用于发射多个航天器的系统和方法技术方案

本公开涉及用于发射多个航天器的系统和方法。具体地，涉及用于从沿着在轨路径行进的运载火箭发射设置在航天器堆层中的多个航天器的系统和方法，所述系统和方法包括：在第一时间时发生的第一分离事件中，利用第一分离力从所述航天器堆层中释放第一航天器，所述第一分离力具有沿着所述在轨路径的第一分离力在轨分量。随后，在第二时间时发生的第二分离事件中，利用第二分离力从所述航天器堆层中释放第二航天器，所述第二分离力具有沿着所述在轨路径的第二分离力在轨分量，其中，所述第二时间在所述第一时间之后发生第一时延。所述第一分离力在轨分量和第二分离力在轨分量可例如通过改变所述分离力的幅值或者改变发射所述航天器的角度而变得不同。

【技术实现步骤摘要】
用于发射多个航天器的系统和方法
本公开总体上涉及航天器系统和方法，更具体地，涉及从运载火箭(launchvehicle)发射多个航天器的系统和方法。除非本文另外表明，本部分中描述的资料不作为权利要求的现有技术，并且不容许通过包含在本部分中而作为现有技术。
技术介绍
为了降低与将诸如卫星这样的多个航天器发射到外层空间关联的成本，可以使用单个运载火箭来将多个航天器的有效载荷从行星表面运输至外层空间。一旦运载火箭达到期望的高度，就可以从运载火箭上分配所述多个航天器。随着将多个航天器发射到轨道，必须注意防止随后在已发射的航天器之间发生碰撞。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了一种用于从沿着在轨(in-track)路径行进的运载火箭发射设置在航天器堆层中的多个航天器的方法，所述方法包括以下步骤：在第一时间时发生的第一分离事件中，利用第一分离力从所述航天器堆层中释放第一航天器，所述第一分离力具有沿着所述在轨路径的第一分离力在轨分量。随后，在第二时间时发生的第二分离事件中，利用第二分离力从所述航天器堆层中释放第二航天器，所述第二分离力具有沿着所述在轨路径的第二分离力在轨分量，其中，所述第二时间在所述第一时间之后发生第一时延。根据本公开的另一方面，提供了一种用于从沿着在轨路径行进的运载火箭发射多个航天器的系统，所述系统包括：航天器堆层，所述航天器堆层可释放地联接至所述运载火箭，并且所述航天器堆层至少包括可释放地联接至第二航天器的第一航天器。第一分离组装件可释放地将所述第一航天器与所述第二航天器联接。将至少一个第一偏置部件设置在所述第一航天器与所述第二航天器之间，并且将所述至少一个第一偏置部件配置成生成第一分离力，所述第一分离力具有沿着所述在轨路径的第一分离力在轨分量。将第二分离组装件与所述第二航天器关联，并且将至少一个第二偏置部件与所述第二航天器关联，并且将所述至少一个第二偏置部件配置成生成第二分离力，所述第二分离力具有沿着所述在轨路径的第二分离力在轨分量。将堆层分离控制器在工作上联接至所述第一分离组装件和所述第二分离组装件。所述堆层分离控制器被编程成执行一方法，所述方法包括以下步骤：在第一时间时发生的第一分离事件期间，使所述第一分离组装件致动，以从所述航天器堆层中释放所述第一航天器；并且在第二时间时发生的第二分离事件期间，使所述第二分离组装件致动，以从所述航天器堆层中释放所述第二航天器，其中，所述第二时间在所述第一时间之后发生第一时延。根据本公开的另一方面，提供了一种用于从沿着在轨路径行进的运载火箭发射设置在航天器堆层中的多个航天器的方法。所述方法包括以下步骤：在第一时间时发生的第一分离事件中，利用第一分离力从所述航天器堆层中释放第一航天器，所述第一分离力具有沿着所述在轨路径的第一分离力在轨分量。所述方法还包括以下步骤：在第二时间时发生的第二分离事件中，利用第二分离力从所述航天器堆层中释放第二航天器，所述第二分离力具有沿着所述在轨路径的第二分离力在轨分量，其中，所述第二时间在所述第一时间之后发生第一时延。另外，所述方法包括以下步骤：在第三时间时发生的第三分离事件中，利用第三分离力从所述航天器堆层中释放第三航天器，所述第三分离力具有沿着所述在轨路径的第三分离力在轨分量，其中，所述第三时间在所述第一时间之后发生第二时延。更进一步地，所述方法包括以下步骤：在第四时间时发生的第四分离事件中，利用第四分离力从所述航天器堆层中释放第四航天器，所述第四分离力具有沿着所述在轨路径的第四分离力在轨分量，其中，所述第四时间在所述第一时间之后发生第三时延。