DISPOSITIVO DE PROTECCION SOLAR PARA INSTRUMENTO ESPACIAL.

Dispositivo de protección solar para un instrumento espacial que comprende:



• una estructura térmica (A) que comprende al menos un deflector térmico (11, 12, 13) destinado a interceptar el flujo solar que ilumina al instrumento espacial,

• una placa (3) que soporta a la estructura térmica (A),

• una plataforma estabilizada (21), equipada con instrumentos de medición o de observación (M0, M1, M2, M3, Mr),

• una plataforma común (5),

soportando dicha plataforma común (5) de forma independiente a dicha placa (3) y a dicha plataforma estabilizada (21), no presentando dicha estructura térmica (A) y la plataforma estabilizada (21) ningún contacto físico entre sí y estando, por consiguiente, mecánicamente desacopladas, caracterizado porque dicha estructura térmica (A) y dicha placa (3) están, por otro lado, térmicamente desacopladas por medio de medios de desacoplamiento térmico (6, 7)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08159476.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS,92200 NEUILLY SUR SEINE.

Inventor/es: VIEILLOT,JACQUES, ALIS,CLAUDE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 2 de Julio de 2008.

Fecha Concesión Europea: 26 de Mayo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B64G1/50 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA.B64G ASTRONAUTICA; VEHICULOS O EQUIPOS A ESTE EFECTO (aparatos o métodos para obtener materiales de fuentes extraterrestres E21C 51/00). › B64G 1/00 Vehículos espaciales. › para el control de la temperatura (control de la temperatura en general G05D 23/00).
  • B64G1/54 B64G 1/00 […] › Protección contra radiación (contra las radiaciones en general G21F).
  • G01J5/02 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01J MEDIDA DE LA INTENSIDAD, DE LA VELOCIDAD, DEL ESPECTRO, DE LA POLARIZACION, DE LA FASE O DE CARACTERISTICAS DE IMPULSOS DE LA LUZ INFRARROJA, VISIBLE O ULTRAVIOLETA; COLORIMETRIA; PIROMETRIA DE RADIACIONES.G01J 5/00 Pirometría de las radiaciones. › Detalles.
  • G01J5/04 G01J 5/00 […] › Carcasas.
  • G01J5/06 G01J 5/00 […] › Dispositivos para eliminar los efectos de las radiaciones perturbadoras.

Clasificación PCT:

  • B64G1/50 B64G 1/00 […] › para el control de la temperatura (control de la temperatura en general G05D 23/00).
  • B64G1/54 B64G 1/00 […] › Protección contra radiación (contra las radiaciones en general G21F).
  • G01J5/06 G01J 5/00 […] › Dispositivos para eliminar los efectos de las radiaciones perturbadoras.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

Dispositivo de protección solar para instrumento espacial.

La presente invención se refiere a un dispositivo de protección solar para un instrumento espacial. Esta invención es particularmente adecuada para los instrumentos de medición electromagnética que apuntan en una dirección próxima a la del sol.

En efecto, se sabe que la iluminación solar directa sobre un sistema colector de radiación electromagnética conlleva deformaciones termoelásticas de éste; lo que le hace inoperante durante ciertos periodos. Es posible, incluso, que una radiación electromagnética directa provoque degradaciones irreversibles, o incluso la destrucción del instrumento mediante recalentamiento térmico.

Actualmente, para intentar paliar este problema, se han desarrollado múltiples soluciones. En primer lugar, es posible desviar el eje de puntería del instrumento cuando el flujo solar ilumina directamente a éste último o cuando está cerca de él. Otra tecnología consiste en obstruir momentáneamente la entrada del instrumento o cualquier otra zona del instrumento afectada por el flujo solar para protegerlo de una iluminación directa.

También se sabe que puede desarrollarse un sistema "atérmico" cuyo principio es que se aplican deformaciones a la estructura portadora del sistema colector para compensar las deformaciones de los elementos colectores bajo el efecto de variaciones de temperatura.

Otra técnica para evitar cualquier degradación de los instrumentos consiste en situar filtros solares en la entrada del sistema o en otra zona del instrumento.

Finalmente, en los instrumentos espaciales recientes, habitualmente se emplea un sistema de deflector solar. Un deflector solar, situado aguas arriba de los instrumentos colectores con respecto al sol, tiene entonces vocación de absorber y difundir la energía solar, particularmente por medio de deflectores que comprenden materiales metálicos. Éste es el tipo de tecnología que se emplea, por ejemplo, en la patente europea EP1179474.

