DISPOSITIVO DE ACCIONAMIENTO DE UN VEHICULO ESPACIAL POR REFLEXION DE UNA LUZ ASTRAL SOBRE ESPEJOS AUXILIARES ORIENTADOS DE MANERA DIFERENTE.

Dispositivo (D) de accionamiento de un vehículo (S) espacial, que comprende un espejo (M1) primario fijo apropiado para reflejar la luz procedente de un astro en dirección a un espejo (M2) secundario, en forma de un haz luminoso primario, siendo entonces dicho espejo (M2) secundario apropiado para reflejar en una dirección elegida al menos una parte de dicho haz luminoso primario, en forma de un haz secundario, caracterizado porque comprende i) al menos dos espejos (MA1-MA8) auxiliares dispuestos en lugares elegidos y apropiados para reflejar al menos una parte de dicho haz luminoso secundario que sale de dicho espejo (M2) secundario en direcciones diferentes elegidas de manera que se inducen desplazamientos diferentes de dicho vehículo (S) espacial, y ii) medios de posicionamiento (MP) selectivo dispuestos para provocar la reflexión selectiva del dicho haz luminoso secundario en dirección a al menos uno de dichos espejos (MA1-MA8) auxiliares, de manera que su reflexión en dicho(s) espejo(s) auxiliar(es) induce un desplazamiento elegido de dicho vehículo (S) espacial

Dispositivo de accionamiento de un vehículo espacial por reflexión de una luz astral sobre espejos auxiliares orientados de manera diferente.

La invención se refiere al campo de los vehículos espaciales, tales como satélites de observación, que vuelan eventualmente en formación, sondas, o cualquier otro vehículo espacial que se encuentre en cualquier tipo de trayectoria (por ejemplo en órbita alrededor de un cuerpo, como por ejemplo la Tierra, o en una trayectoria interplanetaria) y, más precisamente, al del accionamiento de vehículos espaciales de este tipo.

Por "accionamiento" se entiende en el presente documento el hecho de actuar sobre un vehículo espacial con el fin de modificar de manera fina, incluso muy fina, su posición en el espacio y/o su actitud, por ejemplo mediante generación de un par (o momento de fuerzas) y/o de una traslación (también llamada "delta-V").

Como sabe el experto en la técnica, en algunas misiones espaciales la actitud y/o la posición de un vehículo espacial tiene(n) que controlarse con una (gran) precisión. Éste puede ser el caso, por ejemplo, en una misión que aplica medidas interferométricas o leyes de barrido muy precisas, o en el caso de un vuelo en formación, por ejemplo para posicionar de manera precisa diversas partes de un instrumento unas con respecto a otras.

Para ello, los vehículos espaciales están generalmente dotados de propulsores de gas frío o eléctricos. Sin embargo, tales propulsores generalmente no son suficientemente precisos, deben ser objeto de un estudio de aptitud ("calificación") debido a su complejidad, tienen una vida útil limitada cuando consumen carburante, y a veces pueden inducir alrededor del vehículo espacial un entorno contaminante de gas/plasma que puede resultar crítico en presencia de instrumentos de óptica. Las propulsiones eléctricas exigen además, en general, una gran potencia para funcionar, lo que influye en el propio diseño del vehículo espacial.

Se ha propuesto también utilizar la luz solar y, más precisamente, la presión que ejerce, para inducir un par (de fuerza) en un vehículo espacial. Así pues, es posible utilizar una especie de telecopio que comprende un espejo primario encargado de reflejar la luz solar, en forma de un haz luminoso primario, en dirección a un espejo secundario, reflejando entonces este último al menos una fracción del haz luminoso primario en una dirección elegida de manera que se induce en el vehículo espacial un empuje en una dirección opuesta a la dirección de reflexión elegida. El principal inconveniente de esta solución es que sólo permite generar una única fuerza en una única dirección elegida.

Dado que ninguna solución conocida aporta entera satisfacción, la invención tiene por tanto como objetivo mejorar la situación, y especialmente inducir en un vehículo espacial diferentes pares y/o diferentes traslaciones, en función de las necesidades, a ser posible consumiendo muy poca energía.

Para ello propone un dispositivo destinado a accionar un vehículo espacial, y que comprende un espejo primario fijo encargado de reflejar la luz procedente de un astro en dirección a un espejo secundario, en forma de un haz luminoso primario, encargándose este espejo secundario a su vez de reflejar en (al menos) una dirección elegida al menos una parte del haz luminoso primario, en forma de un haz secundario.

