專利名稱：包括形成一空間運(yùn)載飛行器的一空間母探測(cè)器和多個(gè)空間子探測(cè)器的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括形成一空間運(yùn)載飛行器的一空間母探測(cè)器和多個(gè)空間子探測(cè)器；并且涉及這些子空間探測(cè)器在形成空間運(yùn)載飛行器的空間母探測(cè)器上的組裝。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是空間領(lǐng)域和特別是包括需要從單個(gè)的空間運(yùn)載飛行器投放的多個(gè)探測(cè)器的空間任務(wù)。從單個(gè)的運(yùn)載器投放多個(gè)衛(wèi)星的問(wèn)題是已知的和特別是文獻(xiàn)US 5152482、US 5605308、US 5199672、US 5271582涉及這樣的組裝運(yùn)載器配有圍繞運(yùn)載器的縱向軸線分布的衛(wèi)星群。適于多個(gè)衛(wèi)星的快速投放的這些組裝并不適于空間探測(cè)器的投放，這是由于運(yùn)載飛行器需要在方向上和圍繞縱向軸線的成角度轉(zhuǎn)動(dòng)(rotation angulaire)上進(jìn)行較大的軌道修正，以投放這類探測(cè)器。文獻(xiàn)US 5350137就其本身而言簡(jiǎn)化了衛(wèi)星在運(yùn)載器上的組裝，這是由于設(shè)置這樣的衛(wèi)星衛(wèi)星包括呈拋物體形狀的結(jié)構(gòu)，支撐輔助設(shè)備，衛(wèi)星的呈拋物體的結(jié)構(gòu)允許在可分離的罩蓋下沿著運(yùn)載器的縱向軸線將衛(wèi)星一個(gè)在另一之上堆疊。文獻(xiàn)US 5765784就其本身而言描述了一種空間運(yùn)載飛行器，子探測(cè)器群掛接在該空間運(yùn)載飛行器上。子探測(cè)器或降落模塊圍繞運(yùn)載飛行器就位和因此具有相對(duì)分離的不同方向，這使得在投放時(shí)系統(tǒng)的對(duì)稱性發(fā)生變化。在此情形下，需要在每次分離前修正空間運(yùn)載飛行器的姿勢(shì)，以正確地定向每個(gè)下降模塊。此外，這類構(gòu)型在運(yùn)載飛行器處需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和運(yùn)載飛行器/探測(cè)器整體的直徑較大。此外，隨著投放的進(jìn)行，系統(tǒng)的對(duì)稱性的變化使得過(guò)程復(fù)雜并增加所需的碳?xì)淙剂系臄?shù)量和運(yùn)載器的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)特別是在以合適的姿勢(shì)星際航行后，允許空間飛行器或母探測(cè)器的多個(gè)下降模塊分離，同時(shí)最小化對(duì)于在連續(xù)的兩次分離之間的空間飛行器要完成的操作，和對(duì)于連續(xù)的兩次任務(wù)或在出現(xiàn)配置變化時(shí)，最小化重新設(shè)計(jì)工作。在此范圍內(nèi)，由母探測(cè)器形成的空間飛行器本身是適于星際間航行、沿著其空間路線與地球通信數(shù)據(jù)和如有需要在空間航行時(shí)調(diào)節(jié)子探測(cè)器的溫度和存儲(chǔ)參數(shù)的一種探測(cè)器。更為確切地說(shuō)，本發(fā)明設(shè)置一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括形成一空間運(yùn)載飛行器的一母探測(cè)器和多個(gè)子探測(cè)器，子探測(cè)器沿著母探測(cè)器的縱向軸線對(duì)齊，其特征在于，子探測(cè)器在母探測(cè)器上的固定通過(guò)多個(gè)探測(cè)器支撐環(huán)形段部實(shí)施，每個(gè)段部配有用于固定一子探測(cè)器的一環(huán)箍。母探測(cè)器是這樣一種空間探測(cè)器其適于從一天體移動(dòng)到另一天體和適于運(yùn)送子探測(cè)器。