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公開番号2024030629
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-07
出願番号2022133629
出願日2022-08-24
発明の名称宇宙空間用集光照射装置
出願人有限会社手島通商
代理人個人,個人,個人
主分類B64G 1/44 20060101AFI20240229BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】宇宙空間において太陽光を受光して遠隔地へ送信するための装置において、比較的単純な構造で、なるべく高い効率での受光および送信を可能とした装置を提供する。
【解決手段】宇宙空間で使用する集光照射装置100であって、集光レンズユニット10と、照射管20と、アーム30と、を備え、折り畳まれた状態で地上から打ち上げられた後、弾性体の復元力によって宇宙空間において展開した状態となる。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
宇宙空間で使用する集光照射装置であって、
受光した太陽光を焦点に集光する集光レンズユニットと、
一方の開口端を入射口、他方の開口端を照射口とし、前記集光レンズユニットの焦点と前記入射口を一致させて配置された照射管と、
前記集光レンズユニットおよび前記照射管を連結するアームと、
を備え、
前記集光レンズユニットは集光レンズがヒンジ部を有する折り畳み式フレームにより保持されており、
前記折り畳み式フレームが折り畳まれた状態で地上から打ち上げられた後、宇宙空間において前記折り畳み式フレームに備えた弾性体の復元力によって前記折り畳み式フレームが展開した状態となることを特徴とする宇宙空間用集光照射装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記集光レンズユニットを構成する前記集光レンズが、平面視円形の凸レンズであるメインレンズと、平面視非円形の凸レンズである複数の補助レンズとからなり、
各前記補助レンズは前記折り畳み式フレームが展開した状態において前記メインレンズの周囲に位置し、前記メインレンズおよび各前記補助レンズの入射面に入射する太陽光を前記メインレンズの焦点に収束させる構成であることを特徴とする請求項１記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項３】
前記補助レンズ同士の間または前記メインレンズと前記補助レンズの間のうち少なくとも一方に、太陽光パネルを配置したことを特徴とする請求項２記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項４】
前記弾性体が、前記ヒンジ部に取り付けられたトーションばねであることを特徴とする請求項１記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項５】
前記トーションばねが、前記折り畳み式フレームを展開するための第１トーションばねと、前記集光レンズユニットを構成する集光レンズの向きを変更するための第２トーションばねと、からなることを特徴とする請求項４記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項６】
前記ヒンジ部に、展開後に所定の角度となった時点で係止することで展開状態を維持するためのストッパーが設けられていることを特徴とする請求項１記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項７】
アンテナおよび推進機を有しており、
前記アンテナを介した遠隔操作によって前記推進機を稼働させることで宇宙空間における自らの姿勢制御を行うことを特徴とする請求項１記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項８】
前記照射口が、中心に向けて収束するテーパー形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項９】
前記照射口が、周方向に向けて拡開する逆テーパー形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の宇宙空間用集光照射装置。
【請求項１０】
前記照射口が、扁平形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の宇宙空間用集光照射装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上から宇宙空間に打ち上げられて地球の衛星軌道上で太陽光を集光し照射するための装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、宇宙空間で太陽から降り注ぐ太陽光線の活用方法としては、例えば太陽光パネルによって電気に変換することで、太陽光パネルを搭載した宇宙ステーションや人工衛星などの装置の駆動手段や通信手段などを稼働させるためのエネルギーとして利用することが一般的に知られている。
【０００３】
または、例えば特開平３－１０４８００号公報（特許文献１）に記載された発明のように、太陽光線を熱エネルギーとして利用する発電方法も知られており、なるべく多くの太陽光を受光できるように集光手段はなるべく広い面積を有することが理想的であるが、地上からの打ち上げをしなければならない都合上、最初から大きいサイズの集光手段をロケット等の打ち上げ手段に格納することは難しいため、収納や圧縮した状態としておき、宇宙空間において展開させることが考えられる。
【０００４】
具体的には、例えば特開２００２－１５４４９８号公報（特許文献２）に記載された発明の様に集光手段をガス圧で展開させる方法や、例えば特開平７－２０９５０８号公報（特許文献３）に記載された発明の様に集光手段を宇宙空間において製造する方法が知られている。
【０００５】
更に、太陽光線を太陽光パネルによって電気に変換した後に、遠隔地へと無線送電する活用方法も知られており、例えば２００３－３０９９３８号公報（特許文献４）に記載された発明のように、宇宙空間において太陽光から発電して得た電気をマイクロ波として地球に向けて送信し、地上の受信アンテナによって再度電気に変換して利用する方法も知られている。
【０００６】
このように太陽光を電気やマイクロ波に変換することで、様々な機械や電子機器を稼働させるためのエネルギーとして利用することや、離れた宇宙空間または地球上といった遠隔地に送信することが可能となるが、エネルギーの変換という工程が都度介在するため、その変換のための装置を備える必要があり、また、変換効率を１００％とすることは事実上困難であるため、変換の度にロスが発生するという懸念もあった。
【０００７】
そこで、なるべく多くの太陽光をロスが少ないように利用する、すなわち高い効率での宇宙空間における太陽光の活用方法が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開平３－１０４８００号公報
特開２００２－１５４４９８号公報
特開平７－２０９５０８号公報
特開２００３－３０９９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、宇宙空間において太陽光を受光して遠隔地へ送信するための装置において、比較的単純な構造で、なるべく高い効率での受光および送信を可能とした装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明は、宇宙空間で使用する集光照射装置であって、受光した太陽光を焦点に集光する集光レンズユニットと、一方の開口端を入射口、他方の開口端を照射口とし、前記集光レンズユニットの焦点と前記入射口を一致させて配置された照射管と、前記集光レンズユニットおよび前記照射管を連結するアームと、を備え、
前記集光レンズユニットは集光レンズがヒンジ部を有する折り畳み式フレームにより保持されており、前記折り畳み式フレームが折り畳まれた状態で地上から打ち上げられた後、宇宙空間において前記折り畳み式フレームに備えた弾性体の復元力によって前記折り畳み式フレームが展開した状態となることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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