Este dispositivo de accionamiento se caracteriza porque comprende:

- al menos dos espejos auxiliares dispuestos en lugares elegidos y encargados de reflejar al menos una parte del haz luminoso secundario que sale del espejo secundario en direcciones diferentes elegidas de manera que se inducen desplazamientos diferentes del vehículo espacial, y

- medios de posicionamiento (o accionador) selectivo encargado(s) de provocar la reflexión selectiva del haz luminoso secundario en dirección a al menos uno de los espejos auxiliares, de manera que su reflexión sobre el (los) espejo(s) induce un desplazamiento elegido del vehículo espacial.

Un único accionador (como mínimo) es por tanto necesario para inducir la creación de la totalidad de las fuerzas posibles y de los pares posibles alrededor de tres ejes, mientras que un dispositivo de la técnica anterior requiere siempre varias toberas e igual número de mandos o más (por ejemplo de compuertas) para llegar al mismo resultado.

El dispositivo según la invención puede comprender otras características que pueden tomarse por separado o en combinación y, especialmente:

- en un primer ejemplo de realización, su espejo secundario puede estar, por ejemplo, solidarizado con sus medios de posicionamiento con el fin de poder disponerse por estos últimos en posiciones diferentes, elegidas de manera que cada una permite la reflexión del haz luminoso secundario hacia al menos un espejo auxiliar elegido;

- su espejo secundario puede encargarse, por ejemplo, de separar el haz luminoso secundario en al menos dos partes con el fin de transmitir simultáneamente estos dos partes en dirección a dos espejos auxiliares elegidos;

- en un secundo ejemplo de realización, su espejo secundario puede estar, por ejemplo, fijado con respecto al espejo primario. En este caso comprende un espejo de desvío dispuesto en la trayectoria del haz luminoso secundario y solidarizado con los medios de posicionamiento con el fin de poder disponerse por éstos últimos en posiciones diferentes, elegidas de manera que cada una permite la reflexión del haz luminoso secundario hacia al menos un espejo auxiliar elegido;

- en un tercer ejemplo de realización, puede comprender un espejo de desvío fijo con respecto al espejo primario y dispuesto en la trayectoria del haz luminoso secundario. En este caso, el espejo secundario está solidarizado con los medios de posicionamiento con el fin de poder disponerse por éstos últimos en posiciones diferentes, elegidas de manera que cada una permite la reflexión del haz luminoso secundario hacia zonas de reflexión diferentes del espejo de desvío, dedicadas a la reflexión hacia espejos auxiliares diferentes;

- en los ejemplos de realización secundo y tercero, el espejo de desvío puede encargarse, por ejemplo, de separar el haz luminoso secundario en al menos dos partes con el fin de transmitir simultáneamente estas dos partes en dirección a dos espejos auxiliares elegidos;

- sus medios de posicionamiento (o accionador(es)) pueden comprender un medio de soporte solidarizado con dicho espejo secundario o con el espejo de desvío y medios de desplazamiento encargados de desplazar el medio de soporte;

- estos medios de desplazamiento pueden estar dispuestos, por ejemplo, en forma de un motor eléctrico apropiado para poner el medio de soporte en rotación alrededor de un eje de rotación orientado de manera elegida;

- como variante, los medios de desplazamiento pueden estar dispuestos en forma de un elemento piezoeléctrico;

- al menos algunos de sus espejos, entre el espejo primario, el espejo secundario y los espejos auxiliares, pueden eventualmente constituir juntos un telescopio;

- al menos algunos de sus espejos auxiliares pueden ser instalados en posiciones fijas con respecto al espejo primario;

- puede comprender medios de posicionamiento selectivo auxiliares encargados de disponer al menos algunos de los espejos auxiliares en posiciones diferentes que se eligen de manera que cada uno puede reflejar el haz luminoso secundario en diferentes direcciones elegidas;

- todos los elementos que lo constituyen pueden estar destinados para solidarizarse con el vehículo espacial que ha de accionarse;

- como variante, los elementos que lo constituyen pueden estar destinados a distribuirse en al menos dos vehículos espaciales.

La invención propone también un vehículo espacial, como por ejemplo un satélite, una parte de satélite, una sonda espacial, una parte de una sonda espacial, o cualquier otro vehículo espacial que se encuentre en cualquier tipo de trayectoria en el espacio, equipado con un dispositivo de accionamiento del tipo del presentado anteriormente en el presente documento.

La invención propone también un conjunto de vehículos espaciales destinados a volar en formación, y en el que al menos uno de los vehículos espaciales es un vehículo espacial del tipo del presentado anteriormente en el presente documento y está dispuesto para utilizar su dispositivo de accionamiento con el fin de coordinar su trayectoria con al menos otro de sus vehículos espaciales.

Otras características...