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施方式，至少某些探測(cè)器支撐環(huán)形段部包括用于保護(hù)子探測(cè)器的一外圓柱形罩蓋元件。該構(gòu)型此外方便子探測(cè)器的熱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。優(yōu)選地，所述至少一圓柱形罩蓋元件相對(duì)于承載該元件的段部的環(huán)箍定向，以保護(hù)一前子探測(cè)器，環(huán)箍被定向以保證一后子探測(cè)器的固定。更為特別地，至少一中間探測(cè)器支撐環(huán)形段部在后子探測(cè)器側(cè)包括圓柱形罩蓋元件的用于固定一后環(huán)形段部的延伸部分。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)此外可是如第一環(huán)形段部固定在空間運(yùn)載飛行器上和包括用于固定第二探測(cè)器支撐環(huán)形段部的圓柱形罩蓋元件的一環(huán)形凸緣。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，最后的環(huán)形段部使得其所支撐的子探測(cè)器是可見(jiàn)的。環(huán)箍有利地為大體截錐形，子探測(cè)器的固定在環(huán)箍的一環(huán)形內(nèi)邊部處保證。在此情形下，子探測(cè)器優(yōu)選地包括疊置于環(huán)箍中的一錐形后罩殼。有利地，子探測(cè)器被布置在運(yùn)載飛行器的前面。根據(jù)本發(fā)明，子探測(cè)器的相繼投放通過(guò)借助位于環(huán)箍和子探測(cè)器之間的界面處的推力裝置向前彈出子探測(cè)器進(jìn)行。至少一子探測(cè)器的投放跟隨有其支撐環(huán)形段部的投放。根據(jù)本發(fā)明的一特別方面，至少某些環(huán)形段部承載子探測(cè)器的熱控制散熱器。


通過(guò)閱讀以下本發(fā)明的一非限定性實(shí)施例的描述并參考附圖，將更好地理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中-圖1是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的示意性剖切透視圖；-圖2是圖1的系統(tǒng)的分解圖；-圖3A是示出在第一次投放前的圖1的系統(tǒng)的透視圖；-圖;3B是在第一次投放中的圖1的系統(tǒng)的視圖；-圖4A是在第一次中間結(jié)構(gòu)投放中的圖1的系統(tǒng)的視圖；-圖4B是用于第二次投放而已定位的圖1的系統(tǒng)的視圖；-圖4C在第二次投放中的圖1的系統(tǒng)的視圖；-圖5A是在第二次中間結(jié)構(gòu)投放中的圖1的系統(tǒng)的視圖；-圖5B是用于第三次投放而已定位的圖1的系統(tǒng)的視圖；-圖5C是在第三次投放時(shí)的圖1的系統(tǒng)的視圖；-圖6是圖1的系統(tǒng)沿縱向剖切的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明既適用于例如這種空間任務(wù)如一空間探測(cè)器的一空間運(yùn)載模塊將多個(gè)降落模塊向待研究的星體運(yùn)送；也適用于這樣的空間任務(wù)運(yùn)送圍繞一天體按軌道飛行的多個(gè)子探測(cè)器。這類探測(cè)器與簡(jiǎn)單的運(yùn)載器是不可相比較的，所述運(yùn)載器的作用在于將一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星置于軌道并且其運(yùn)行時(shí)間被限定為在發(fā)射后幾分鐘、至多幾小時(shí)。圖1和圖2從整體上示出本發(fā)明的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括一空間運(yùn)載飛行器1，空間運(yùn)載飛行器由一母空間探測(cè)器組成，母空間探測(cè)器配有太陽(yáng)能電池板11，電子導(dǎo)向、通信系統(tǒng)，適于在空間航行的月或年內(nèi)保持探測(cè)器運(yùn)行的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為了進(jìn)行控制，母探測(cè)器此外配有姿勢(shì)和推進(jìn)調(diào)節(jié)噴口 12。