所述第一、第二、第三以及第四分离力在轨分量中的各个分离力在轨分量均不同于所述第一、第二、第三以及第四分离力在轨分量中的其它分离力在轨分量。已经讨论的特征、功能以及优点可以在各种示例中独立地实现，或者可以在其它示例中进行组合，其进一步的细节可以参照下面的描述和附图而得以了解。附图说明图1是描绘根据本公开的火箭的示例的简化图。图2是根据本公开的航天器系统的示例的立体图。图3是图2的航天器系统的侧面正视图。图4是描绘根据本公开的发射多个航天器的第一方法的简化图。图5是描绘根据本公开的发射多个航天器的第二方法的简化图。图6是描绘根据本公开的发射多个航天器的第三方法的简化图。图7是描绘根据本公开的发射多个航天器的第四方法的简化图。图8是例示根据本公开的一种或更多种方法的流程图。应当明白，附图不一定是按比例绘制的，并且有时示意性地例示了所公开的示例。要进一步清楚的是，下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开或本申请及其用途。因此，尽管为便于解释而将本公开描绘和描述为某些例示性示例，但应清楚，可以在各种其它类型的示例中以及在各种其它系统和环境中实现本公开。具体实施方式下面的详细描述是执行本公开的目前最佳预期模式。由于本公开的范围是由所附权利要求最佳地限定的，因此本描述不应按限制性意义来看待，而是仅仅出于例示本公开的一般原理的目的来制成的。I.概述本公开的方法和系统提供了用于从运载火箭部署多个航天器的航天器系统和方法。该航天器例如可以是卫星和/或行星际探测器。作为示例，运载火箭可以是用于将有效载荷从行星表面运送到外层空间的火箭。在示例内，航天器系统包括按堆层(stack)设置的多个航天器。该堆层中的各个航天器可释放地联接至紧邻该航天器上方或下方的一个或更多个相邻的航天器。航天器系统还可以包括将航天器堆层联接至运载火箭的适配器。该适配器可以具有：可释放地联接至堆层中的最底部的航天器的第一端部，和被配置成联接至运载火箭的支承表面的第二端部。在一些情况下，一种运载火箭的支承表面可以不同于另一种运载火箭的支承表面。为了使航天器系统适应多种不同的运载火箭，可以将一组适配器设置有分别对应于不同类型的运载火箭的支承表面的多个第二端部构造。这样，通过从该组适配器当中选择与要被用于航天器系统的特定发射的特定类型的运载火箭相对应的适配器，可以容易地将航天器系统部署在多种不同类型的运载火箭中。航天器系统可以包括多个可释放紧固件，这些可释放紧固件将航天器可释放地联接至相邻的航天器和/或适配器。通常，各个可释放紧固件是可致动的，以提供由该可释放紧固件彼此联接的相应组件的机械释放。例如，各个可释放紧固件可以在该可释放紧固件的第一状态下将航天器系统的相应组件彼此联接，并且在该可释放紧固件的第二状态下将该相应组件彼此释放。各个可释放紧固件可以响应于从控制器接收到的信号而在第一状态与第二状态之间选择性地致动。在一个方面，控制器可以将信号发送至该可释放紧固件，从而从堆层中释放出一个航天器。在一个示例中，控制器按从堆层的最顶部的航天器到堆层的最底部的航天器的次序，一个接一个地使航天器从堆层中释放出来。就术语“最顶部的航天器”而言，其意思是堆层中的距离运载火箭的支承表面最远的航天器。就术语“最底部的航天器”而言，其意思是堆层中的距离运载火箭的支承表面最近的航天器。航本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从运载火箭(102)发射设置在航天器堆层(120)中的多个航天器的方法(800)，所述运载火箭(102)沿着在轨路径(104)行进，所述方法包括以下步骤：/n在第一时间时发生的第一分离事件(302a)中，利用第一分离力从所述航天器堆层(120)中释放(802)第一航天器(120a)，所述第一分离力具有沿着所述在轨路径(104)的第一分离力在轨分量；以及/n在第二时间时发生的第二分离事件(302b)中，利用第二分离力从所述航天器堆层(120)中释放(804)第二航天器(120b)，所述第二分离力具有沿着所述在轨路径(104)的第二分离力在轨分量，其中，所述第二时间在所述第一时间之后发生第一时延。/n

