【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星の姿勢制御に使用されるスラスタの駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来の一般的な人工衛星の姿勢制御に使用される姿勢制御装置とガスジェットスラスタ及びガスジェットスラスタ駆動装置の使用例を模式的に示すものである。 図３において、１は人工衛星に搭載された各装置が必要とする電力を太陽光により発生する太陽電池パネル、２は太陽電池パネル１により発生した発生電力、３は太陽電池パネル１により発生した発生電力２
を安定な電圧の一次電源として搭載される各装置に供給する電源装置、４は電源装置３から各搭載装置に供給される一次電源、５は人工衛星の姿勢を正しく保つための姿勢制御装置、６は姿勢制御装置５の出力する駆動指令信号、７は姿勢制御装置５が出力する駆動指令信号６に従ってガスジェットスラスタを駆動するためのガスジェットスラスタ駆動装置、８はガスジェットスラスタ駆動装置７がガスジェットスラスタを駆動するために出力する駆動信号、９は駆動信号８により動作するガスジェットスラスタ、１０はガスジェットスラスタ９が噴射するガスの元になる燃料を蓄えるための推薬タンク、１１は推薬タンク１０に蓄えられたガスジェットスラスタ９の噴射するガスの元になる燃料である。

【０００３】図４は、上記のように構成され使用されるガスジェットスラスタ駆動装置７の従来の技術を示すガスジェットスラスタ駆動装置内部のブロック図で、図４
において、１２は一次電源４の電圧をガスジェットスラスタ９の駆動するための二次電圧に変換するためのDC/D
Cコンバータ、１３はリレーあるいはトランジスタ等で構成されて姿勢制御装置５の出力する駆動指令信号８に従ってDC/DCコンバータ１２の二次電圧をガスジェットスラスタ９に対してオンオフするためのオンオフ回路である。

【０００４】次に動作について説明する。 太陽電池パネル１は太陽光を電気に変換する太陽電池を貼り付けたパネルであり、人工衛星が必要とする全ての電力を発生させる。 太陽電池パネル１で発生された発生電力２は太陽電池パネル１に入射する太陽光の強さあるいは人工衛星に搭載された各装置の消費電力の変化に伴って電圧が変化しないように電源装置３によって安定な電圧の一次電源４として各装置に供給される。

【０００５】姿勢制御装置５は、太陽あるいは地球等の位置を観測して人工衛星の姿勢を検出しており、大気抵抗あるいは太陽風等の外乱または、人工衛星に搭載される装置の内部で発生する擾乱で人工衛星が本来の正しい姿勢から外れると元の姿勢に戻すためにガスジェットスラスタ駆動装置７に駆動指令信号６を送り、ガスジェットスラスタ駆動装置７は姿勢制御装置５からの駆動指令信号６に従ってガスジェットスラスタ９を駆動する。 ガスジェットスラスタ９は、ガスジェットスラスタ駆動装置７からの駆動信号８に従って、推薬タンク１０内の燃料１１を噴射することで人工衛星の姿勢が制御される。

【０００６】図４の従来の一般的な人工衛星のガスジェットスラスタ駆動装置７では、通常、一次電源４の電圧は太陽電池パネル１に太陽光が当たっているときには約
50Ｖから52Ｖ程度の範囲にあり、太陽電池パネル１に太陽光が当たらないときには電源装置３の内部の蓄電池により電力を供給するため約32Ｖから50Ｖ程度の範囲にある。 一方ガスジェットスラスタ９を駆動するためにはガスジェットスラスタ９のコイルに規定の駆動電流を流すことが必要でそのときの印加電圧は約24Ｖから30Ｖ程度の範囲が一般的である。

【０００７】したがってガスジェットスラスタ駆動装置７には、DC/DCコンバータ１２が具備されており一次電源４の電圧をガスジェットスラスタ９を駆動するための二次電圧に変換するために常時動作状態となっている。
このためDC/DCコンバータ１２は、人工衛星の姿勢制御の要求が無いときでも電力を消費している。

【０００８】人工衛星の姿勢が正規の位置から外れて姿勢を元の正しい姿勢に戻す場合には、姿勢制御装置５からガスジェットスラスタ９を駆動するための駆動指令信号６がガスジェットスラスタ駆動装置７のオンオフ回路１３に指示される。 オンオフ回路１３は、駆動指令信号６に基づいてDC/DCコンバータ１２の二次電圧をリレーあるいはトランジスタによるスイッチで接続、切断することでガスジェットスラスタ９に駆動信号８として出力し、ガスジェットスラスタ９が推薬タンク１０の燃料１
１を噴射する。

【０００９】ガスジェットスラスタ９が推薬タンク１０
の燃料１１を噴射するとその反動により人工衛星の姿勢が変わり人工衛星の姿勢が正しく保持される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のガスジェットスラスタ駆動装置は以上のように構成されているため、DC
/DCコンバータ１２はガスジェットスラスタ９の駆動要求の有無に係わらず、常時動作状態で待機しているためと、DC/DCコンバータ１２自身が消費する電力が損失となり電力を無駄に消費していた。 また、DC/DCコンバータ１２を搭載するためガスジェットスラスタ駆動装置の寸法形状が大きく重くなっていた。

