[发明专利]紧凑的稳定化的指向系统

说明书

本发明的优选应用领域涉及用于稳定小卫星(例如所谓的纳米卫星)中指向平台的定向的技术。事实上，针对低成本空间应用使用纳米卫星，要求它们具有适合于支持大量可能的新应用的性能，具体而言，要求它们即使在功率资源不足的情况下也能够确保足够的电信容量。因此，非常精确的指向系统的可用性对于使通信尽可能高效是非常重要的。此外，还应该指出的是，纳米卫星平台也非常不稳定，因此这种指向在获得时必须被持续地稳定化。最后，指向和稳定机构必须是轻便和紧凑的，以满足空间应用的(但也可能存在于其他应用领域的)其他典型限制(准确地说，重量和尺寸)。本发明中规定的机构提供可调节的支撑平台，该支撑平台通过具有两个或三个自由度的联接件在其一个点上被约束到卫星平台(或者一般地说是不稳定的平台)。这种可定向平台的定向和稳定然后受到其他约束的控制，这些约束存在于具有可控长度的可伸展腿中。该机构作为整体为稳定化的指向的问题提供了令人满意的解决方案，并同时允许显著减小重量和整体尺寸。

说明书

本发明的优选应用领域涉及小卫星(例如所谓的纳米卫星)中指向平台的定向的稳定化。

从下面的描述中可以明显看出，将纳米卫星用于低成本空间应用需要这些纳米卫星具有足够的性能来支持新的可能的应用；例如，可能需要高于当前可用电信容量的电信容量，并且从这个角度来看，为这些纳米卫星提供稳定化的平台可能是特别有用的，该稳定化的平台允许电信终端的外壳能够在光学波段载波上操作，并且这样的终端将需要精确的指向才能起作用。

尽管在上述引用的空间应用中对稳定化的平台的需求是非常实际的，并且具有非常苛刻的要求，但是明显的是，在下文中提出的技术也可以在存在相同需求的其他环境中得以应用：即，具有即使安装在不稳定的支撑系统中也能够以给定精度保持稳定化定向的紧凑且轻便的平台的通用要求。

基于传统卫星的项目的特点是发射成本高，且执行每个任务似乎都需要很长时间。这些特性对传统卫星的传播及其在具有高商业风险的创新应用中的使用构成了限制，因此，即使在技术方面，所述特性也阻碍了进一步的发展。

另一方面，这种阻碍基于传统卫星平台的商业空间应用的全面发展的技术-经济情景似乎鼓励使用小尺寸或非常小尺寸的卫星，例如所谓的纳米卫星。事实上，后者似乎是一种可用在许多应用中的技术解决方案，并且不受上述限制的影响。

重量在几十公斤或更少的卫星的使用是如何迅速确立的，越来越清楚：传统上，“纳米卫星”的名称是指重量低于十公斤至只有几公斤、并且采用大约几分米的尺寸的任何卫星。

如此小的尺寸和重量允许大幅度降低其发射进入轨道的成本。这个事实非常重要，因为它触发了一个良性的经济循环：实际上，更多的预期发射次数证明了允许对纳米卫星平台的模块化设计进行整合以及因此造成的进一步的成本降低的构造标准的合理性。再次，根据适当的标准建造的大量物体将允许实现增加的性能和可靠性，从而鼓励在所有允许其使用的应用中越来越多地建立纳米卫星技术。

因此，下面的描述将一般地引用安装在纳米卫星上的稳定平台的情况；但这并不排除较大卫星的情况，甚至不排除在需要能够保持稳定化的指向平台的其他环境中的安装。对纳米卫星的引用仅仅代表一种典型的应用情况，除了对于本发明的说明是有效的应用的情况之外，该典型的应用情况从技术观点来看也表示非常具有挑战性的应用。

关于纳米卫星平台的预期成功的简要概述在这里被提及，主要是为了强调技术问题的重要性，这可能对基于纳米卫星技术的应用的加速产生重大影响。

事实上，小的尺寸和重量如果一方面具有触发上述经济优化的优点，另一方面则会带来新的技术问题，因为整个机载仪表(或有效载荷)也必须被设计成特别小巧、紧凑且轻便，同时即使在资源有限的情况下也确保高性能。

具体而言，注意电信系统的性能是重要的。事实上，任何卫星都需要进行通信，不管它是为什么应用设计的。例如，拍摄地球图像的观测卫星，必须能够向控制中心以及被设计为收集气象或环境数据的任何其他卫星发送这些图像。