Instrumento de adquisición espacial con reflector(es) desplegable(s) y alta compacidad.

Instrumento de adquisición espacial (IO), que comprende un reflector primario desplegable,

un reflector secundario (RS) y unos medios de adquisición (MA) adecuados para adquirir unos datos a partir de ondas electromagnéticas reflejadas por dichos reflectores primario y secundario (RS):

- dicho reflector primario está formado por al menos dos elementos reflectantes desplegables (Ei) adecuados, una vez desplegados en una posición final, para definir juntos una superficie reflectante;

- los medios de adquisición (MA) comprenden unos medios de recogida (M), unos medios de procesamiento de datos (MT) y una combinación de superficies reflectantes que se utiliza para dirigir las ondas electromagnéticas reflejadas por el reflector secundario hacia un plano focal de recogida en el que están situados los medios de recogida (M) de las ondas electromagnéticas;

- dicho instrumento de adquisición espacial (IO) comprende un soporte (SS) de tipo axial, con el cual están solidarizados dicho reflector secundario (RS) y dichos elementos reflectantes desplegables (Ei) respectivamente en una segunda (Z2) y en una primera (Z1) zonas distantes, donde

- al menos una parte de la combinación de superficies reflectantes está alojada en el interior del soporte (SS), entre la primera (Z1) y la segunda (Z2) zonas en las que están respectivamente acoplados el reflector principal y el reflector secundario (RS), caracterizado porque

- los medios de recogida (M) también están alojados en el interior del soporte (SS), entre la primera (Z1) y la segunda (Z2) zonas.

Instrumento de adquisición espacial con reflector (es) desplegable (s) y alta compacidad La invención se refiere al campo de la adquisición espacial de datos, y de manera más precisa a los instrumentos de adquisición espacial que están instalados a bordo de vehículos espaciales, como por ejemplo satélites de adquisición, y cuyo diámetro supera muy ampliamente el del fuselaje de los cohetes (o lanzaderas) que deben transportarlos al espacio, por ejemplo a una órbita.

Se entiende aquí por " instrumento de adquisición espacial " un instrumento que comprende un reflector primario de gran (e incluso muy gran) diámetro y un reflector secundario encargados conjuntamente de reflejar las ondas electromagnéticas hacia unos medios de adquisición espaciales, montados en la misma estructura que a la que está unido el reflector primario o montados en otro vehículo espacial situado con precisión con respecto al que lleva el reflector primario, en el marco de un vuelo en formación.

Instrumentos del tipo mencionado se utilizan en determinadas misiones de adquisición espacial, como por ejemplo las destinadas a observar la Tierra o el cielo desde órbitas altas, geoestacionarias (" GEO ") , Molnya o L2, o las dedicadas a la observación de amplio campo de visión de objetos astronómicos. El futuro telescopio JWST (por " James Webb Space Telescope ") constituye un ejemplo.

Cuando el reflector primario del instrumento presenta un diámetro que supera el del fuselaje del cohete que debe transportarlo al espacio, debe compactarse (o replegarse) por medio de un mecanismo apropiado durante la fase de disparo (o de lanzamiento) , y a continuación descompactarse (o desplegarse, o incluso extenderse) una vez en órbita por medio del mecanismo y de una estrategia de despliegue.

Se han propuesto varias estrategias de despliegue. Estas consisten, por lo general, en fijar el espejo secundario en un mástil (u otro medio de soporte) y en desplegar todo o parte de un espejo primario inicialmente replegado. Es en particular el caso de las estrategias que se describen en los documentos de patente US 5 898 529 y US 6 226 121.

El inconveniente principal de estas estrategias reside en el hecho de que estas precisan unos mecanismos de despliegue (muy) complejos y críticos que son, además, por lo general pesados y voluminosos. Por otra parte, al estar implantados los medios de adquisición en una zona alejada de la que aloja los espejos primario y secundario y que permite su despliegue, ocupan un volumen adicional bajo el fuselaje de la lanzadera.

La invención tiene, por lo tanto, como objeto mejorar la situación.

Para ello, propone un instrumento de adquisición espacial, que comprende un reflector primario desplegable, un reflector secundario y unos medios de adquisición encargados de adquirir unos datos a partir de las ondas electromagnéticas reflejadas por los reflectores primario y secundario.

El siguiente artículo da a conocer las características del preámbulo de la reivindicación 1: MARTIN F. y otros: "Lockheed Martin Teamâ?s Next Generation Space Telescope (NGST) Reference Architecture", PROC. OF THE SPIE, SPIE, BELLINGHAM, VA, US, vol. 4.013, 2000, páginas 17-26, ISSN: 0277-786X.