【００１１】この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、ガスジェットスラスタ駆動装置のDC/DCコンバータを除くことにより、一次電源の使用効率を高めるとともにガスジェットスラスタ駆動装置を小さく軽くすることで人工衛星への搭載性を容易にすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明によるスラスタ駆動装置は、人工衛星の姿勢を制御する姿勢制御装置より入力されるスラスタの駆動指令信号により一次電源を上記スラスタに供給するオンオフ回路と、上記スラスタに供給される駆動電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段により検出された電流値を上記スラスタのコイルの規格電流値と比較する判定手段と、上記判定手段の比較結果により上記駆動指令信号を切断する駆動指令信号切断回路とを備えたものである。

【００１３】また、第２の発明によるスラスタ駆動装置は、上記判定手段が、上記電流検出手段で検出した電流値を上記スラスタの駆動電流上限を越えない規定値と比較し、当該電流値が規定値を越えた場合、上記駆動指令信号を切断するための判定信号を上記駆動指令信号切断回路に出力する手段を有する。

【００１４】第３の発明によるスラスタ駆動装置は、人工衛星の姿勢を制御する姿勢制御装置より入力されるスラスタの駆動指令信号により一次電源を上記スラスタに供給するオンオフ回路と、上記スラスタに供給される駆動電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段により検出された電流値を上記スラスタのコイルの規格電流値と比較し、比較結果によりオフを示す判定信号を出力する判定手段と、上記判定手段の出力信号と駆動指令信号のANDをとるAND回路とを備えたものである。

【００１５】また、第４の発明によるスラスタ駆動装置は 第３の発明において上記判定手段が上記電流検出手段で検出した電流値を上記スラスタの駆動電流上限を越えない規定値と比較し、当該電流値が規定値を越えた場合、オフを示す判定信号を出力する手段を有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】実施の形態１． 図１はこの発明の実施形態１を示すガスジェットスラスタ駆動装置のブロック図であり、図１において７はガスジェットスラスタ駆動装置、１３は姿勢制御装置５の発生する駆動指令信号６に従って一次電源４をオンオフするオンオフ回路、
１４はオンオフ回路１３の出力でガスジェットスラスタ９に流れる駆動電流８を検出する電流検出器、１５は電流検出器１４が検出した電流値を規定の値と比較してオンオフ回路１３の出力をオフするかどうか判定する判定回路、１６は判定回路１５の出力である判定信号、１７
は判定信号１６に従って駆動指令信号６を切断する駆動指令信号切断回路である。

【００１７】次に動作について説明する。 通常、一次電源４の電圧は前記の従来のガスジェットスラスタ駆動装置の説明に示したように約32Ｖから5２Ｖ程度の範囲にあるため、通常のガスジェットスラスタ９を駆動するための駆動電流を適正な値にするための電圧である24Ｖから30Ｖ程度にする必要がある。 図１で、駆動電流８が流れていない状態では駆動指令信号切断回路１７は導通状態のため姿勢制御装置５の発生する駆動指令信号６の指示に従ってオンオフ回路１３はリレー又はトランジスタ等の回路により一次電源４をオンオフする。

【００１８】オンオフ回路１３がオンになると出力である駆動信号８の電流はガスジェットスラスタ９のコイルの時定数で上昇する。 電流検出器１４はガスジェットスラスタ９に出力される駆動電流８を検出して判定回路１
５に出力する。 判定回路１５は電流検出器１４の検出した電流値をガスジェットスラスタ９の駆動電流上限を越えない規定値と比較し、越えた場合は駆動指令信号６を切断するための判定信号１６を駆動指令信号切断回路１
７に出力する。

【００１９】オンオフ回路１３は駆動指令信号６が無くなるので出力オフとするため駆動電流８がガスジェットスラスタ９のコイルの時定数で下がり出す。 電流検出器１４の出力が動作電流範囲で十分に下がると判定回路１
５は駆動指令信号６を切断するための判定信号１６を出力しなくなるため、駆動指令信号切断回路１７は再び駆動指令信号６を導通状態とし、オンオフ回路１３は再びオンになる。

【００２０】以上の動作が姿勢制御装置５が駆動指令信号６を出力されている間繰り返されることにより、ガスジェットスラスタ９には、オンオフ制御された適正な駆動電流８が供給されるためガスジェットスラスタ９は姿勢制御装置５の要求である駆動指令信号６に従って正常に動作し推薬タンク１０の燃料１１を噴射するためその反動により人工衛星の姿勢が変わり人工衛星の姿勢が正しく保持される。