En efecto, el documento EP1179474 describe un dispositivo de protección solar para un instrumento espacial que comprende un deflector térmico y una plataforma que comprende instrumentos de medición, siendo dicha plataforma mecánicamente independiente del deflector térmico.

Sin embargo, en todos los casos, existen pérdidas o degradaciones de las imágenes e indisponibilidades de los elementos colectores. Esto es extremadamente perjudicial para las misiones de observación actuales.

Además, generalmente, una misma estructura soporta a la vez a los elementos encargados de absorber la radiación solar y a los espejos u otros instrumentos colectores. Esto implica obligatoriamente deformaciones debidas a las importantes variaciones de temperatura. De este modo, incluso en el caso en que un mismo material, típicamente berilio, se utiliza para el conjunto de las estructuras, lo que implica deformaciones homotéticas de estas estructuras y, por lo tanto, ningún desajuste de los elementos ópticos, persistirán inconvenientes importantes:

En primer lugar, aunque homotética, la dilatación de los instrumentos conlleva un aumento de la mancha de imagen con respecto a su plano focal y por lo tanto un desajuste del instrumento (los píxeles del plano focal ya no observan la misma escena, sino una escena dilatada) y una pérdida de resolución.

A continuación, en el caso de los satélites geoestacionarios, las importantes variaciones de temperatura se realizan en un periodo de aproximadamente un día, lo que constituye un tiempo demasiado corto para permitir una homogeneización de la temperatura en todas las piezas. Para minimizar este problema, habitualmente se buscará favorecer la difusión del calor solar en el equipo tapizando la superficie interna del deflector solar con espejos. Sin embargo, de esta manera, el riesgo de degradación de los elementos ópticos aumenta fuertemente debido a los múltiples reflejos de la radiación solar en el equipo. Por otro lado, este principio aumenta la luz parásita en el instrumento.

En resumen, ninguna de las tecnologías actuales permite la utilización continua de un instrumento colector que apunta en una dirección próxima a la del sol sin riesgo de degradación del instrumento o de sus prestaciones, particularmente en términos de resolución y de disponibilidad.

Un objeto de la invención es paliar los inconvenientes mencionados anteriormente. De este modo, para asegurar la disponibilidad continua, las prestaciones y la no degradación de instrumentos colectores orientados hacia el sol, la invención propone la utilización de un sistema deflector solar, térmica y mecánicamente aislado de la plataforma que soporta los instrumentos colectores del equipo.

Para ello, la invención tiene por objeto un dispositivo de protección solar para instrumento espacial que comprende:

• una estructura térmica que comprende al menos un deflector térmico que interceptará el flujo solar que ilumina al instrumento espacial,

• una placa que soporta a la estructura térmica,

• una plataforma estabilizada, equipada con instrumentos de medición o de observación,

• una plataforma común,

soportando dicha plataforma común de forma independiente a dicha placa y a dicha plataforma estabilizada, no presentando dicha estructura térmica y la plataforma estabilizada ningún contacto físico entre sí y estando, por consiguiente, mecánicamente desacopladas, caracterizado porque dicha estructura térmica y dicha placa están, por otro lado, térmicamente desacopladas por medio de medios de desacoplamiento térmico.

Ventajosamente, la plataforma estabilizada soporta y mantiene estables a los elementos que permiten recoger, tratar o detectar una radiación electromagnética, tales como superficies colectoras, dioptras o espejos.

Ventajosamente, el deflector térmico almacena el flujo solar mediante calor sensible o latente.

Ventajosamente, el deflector térmico drena por conducción o por radicación, por ejemplo por medio de caloriductos o de bucles de fluidos, el flujo solar hacia superficies materiales, tales como radiadores.

Ventajosamente, el deflector térmico drena por conducción o por radicación, por ejemplo por medio de caloriductos o de bucles de fluidos el flujo solar hacia superficies no materiales, tales como una superficie de entrada del deflector solar.

Ventajosamente, separadores aislantes tales como, por ejemplo, láminas de titanio, que corresponden a un primer tipo de medios de desacoplamiento térmico, aseguran el desacoplamiento térmico por conducción.

Ventajosamente, pantallas radiactivas tales como, por ejemplo, las MLI (por MultiLayer Insulation de acuerdo con el acrónimo inglés), que corresponden a un segundo tipo de medios de desacoplamiento térmico, aseguran el desacoplamiento térmico por radiación.