在母探測(cè)器上布置有多個(gè)子探測(cè)器h、2b、2c，根據(jù)本發(fā)明，這些子探測(cè)器沿著組成運(yùn)載飛行器的母探測(cè)器的縱向軸線A對(duì)齊。從使得安裝緊湊和簡(jiǎn)單的角度，子探測(cè)器在由母探測(cè)器形成的運(yùn)載飛行器上的固定通過(guò)探測(cè)器的多個(gè)支撐環(huán)形段部fe、5b、5c實(shí)施，每個(gè)段部配有用于固定一探測(cè)器的一環(huán)箱 3a、3b、3c。本發(fā)明的系統(tǒng)因此被設(shè)計(jì)以使得整體的重心接近不同探測(cè)器的對(duì)齊軸線，這在連續(xù)地投放探測(cè)器時(shí)，減小對(duì)整體的姿勢(shì)干擾。此外，即便在探測(cè)器的質(zhì)量不同的情形中，整體仍易于平衡。需要推進(jìn)一探測(cè)器的理論等級(jí)速度大約為11. 5km/s，這比提供給一衛(wèi)星的速度大很多。對(duì)于衛(wèi)星和地球的例如400km的低軌道，速度大約為7. 5km/s。由于能量根據(jù)平方的速度變化，就質(zhì)量而言，一探測(cè)器相對(duì)于一衛(wèi)星是更為敏感的。圖2示出沿著軸線A分解的系統(tǒng)，可以看見(jiàn)，子探測(cè)器對(duì)齊堆疊，從在運(yùn)載飛行器 1側(cè)的一前子探測(cè)器向遠(yuǎn)離運(yùn)載飛行器的一后子探測(cè)器開(kāi)始。按照習(xí)慣將在投放子探測(cè)器時(shí)位于軌道前面的部分稱為運(yùn)載飛行器的前部。本發(fā)明的原理因此在于將包括子探測(cè)器和環(huán)形段部的基礎(chǔ)模塊沿著由母探測(cè)器組成的運(yùn)載飛行器的軸線堆疊。子探測(cè)器可以特別是用于置位在待觀察的星體上的下降模塊，而母探測(cè)器將保持在圍繞所述星體的軌道上。子探測(cè)器布置在運(yùn)載飛行器1前面并且在準(zhǔn)固定的方向上一個(gè)在另一個(gè)之后地相繼地投放，在探測(cè)器或前一模塊分離前，承載結(jié)構(gòu)和后一探測(cè)器進(jìn)行中間分離。飛行器的前面相對(duì)于飛行器的定向在子探測(cè)器的投放階段被限定。圖3A到圖5C示出全部子探測(cè)器從組成運(yùn)載模塊的母探測(cè)器的相繼分離序列。本發(fā)明允許設(shè)計(jì)這樣一種相繼分離序列運(yùn)載飛行器的姿勢(shì)變化最小，這減少用于操縱分離序列對(duì)推進(jìn)劑的需求。特別地，在對(duì)應(yīng)投放探測(cè)器的階段時(shí)所瞄準(zhǔn)的定向仍舊是接近的和需要較少修正空間運(yùn)載飛行器的軌道。圖3A對(duì)應(yīng)系統(tǒng)相對(duì)于允許投放第一探測(cè)器的軌道T的定位。通過(guò)噴口 12，將系統(tǒng)圍繞其重心相對(duì)于軌道T進(jìn)行定向，以使得在推進(jìn)投放探測(cè)器時(shí)，探測(cè)器以期望的姿勢(shì)置位在期望的軌道上，例如用于進(jìn)入天體的大氣中的一軌道，探測(cè)器應(yīng)置位在該天體上。在投放探測(cè)器2c的構(gòu)型中，探測(cè)器的對(duì)稱軸線A與軌道所成的角度通過(guò)值α 1標(biāo)記。圖;3Β示出在投放探測(cè)器2c時(shí)的系統(tǒng)。該探測(cè)器一旦被投放，系統(tǒng)繼續(xù)其路線和準(zhǔn)備投放第二探測(cè)器。為此，在圖4A上，包括用于固定第一探測(cè)器的環(huán)箍3c的段部5c被投放以顯示出第二探測(cè)器沘。在圖4B上，飛行器執(zhí)行必要的姿勢(shì)修正，以能夠根據(jù)所選擇的軌道投放第二探測(cè)器，在探測(cè)器的軸線A和軌道T之間的角度標(biāo)記為α 2和在圖4C上進(jìn)行第二探測(cè)器的投放。根據(jù)圖5Α，包括用于固定第二探測(cè)器的環(huán)箍的段部恥被投放以顯示出第三探測(cè)