【００２１】以上のように、この発明は、一次電源を姿勢制御装置の駆動指令信号によりオンオフするオンオフ回路１３の出力である駆動電流を検出し、検出した電流値を判定回路１５で規定の電流値と比較し、検出した電流値が規定の電流値を越えた場合、駆動指令信号切断回路１７で駆動指令信号を切断してオンオフ回路１３の出力をオフにし、駆動電流がガスジェットスラスタ９の動作電流範囲で十分下がった場合、判定回路１５は再び駆動指令信号を接続するように駆動指令信号切断回路１７
に指示するため、ガスジェットスラスタ９には必要十分な駆動電流を出力することができる。

【００２２】実施の形態２ 図２はこの発明の実施の形態２を示すガスジェットスラスタ駆動装置のブロック図であり、図２において７はガスジェットスラスタ駆動装置、１３は姿勢制御装置５の発生する駆動指令信号６に従って一次電源４をオンオフするオンオフ回路、１４はオンオフ回路１３の出力でガスジェットスラスタ９に流れる駆動電流８を検出する電流検出器、１５は電流検出器１４が検出した電流値を規定の値と比較してオンオフ回路の出力をオフするかどうか判定する判定回路、１６は判定回路１５の出力である判定信号、１８は判定信号１６と姿勢制御装置５発生する駆動指令信号６との２つの信号のANDを作り出すAND回路である。

【００２３】次に動作について説明する。 通常、一次電源４の電圧は前記の従来のガスジェットスラスタ駆動装置の説明に示したように約32Ｖから5２Ｖ程度の範囲にあるため、通常のガスジェットスラスタ９を駆動するための駆動電流を適正な値にするための電圧である24Ｖから30Ｖ程度にする必要がある。 図１で、駆動電流８が流れていない状態ではAND回路１８の入力である判定信号１６はオン状態のため姿勢制御装置５の発生する駆動指令信号６の指示がオンになればAND回路１８の出力もオンとなる。

【００２４】従ってオンオフ回路１３はリレー又はトランジスタ等の回路により一次電源４をオンオフする。 オンオフ回路１３がオンになると出力である駆動信号８の電流はガスジェットスラスタ９のコイルの時定数で上昇する。 電流検出器１４はガスジェットスラスタ９に出力される駆動電流８を検出して判定回路１５に出力する。

【００２５】判定回路１５は電流検出器１４の検出した電流値をガスジェットスラスタ９の駆動電流上限を越えない規定値と比較し、越えた場合は判定信号１６をオフとする。 AND回路１８は入力信号の片方がオフとなると出力をオフにする。 オンオフ回路１３はオン入力が無くなるので出力オフとするため駆動電流８がガスジェットスラスタ９のコイルの時定数で下がり出す。 電流検出器１４の出力が動作電流範囲で十分に下がると判定回路１
５は判定信号１６をオンとするため、AND回路１８は再び出力をオンとし、オンオフ回路１３は再びオンになる。

【００２６】以上の動作が姿勢制御装置５が駆動指令信号６を出力されている間繰り返されることにより、ガスジェットスラスタ９には、オンオフ制御された適正な駆動電流８が供給されるためガスジェットスラスタ９は姿勢制御装置５の要求である駆動指令信号６に従って正常に動作し推薬タンク１０の燃料１１を噴射するためその反動により人工衛星の姿勢が変わり人工衛星の姿勢が正しく保持される。

【００２７】以上のように、この発明は、一次電源を姿勢制御装置５の駆動指令信号によりオンオフするオンオフ回路１３の出力である駆動電流を検出し、検出した電流値を判別回路で規定の電流値と比較し、規定の電流値を越えたらオフ信号を出力し、駆動電流がガスジェットスラスタの動作電流範囲で十分下がった場合オン信号を出力する判定回路１５の出力信号と姿勢制御装置５が出力する駆動指令信号との２つの信号のANDによってオンオフ回路１３を動作させることにより、ガスジェットスラスタに必要十分な駆動電流を出力することができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、常時動作してスラスタが駆動されない時にも電力を消費するDC/DCコンバータが不要であり、スラスタ駆動時にもDC/DCコンバータが無いため、従来のスラスタ駆動装置に比べて無駄な電力を消費せず、一次電源の使用効率を高めることができるとともに、DC/DCコンバータが不要な分、スラスタ駆動装置の寸法、重量を軽減することができ、人工衛星への搭載性が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による人工衛星用ガスジェットスラスタ駆動装置の実施の形態１を示すブロック図である。

【図２】 この発明による人工衛星用ガスジェットスラスタ駆動装置の実施の形態２を示すブロック図である。

【図３】 従来の一般的な人工衛星の姿勢制御に使用される姿勢制御装置とガスジェットスラスタ駆動装置とガスジェットスラスタの使用例を模式的に示すものである。

【図４】 従来の人工衛星用ガスジェットスラスタ駆動装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

３ 電源装置、４ 一次電源、５ 姿勢制御装置、７ ガスジェットスラスタ駆動装置、９ ガスジェットスラスタ、１３ オンオフ回路、１４ 電流検出器、１５判定回路、１７ 駆動指令信号切断回路、１８ AND回路。