De manera más precisa, la invención tiene por objeto un instrumento de adquisición espacial, que comprende un reflector primario desplegable, un reflector secundario y unos medios de adquisición adecuados para adquirir unos datos a partir de ondas electromagnéticas reflejadas por dichos reflectores primario y secundario de acuerdo con la reivindicación 1.

Este instrumento se caracteriza por el objeto de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

El instrumento de adquisición espacial de acuerdo con la invención puede constar de otras características, de acuerdo con las reivindicaciones dependientes, que se pueden considerar de forma separada o combinadas, y en particular:

- puede comprender un primer mecanismo alojado parcialmente dentro del soporte o bien unido en la periferia de este último, acoplado a los elementos reflectantes desplegables y encargado de desplegar estos últimos entre una posición inicial replegada y la posición final desplegada:

y este primer mecanismo puede encargarse de sujetar antes del despliegue una parte al menos de los elementos desplegables en una posición inicial en la cual estos están replegados hacia el soporte; y como variante o como complemento, este primer mecanismo puede encargarse de sujetar antes del despliegue una parte al menos de los elementos desplegables en una posición inicial en la cual estos están replegados hacia una plataforma con la cual está solidarizado el soporte; y este primer mecanismo puede encargarse de sujetar tras el despliegue los elementos desplegables en una posición final en la cual están separados del soporte, quedando su cara reflectante orientada en dirección al reflector secundario;

- su reflector secundario puede estar solidarizado de forma fija con su soporte con el fin de estar constantemente colocado en una posición fija con respecto a los medios de recogida de ondas electromagnéticas de los medios de adquisición;

- como variante, puede comprender un segundo mecanismo solidarizado con el soporte, acoplado al reflector secundario y encargado de desplegar este último entre una posición inicial y una posición final desplegada en la cual este está colocado en una posición fija con respecto a los medios de recogida de ondas electromagnéticas de los medios de adquisición.

La invención también ofrece un vehículo espacial equipado con al menos una plataforma de soporte y con al menos un instrumento de adquisición espacial del tipo que se ha presentado con anterioridad y solidarizado con la plataforma de soporte.

La invención está especialmente bien adaptada, aunque de forma no exclusiva, a los instrumentos de adquisición de tipo telescopio (para las aplicaciones ópticas) o antena (para las aplicaciones por microondas) , destinados a instalarse en vehículos espaciales, como por ejemplo satélites.

Se mostrarán otras características y ventajas de la invención en el análisis de la descripción detallada que viene a continuación, y de los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1 ilustra de forma esquemática, en una vista en perspectiva, un ejemplo de instrumento de adquisición de acuerdo con la invención, una vez desplegado (o extendido) su reflector primario; -la figura 2 es una vista en sección longitudinal esquemática del instrumento de adquisición ilustrado en la figura 1, con indicación de los trayectos que siguen las ondas electromagnéticas; -la figura 3 es una vista esquemática desde arriba del instrumento de adquisición ilustrado en la figura 1, cuando está instalado dentro del fuselaje de un cohete en la posición replegada; -la figura 4 es una vista esquemática de lado del instrumento de adquisición ilustrado en la figura 1, cuando está instalado dentro del fuselaje de un cohete en la posición replegada.

Los dibujos adjuntos servirán no solo para completar la invención, sino para contribuir a su definición, llegado el caso.

La invención tiene por objeto ofrecer un instrumento de adquisición espacial destinado a montarse en un vehículo espacial (que debe enviarse al espacio) , provisto de un reflector primario desplegable de (muy) gran diámetro acoplado a un mecanismo de despliegue de baja complejidad, y que presenta una gran compacidad.

A continuación, se considera, a título de ejemplo no limitativo, que el vehículo espacial en el cual está montado (o debe montarse) el instrumento de adquisición espacial es un satélite de observación. Pero, el instrumento de acuerdo con la invención se puede instalar en cualquier tipo de vehículo espacial destinado a realizar una misión de adquisición de datos en el espacio.

Por otra parte, se considera a continuación, a título de ejemplo no limitativo, que el vehículo espacial (en este caso un satélite de observación) está destinado a cumplir una misión de observación óptica de la Tierra desde una órbita geoestacionaria (o " GEO ") . Por lo tanto, el instrumento de adquisición espacial está destinado a adquirir datos de imagen. Se trata, por ejemplo, de un telescopio. Pero la invención no está limitada a este tipo de misión. Se refiere en efecto a cualquier tipo de misión de adquisición destinada a adquirir unos datos desde el espacio, a partir de ondas electromagnéticas. Por lo tanto, el instrumento de adquisición espacial también puede ser, por ejemplo, una antena para una aplicación de microondas.