器2a0在如在圖5B上所示，模塊相對(duì)于其軌道的可能的重新對(duì)齊后，第三探測(cè)器如在圖 5C上所示進(jìn)行投放。由于本發(fā)明的原理，需要非常少的操作來(lái)將子探測(cè)器投放在期望給予它們的軌道上，模塊相對(duì)于其自身軌道在俯仰方面的瞄準(zhǔn)實(shí)際上是唯一要實(shí)施的操作，以將多個(gè)探測(cè)器布置在一天體上。此外，本發(fā)明的系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)對(duì)稱構(gòu)型——由此所有探測(cè)器位于單根軸線上——根據(jù)在地球/天體間航行時(shí)的熱控制限制簡(jiǎn)化對(duì)整體姿勢(shì)的管理。如在圖示上所示和特別是在圖2上所示，探測(cè)器的至少某些支撐環(huán)形段部包括用于保護(hù)探測(cè)器的一外圓柱形罩蓋元件^、4b。這些圓柱形罩蓋元件4a、4b相對(duì)于承載這些元件的段部的環(huán)箍;3b、3c被定向，以保護(hù)一后探測(cè)器加、2b，環(huán)箍被定向以保證一后探測(cè)器2b、2c的固定。圓柱形罩蓋元件屏蔽和減弱太陽(yáng)輻射。這保護(hù)位于罩蓋內(nèi)部的探測(cè)器并降低了它們?cè)跓峥刂品矫娴男枰Ｏ喾吹馗鶕?jù)示例，一最后的環(huán)形段部5c使得其所支撐的探測(cè)器是可見(jiàn)的，如有需要該探測(cè)器可通過(guò)一特定罩蓋或常見(jiàn)的多層隔離進(jìn)行保護(hù)。因此，根據(jù)示例，除了最遠(yuǎn)離模塊的探測(cè)器之外，探測(cè)器位于一結(jié)構(gòu)內(nèi)部且不直接面對(duì)太空。因此，散熱環(huán)境更好地得到控制并且它們單獨(dú)的熱控制得到簡(jiǎn)化。這種熱控制可以特別地在航行期間依靠母探測(cè)器，子探測(cè)保持不工作直到投放它們。為此，配有太陽(yáng)能電池板的母探測(cè)器可包括這樣的部件所述部件適于保證至少某些子探測(cè)器的熱控制和此外包括對(duì)子探測(cè)器的電池進(jìn)行充電和保持充電的部件。對(duì)于由罩蓋保護(hù)的探測(cè)器，如果熱控制需要安裝散熱器10，散熱器可布置在結(jié)構(gòu)上，例如布置在圓柱形罩蓋的外壁上，如在圖3A的罩蓋恥上所示，并因此不干涉探測(cè)器進(jìn)入大氣的熱保護(hù)。除了罩蓋，至少一中間探測(cè)器支撐環(huán)形段部在后探測(cè)器側(cè)包括用于固定后環(huán)形段部的圓柱形罩蓋元件的延伸部分6。該延伸部分6允許使得后一罩蓋與前一段部的接合區(qū)域與環(huán)箍遠(yuǎn)離，以使得在投放段部時(shí)，沒(méi)有損壞前一段部的環(huán)箍的風(fēng)險(xiǎn)。相同地，為了組成在模塊1和探測(cè)器的第二支撐環(huán)形段部的第一罩蓋如之間的接合處，第一環(huán)形段部固定在空間運(yùn)載飛行器上和包括用于固定該圓柱形罩蓋元件如的一環(huán)形凸緣7。環(huán)箍3a、3b、3c為大體截錐形，探測(cè)器的固定在環(huán)箍的一環(huán)形內(nèi)邊部處保證，根據(jù)示例探測(cè)器包括疊置于環(huán)箍中一錐形后側(cè)罩殼8。剖視圖6允許良好地看見(jiàn)系統(tǒng)的緊湊性， 根據(jù)探測(cè)器的護(hù)罩13的形狀，環(huán)箍北和3c對(duì)于系統(tǒng)的緊湊性是特別適合的。在該圖示上還示意性示出在位于環(huán)箍和探測(cè)器之間的界面處的推力裝置14，用于彈出探測(cè)器；和推力裝置9，用于投放承載罩蓋的段部。本發(fā)明的系統(tǒng)適于子探測(cè)器由母探測(cè)器承載的長(zhǎng)期航行。
權(quán)利要求