【技术特征摘要】
20190222 US 16/283,3961.一种用于从运载火箭(102)发射设置在航天器堆层(120)中的多个航天器的方法(800)，所述运载火箭(102)沿着在轨路径(104)行进，所述方法包括以下步骤：
在第一时间时发生的第一分离事件(302a)中，利用第一分离力从所述航天器堆层(120)中释放(802)第一航天器(120a)，所述第一分离力具有沿着所述在轨路径(104)的第一分离力在轨分量；以及
在第二时间时发生的第二分离事件(302b)中，利用第二分离力从所述航天器堆层(120)中释放(804)第二航天器(120b)，所述第二分离力具有沿着所述在轨路径(104)的第二分离力在轨分量，其中，所述第二时间在所述第一时间之后发生第一时延。


2.根据权利要求1所述的方法(800)，其中，所述第一分离力在轨分量大致等于所述第二分离力在轨分量。


3.根据权利要求1所述的方法(800)，其中，所述第一分离力在轨分量大于所述第二分离力在轨分量。


4.根据权利要求3所述的方法(800)，其中，所述第一分离力的幅值大于所述第二分离力的幅值。


5.根据权利要求3所述的方法(800)，其中：
所述运载火箭(102)在所述第一分离事件(302a)期间定向在沿着所述在轨路径(104)的向前方向上；并且
所述运载火箭(102)在所述第二分离事件(302b)期间定向在第一旋转后方向上，所述第一旋转后方向相对于沿着所述在轨路径(104)的所述向前方向有角度地偏移了第一旋转角度(α)。


6.根据权利要求5所述的方法(800)，其中所述第一旋转角度满足以下项中的一项：
所述第一旋转角度(α)为180度；以及
所述第一旋转角度(α)为60度。


7.根据权利要求1所述的方法(800)，所述方法还包括以下步骤：
在第三时间时发生的第三分离事件(302c)中，利用第三分离力从所述航天器堆层(120)中释放(806)第三航天器(120c)，所述第三分离力具有沿着所述在轨路径(104)的第三分离力在轨分量，其中，所述第三时间在所述第二时间之后发生第二时延，其中，所述第一分离力在轨分量大于所述第二分离力在轨分量，并且其中，所述第二分离力在轨分量大于所述第三分离力在轨分量。


8.根据权利要求7所述的方法(800)，其中：
所述运载火箭(102)在所述第一分离事件(302a)期间定向在沿着所述在轨路径(104)的向前方向上；
所述运载火箭(102)在所述第二分离事件(302b)期间保持在沿着所述在轨路径(104)的所述向前方向上；并且
所述运载火箭(102)在所述第三分离事件(302c)期间定向在第一旋转后方向上，所述第一旋转后方向相对于所述向前方向有角度地偏移了第一旋转角度(α)。


9.根据权利要求7所述的方法，其中：
在所述第一分离事件期间，所述运载火箭(102)定向在沿着所述在轨路径(104)的向前方向上；
在所述第二分离事件期间，所述运载火箭(102)定向在第一旋转后方向上，所述第一旋转后方向相对于所述向前方向有角度地偏移了第一旋转角度(α)；以及
在所述第三分离事件期间，所述运载火箭(102)定向在第二旋转后方向上，所述第二旋转后方向相对于所述向前方向有角度地偏移了第二旋转角度(β)，其中，所述第二旋转角度(β)不同于所述第一旋转角度(α)。


10.一种用于从沿着在轨路径(104)行进的运载火箭(102)发射多个航天器的系统(100)，所述系统(100)包括：
航天器堆层(120)，所述航天器堆层可释放地联接至所述运载火箭(102)，所述航天器堆层(120)至少包括可释放地联接至第二航天器(120b)的第一航天器(120a)；
第一分离组装件(130a)，所述第一分离组装件(130a)可释放地将所述第一航天器(120a)与所述第二航天器(120b)联接起来；
至少一个第一偏置部件(150a)，所述至少一个第一偏置部件设置在所述第一航天器(120a)与所述第二航天器(120b)之间，并且所述至少一个第一偏置部件被配置成生成第一分离力，所述第一分离力具有沿着所述在轨路径(104)的第一分离力在轨分量；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·W·曼苏尔，G·E·莱姆基，J·D·福莱特霍姆，J·S·诺埃尔，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US