1. Dispositivo (D) de accionamiento de un vehículo (S) espacial, que comprende un espejo (M1) primario fijo apropiado para reflejar la luz procedente de un astro en dirección a un espejo (M2) secundario, en forma de un haz luminoso primario, siendo entonces dicho espejo (M2) secundario apropiado para reflejar en una dirección elegida al menos una parte de dicho haz luminoso primario, en forma de un haz secundario, caracterizado porque comprende i) al menos dos espejos (MA1-MA8) auxiliares dispuestos en lugares elegidos y apropiados para reflejar al menos una parte de dicho haz luminoso secundario que sale de dicho espejo (M2) secundario en direcciones diferentes elegidas de manera que se inducen desplazamientos diferentes de dicho vehículo (S) espacial, y ii) medios de posicionamiento (MP) selectivo dispuestos para provocar la reflexión selectiva del dicho haz luminoso secundario en dirección a al menos uno de dichos espejos (MA1-MA8) auxiliares, de manera que su reflexión en dicho(s) espejo(s) auxiliar(es) induce un desplazamiento elegido de dicho vehículo (S) espacial.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho espejo (M2) secundario está solidarizado con dichos medios de posicionamiento (MP) de manera que puede disponerse por estos últimos en posiciones diferentes, elegidas de manera que cada una permite la reflexión de dicho haz luminoso secundario hacia al menos un espejo auxiliar (MA1-MA8) elegido.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho espejo (M2) secundario está dispuesto para separar dicho haz luminoso secundario en al menos dos partes de manera que se transmiten simultáneamente estas dos partes en dirección a los dos espejos auxiliares elegidos.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho espejo (M2) secundario está fijado con respecto a dicho espejo (M1) primario, y porque comprende un espejo (M3) de desvío dispuesto en la trayectoria de dicho haz luminoso secundario y solidarizado con dichos medios (MP) de posicionamiento de manera que puede disponerse por estos últimos en posiciones diferentes, elegidas de manera que cada una permite la reflexión de dicho haz luminoso secundario hacia al menos un espejo auxiliar elegido.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un espejo (M3) de desvío fijo con respecto a dicho espejo (M1) primario y dispuesto en la trayectoria de dicho haz luminoso secundario, y porque dicho espejo (M2) secundario está solidarizado con dichos medios (MP) de posicionamiento de manera que puede disponerse por estos últimos en posiciones diferentes, elegidas de manera que cada una permite la reflexión de dicho haz luminoso secundario hacia zonas de reflexión diferentes de dicho espejo (M3) de desvío, dedicadas a la reflexión hacia espejos (MA1-MA8) auxiliares diferentes.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque dicho espejo (M3) de desvío está dispuesto para separar dicho haz luminoso secundario en al menos dos partes de manera que estas dos partes se transmiten simultáneamente en dirección a dos espejos auxiliares elegidos.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque dichos medios (MP) de posicionamiento comprenden un medio (MS) de soporte solidarizado con dicho espejo (M2) secundario o con dicho espejo (M3) de desvío y medios (ME) de desplazamiento apropiados para desplazar dicho medio (MS) de soporte.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios (ME) de desplazamiento están dispuestos en forma de un motor eléctrico apropiado para poner dicho medio (MS) de soporte en rotación alrededor de un eje de rotación orientado de manera elegida.

9. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios (ME) de desplazamiento están dispuestos en forma de un elemento piezoeléctrico.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque al menos algunos de dichos espejos, entre el espejo (M1) primario, el espejo (M2) secundario y los espejos (MAj) auxiliares, constituyen juntos un telescopio.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque al menos algunos de dichos espejos (MA1-MA8) auxiliares están instalados en posiciones fijas con respecto a dicho espejo (M1) primario.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende medios de posicionamiento selectivo auxiliares dispuestos para poner al menos algunos de dichos espejos (MA1-MA8) auxiliares en posiciones diferentes, elegidas de manera que puedan reflejar cada uno dicho haz luminoso secundario en diferentes direcciones elegidas.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque todos los elementos que lo constituyen son apropiados para solidarizarse con dicho vehículo espacial que ha de accionarse.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los elementos que lo constituyen son apropiados para distribuirse en al menos dos vehículos espaciales uno alejado del otro.

15. Vehículo (S) espacial, caracterizado porque comprende un dispositivo (D) de accionamiento según una de las reivindicaciones anteriores.

16. Vehículo espacial según la reivindicación 15, caracterizado porque se elige de un grupo que comprende al menos satélites, sondas espaciales, partes de satélite y partes de sonda espacial.

17. Conjunto de vehículos (S) espaciales destinados a volar en formación, caracterizado porque al menos uno de dichos vehículos espaciales es un vehículo (S) espacial según una de las reivindicaciones 15 y 16, dispuesto para utilizar su dispositivo de (D) accionamiento para coordinar su trayectoria con al menos otro de dichos vehículos (S) espaciales.