Ventajosamente, la estructura térmica comprende al menos dos deflectores térmicos de los que uno se denomina deflector solar y el otro deflector interno.

Ventajosamente, el deflector solar está constituido por aluminio.

Ventajosamente, el deflector interno está constituido por uno de los siguientes materiales: aluminio, berilio, AlBeMetR, cerámica, SiC, CeSiCR.

Ventajosamente, el deflector solar presenta una altura de aproximadamente 1,6 metros.

Ventajosamente, los elementos que permiten recoger, tratar o detectar una radiación electromagnética, tales como superficies colectoras, dioptras o espejos comprenden plata u oro.

Ventajosamente, la plataforma común presenta una longitud de aproximadamente 1,5 metros y una anchura de aproximadamente 1 metro.

Otras características y ventajas de la invención surgirán con ayuda de la siguiente descripción realizada con respecto a los dibujos adjuntos que representan:

• la figura 1: la vista esquemática de un instrumento espacial de acuerdo con el estado de la técnica, que comprende particularmente un deflector solar;

• la figura 2 el ejemplo de una estructura que asegura una función únicamente térmica en el dispositivo de acuerdo con la invención;

• la figura 3: el ejemplo de una plataforma estabilizada que no asegura ninguna función térmica en el dispositivo de acuerdo con la invención;

• la figura 4: la vista en despiece ordenado de un ejemplo de dispositivo de acuerdo con la invención;

• la figura 5: el esquema del ensamblaje de...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de protección solar para un instrumento espacial que comprende:

• una estructura térmica (A) que comprende al menos un deflector térmico (11, 12, 13) destinado a interceptar el flujo solar que ilumina al instrumento espacial,

• una placa (3) que soporta a la estructura térmica (A),

• una plataforma estabilizada (21), equipada con instrumentos de medición o de observación (M0, M1, M2, M3, Mr),

• una plataforma común (5),

soportando dicha plataforma común (5) de forma independiente a dicha placa (3) y a dicha plataforma estabilizada (21), no presentando dicha estructura térmica (A) y la plataforma estabilizada (21) ningún contacto físico entre sí y estando, por consiguiente, mecánicamente desacopladas, caracterizado porque dicha estructura térmica (A) y dicha placa (3) están, por otro lado, térmicamente desacopladas por medio de medios de desacoplamiento térmico (6, 7).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la plataforma estabilizada (21) soporta y mantiene estables a elementos que permiten recoger, tratar o detectar una radiación electromagnética, tales como superficies colectoras, dioptras o espejos (M0, M1, M2, M3, Mr).

3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el deflector térmico (11, 12, 13) almacena el flujo solar mediante calor sensible o latente.

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el deflector térmico (11, 12, 13) drena por conducción o por radiación, por ejemplo por medio de caloriductos o de bucles de fluidos, el flujo solar hacia superficies materiales, tales como radiadores.

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el deflector térmico (11, 12, 13) drena por conducción o por radiación, por ejemplo por medio de caloriductos o de bucles de fluidos, el flujo solar hacia superficies no materiales, tales como una superficie de entrada del deflector solar (13).

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque separadores aislantes (6) tales como, por ejemplo, láminas de titanio, que corresponden a un primer tipo de medios de desacoplamiento térmico, aseguran el desacoplamiento térmico por conducción.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque pantallas radiactivas tales como por ejemplo (por MultiLayer Insulation) que corresponden a un segundo tipo de medios de desacoplamiento térmico, aseguran el desacoplamiento térmico por radiación.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la estructura térmica (A) comprende al menos dos deflectores térmicos (11, 12, 13) de los que uno se denomina deflector solar (11) y el otro deflector interno (12, 13).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el deflector solar (13) está constituido por aluminio.

10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizado porque el deflector interno (12, 13) está constituido por uno de los siguientes materiales: aluminio, berilio, cerámica, SiC.

11. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el deflector solar (13) presenta una altura de aproximadamente 1,6 metros.

12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, caracterizado porque los elementos que permiten recoger, tratar o detectar una radiación electromagnética, tales como superficies colectoras, dioptras o espejos (M0, M1, M2, M3, Mr) comprenden plata u oro.

13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la plataforma común (5) presenta una longitud de aproximadamente 1,5 metros y una anchura de aproximadamente 1 metro.


 

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