En primer lugar, se hace referencia a las figuras 1 y 2 para describir un instrumento de adquisición espacial IO de acuerdo... [Seguir leyendo]

1. Instrumento de adquisición espacial (IO) , que comprende un reflector primario desplegable, un reflector secundario (RS) y unos medios de adquisición (MA) adecuados para adquirir unos datos a partir de ondas electromagnéticas reflejadas por dichos reflectores primario y secundario (RS) :

-dicho reflector primario está formado por al menos dos elementos reflectantes desplegables (Ei) adecuados, una vez desplegados en una posición final, para definir juntos una superficie reflectante; -los medios de adquisición (MA) comprenden unos medios de recogida (M) , unos medios de procesamiento de datos (MT) y una combinación de superficies reflectantes que se utiliza para dirigir las ondas electromagnéticas reflejadas por el reflector secundario hacia un plano focal de recogida en el que están situados los medios de recogida (M) de las ondas electromagnéticas; -dicho instrumento de adquisición espacial (IO) comprende un soporte (SS) de tipo axial, con el cual están solidarizados dicho reflector secundario (RS) y dichos elementos reflectantes desplegables (Ei) respectivamente en una segunda (Z2) y en una primera (Z1) zonas distantes, donde -al menos una parte de la combinación de superficies reflectantes está alojada en el interior del soporte (SS) , entre la primera (Z1) y la segunda (Z2) zonas en las que están respectivamente acoplados el reflector principal y el reflector secundario (RS) , caracterizado porque -los medios de recogida (M) también están alojados en el interior del soporte (SS) , entre la primera (Z1) y la segunda (Z2) zonas.

2. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de procesamiento de datos (MT) están alojados en el interior del soporte (SS) , entre la primera zona (Z1) y la segunda (Z2) zonas en las que están respectivamente acoplados el reflector principal y el reflector secundario (RS) .

3. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque los medios de adquisición comprenden, además, una memoria de almacenamiento (MY) y porque dicha memoria de almacenamiento está alojada en el interior del soporte (SS) , entre la primera (Z1) y la segunda (Z2) zonas en las que están respectivamente acoplados el reflector principal y el reflector secundario (RS) .

4. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque comprende un primer mecanismo (MC1) acoplado a dichos elementos reflectantes desplegables (Ei) y dispuesto para desplegar estos últimos (Ei) entre una posición inicial replegada y dicha posición final desplegada, y porque dicho soporte (SS) alberga parcialmente dicho primer mecanismo (MC1) .

5. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque comprende un primer mecanismo (MC1) , unidos en la periferia de dicho soporte (SS) , acoplado a dichos elementos reflectantes desplegables (Ei) y dispuesto para desplegar estos últimos (Ei) entre una posición inicial replegada y dicha posición final desplegada.

6. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque dicho primer mecanismo (MC1) está dispuesto para sujetar antes del despliegue una parte al menos de los elementos desplegables (Ei) en una posición inicial en la que estos están replegados hacia dicho soporte (SS) .

7. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque dicho primer mecanismo (MC1) está dispuesto para sujetar antes del despliegue una parte al menos de los elementos desplegables (Ei) en una posición inicial en la que estos están replegados hacia una plataforma (PL) con la cual está solidarizado dicho soporte (SS) .

8. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque dicho primer mecanismo (MC1) está dispuesto para sujetar después del despliegue dichos elementos desplegables (Ei) en una posición final en la que estos están separados de dicho soporte (SS) , quedando su cara reflectante orientada en dirección a dicho reflector secundario (RS) .

9. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho reflector secundario (RS) está solidarizado de forma fija con dicho soporte (SS) , de tal modo que está constantemente colocado en una posición fija con respecto a los medios de recogida (M) de ondas electromagnéticas de dichos medios de adquisición.

10. Instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado 50 porque comprende un segundo mecanismo solidarizado con dicho soporte (SS) , acoplado a dicho reflector secundario (RS) y dispuesto para desplegar este último (RS) entre una posición inicial y una posición final desplegada en la cual este está colocado en una posición fija con respecto a los medios de recogida (M) de ondas electromagnéticas de dichos medios de adquisición.

11. Vehículo espacial (VO) , caracterizado porque comprende al menos una plataforma de soporte (PL) y al menos 55 un instrumento de adquisición espacial (IO) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores y solidarizado con dicha plataforma de soporte (PL) .