carga útil, al menos un sistema de bisagra pivotante une al menos dos componentes de satélites pequeños, creando así al menos un satélite único más grande.
El documento US 8720830 B1 , ("Efficient Solar Panel Wing-Stowage on a Space Launch Vehicle"), describe un conjunto adaptador para interconexión con un vehículo de lanzamiento, que comprende una estructura con un adaptador. Generalmente, el conjunto adaptador se coloca entre dos componentes separables de un vehículo de lanzamiento a lo largo de un eje longitudinal del vehículo de lanzamiento para interconectar los componentes de manera estructural. En una realización, un panel solar que tiene un estado guardado y un estado desplegado está interconectado con el conjunto adaptador. En un estado guardado, el panel solar se puede colocar dentro del espacio interior del conjunto adaptador para utilizar el espacio dentro del vehículo de lanzamiento que de otro modo no sería utilizado totalmente.
El documento US 5613653 A se refiere a un distribuidor de múltiples satélites para lanzador ("Multisatellite distributor for launcher", en inglés), y describe un distribuidor situado en la parte superior de un lanzador de satélites. El lanzador tiene una superficie de protección externa. Los satélites se agrupan en torno a un cubo central y son colocados simétricamente a intervalos angulares y en dos niveles. Los satélites se mantienen en su lugar en el cubo central por medio de unidades de interfaz, que tienen mecanismos de fijación / liberación mecánicos e interfaces eléctricas entre el satélite y el lanzador.
Aunque hay varios sistemas de lanzamiento para naves espaciales pequeñas, existe la necesidad de proporcionar dispensadores alternativos que permiten una mejor adaptación a los mecanismos estándar.
Sumario de la invención
Por lo tanto, el objeto de la invención es proporcionar un dispensador de naves espaciales ligeras que resuelva el inconveniente anteriormente mencionado.
La invención proporciona un dispensador de naves espaciales ligeras, que consiste en una estructura de anillo con varios puertos de carga útil, en el que la superficie de la estructura de anillo es al menos parcialmente esférica.
La principal ventaja de esta configuración es que el cambio de forma permite una mejor fijación de los satélites pequeños o naves espaciales que tienen que ser lanzados. Otras características y ventajas de la presente invención se deducirán partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas y no limitativas de su objeto en relación con las figuras adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un dispensador de naves espaciales ligeras de la invención.
La Fig. 2 muestra una vista en perspectiva de otra realización de un dispensador de naves espaciales ligeras de la invención.
La Fig. 3 muestra una vista de una nave espacial principal montada en un dispensador de naves espaciales ligeras de la invención.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 muestra un dispensador 1 de naves espaciales ligeras que consiste en una estructura de anillo con varios puertos 2 de carga útil. La estructura de anillo tiene dos extremos opuestos, y una superficie 3 se extiende entre estos dos extremos opuestos.
La superficie 3 del dispensador 1 de naves espaciales ligeras puede ser al menos parcialmente esférica. En la realización de la figura 1 , la superficie 3 del dispensador 1 de naves espaciales ligeras es completamente esférica.
La Figura 2 muestra un dispensador 1 de naves espaciales ligeras. Un adaptador 5 se coloca sobre uno de los extremos de la estructura de anillo.
La Figura 3 muestra una nave espacial principal 4 montada en el dispensador 1 de naves espaciales ligeras de la figura 2. En la figura 3 también puede verse que el adaptador 5 está conectado a la nave espacial principal 4, y puede tener una forma cónica. La figura 3 también muestra un pequeño satélite 6, que puede ser acoplado en su correspondiente puerto 2 de carga útil.
Según otra realización, los puertos 2 de carga útil comprenden soportes secundarios con rebordes.
El uso de materiales compuestos para la fabricación del dispensador 1 de naves espaciales permite la reducción de peso. Por ejemplo, una configuración ESPA de una altura de 1 ,05 m y 6 puertos de 610 mm de diámetro pesa unos 168 kg. Para una configuración de acuerdo con la invención (por ejemplo, utilizando epoxi / M40J) el peso sería de unos 120 kg. Mediante el uso de materiales compuestos, el dispensador 1 puede proporcionar una importante reducción de masa con respecto a los dispensadores existentes con el concepto de anillo ESPA. Eso permite un aumento potencial de las masas de las naves espaciales.
Además, el uso de técnicas de fabricación automáticas (tales como AFP, Automated Fiber Placement, en inglés) para materiales compuestos permitiría la reducción de costes.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en relación con realizaciones preferidas, es evidente que pueden introducirse modificaciones dentro de su alcance, no considerando éste como limitado por estas realizaciones, sino por el contenido de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1 . - Dispensador (1 ) de naves espaciales ligeras, que consiste en una estructura de anillo con varios puertos (2) de carga útil, caracterizado porque la superficie (3) de la estructura de anillo es al menos parcialmente esférica.
2. - Dispensador (1 ) de naves espaciales ligeras, según la reivindicación 1 , en el que la superficie (3) de la estructura de anillo es completamente esférica.
3. - Dispensador (1 ) de naves espaciales ligeras, según la reivindicación 1 o 2, en el que la estructura es una estructura de material compuesto en su totalidad.
4. - Dispensador (1 ) de naves espaciales ligeras, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los puertos (2) de carga útil comprenden soportes secundarios con rebordes.
5. - Dispensador (1 ) de naves espaciales ligeras, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un adaptador (5) sobre uno de los extremos de la estructura de anillo.
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