1.系統(tǒng)，其包括形成一空間運(yùn)載飛行器(1)的一母探測(cè)器和多個(gè)子探測(cè)器( ，2b， 2c)，所述子探測(cè)器沿著所述母探測(cè)器的縱向軸線(A)對(duì)齊，其特征在于，所述子探測(cè)器在所述母探測(cè)器上的固定通過(guò)多個(gè)探測(cè)器支撐環(huán)形段部 (5a, 5b, 5c)實(shí)施，每個(gè)探測(cè)器支撐環(huán)形段部配有用于固定一子探測(cè)器的一環(huán)箍(3a，3b， 3c) ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少某些探測(cè)器支撐環(huán)形段部包括用于保護(hù)所述子探測(cè)器的一外圓柱形罩蓋元件Ga，4b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一圓柱形罩蓋元件Ga)相對(duì)于承載該圓柱形罩蓋元件的段部(5b)的環(huán)箍(3b)定向以保護(hù)一前子探測(cè)器(加)，所述環(huán)箍被定向以保證一后子探測(cè)器Ob)的固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一中間探測(cè)器支撐環(huán)形段部在所述后子探測(cè)器側(cè)包括所述圓柱形罩蓋元件的用于固定后環(huán)形段部的延伸部分(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一環(huán)形段部固定到所述空間運(yùn)載飛行器上并且包括用于固定第二探測(cè)器支撐環(huán)形段部的圓柱形罩蓋元件的一環(huán)形凸緣(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，最后的環(huán)形段部(5c)使得其所支撐的子探測(cè)器是可見(jiàn)的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)箍(3a，;3b，3C)為大體截錐形，所述子探測(cè)器的固定在所述環(huán)箍的一內(nèi)環(huán)形邊部處保證。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述子探測(cè)器包括疊置于所述環(huán)箍中的一錐形后罩殼(8)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述子探測(cè)器被布置在所述空間運(yùn)載飛行器(1)的前面。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述子探測(cè)器的相繼投放通過(guò)借助位于所述環(huán)箍和所述子探測(cè)器之間的界面處的推力裝置(14)向前彈出所述子探測(cè)器進(jìn)行。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一子探測(cè)器的投放跟隨有其支撐環(huán)形段部的投放。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少某些環(huán)形段部承載所述子探測(cè)器的熱控制散熱器(10)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述母探測(cè)器包括適于保證至少某些子探測(cè)器的熱控制的部件。
全文摘要
本發(fā)明的目標(biāo)是這樣一種系統(tǒng)所述系統(tǒng)包括形成一空間運(yùn)載飛行器(1)的一母探測(cè)器和多個(gè)子探測(cè)器(2a，2b，2c)，子探測(cè)器沿著母探測(cè)器的縱向軸線(A)對(duì)齊，子探測(cè)器在母探測(cè)器上的固定通過(guò)多個(gè)探測(cè)器支撐環(huán)形段部(5a，5b，5c)實(shí)施，每個(gè)段部配有用于固定一子探測(cè)器的一環(huán)箍(3a，3b，3c)。
文檔編號(hào)B64G1/64GK102574586SQ201080028696
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者C·巴朗布瓦, R·A·萊內(nèi), X·塞貝利 申請(qǐng)人:阿斯特里姆簡(jiǎn)易股份公司