Абстрактный
Спутниковая система модификации погоды (SWMS) использует спутники Земли для использования солнечной энергии для изменения термодинамики и состава атмосферы Земли. SWMS состоит из трех подсистем: Первая подсистема включает сеть спутников Земли, называемых спутниковыми двигателями (SEs), используемыми для отражения солнечной энергии и/или преобразования солнечной энергии в другие формы энергетических лучей, выделяемых в определенных местах.


Среды в этих местах и среды, через которые проходят энергетические лучи, поглощают эти энергии и превращают их в тепло. Вторая подсистема включает в себя большую сеть устройств дистанционного зондирования (RSDs). Эти датчики используются для измерения состава локальных сред, динамических параметров и термодинамических свойств. Измерения датчиков передаются обратно в третью подсистему, которая включает сеть наземных станций управления (GCSs). GCSS обеспечивают наведение энергетического луча, оценивая характеристики каждого луча и траекторию его целевой точки в зависимости от времени. Интеграция этих трех подсистем создает контур управления и наведения энергетического луча с обратной связью датчика. Приложения SWMS для изменения погоды включают изменение количества осадков, рекультивацию пустошей, уменьшение ущерба от плохой погоды и улучшение окружающей среды. Его приложения, не связанные с погодой, включают подачу концентрированной энергии на электростанции (солнечные, ветровые и гидроэлектростанции), тепличные фермы в высоких широтах и самолеты на солнечных батареях.
Изображения (7)


Классификации
B64G1/10 Искусственные спутники; Системы таких спутников; Межпланетные аппараты
Просмотрите еще 6 классификаций
US5984239A
США

Скачать PDF Найти Уровень Техники Похожие
ИзобретательФранклин Ю. К. Чен
Приложения по всему миру
1995 США 1998 США 1999 США
Приложение US09/069,655 событий
1991-03-27
Приоритет для US67588091 A
1995-06-07
Приоритет для US08/480,883
1998-04-28
Заявление подано Ченом; Франклин Ю. К.
1998-04-28
Приоритет для US09/069,655
1999-11-16
Заявление удовлетворено
1999-11-16
Публикация US5984239A
2011-03-27
Ожидаемый срок годности
Статус
Истекший срок действия - Плата, Связанная
ИнформацияPatent citations (45) Cited by (31) Юридические события Аналогичные документы Приоритетные и связанные с ними приложенияВнешние ссылкиUSPTOПатентный центр USPTOНазначение USPTOEspacenetГлобальное досьеОбсуждать
Описание
Это подразделение предыдущей заявки № 08/480,883, поданной 7 июня 1995 года, в настоящее время Патент США № 5,762 298, которая является продолжением предыдущей заявки № 07/675,880, поданной 27 марта 1991 года, в настоящее время отменена.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область применения изобретения
Это изобретение относится к модификации погоды на основе солнечной энергии и передаче энергии таким образом, чтобы улучшить уровень жизни людей за счет снижения их затрат на энергию и питание и одновременного улучшения окружающей среды.
2. Описание известного уровня техники
Уровень техники, предшествующий настоящей заявке, включает в себя следующее:
Патент США № 4,402,480
Название: Спутник для изменения атмосферы
Изобретатель: Д. М. Уделл, 6 сентября 1983 г.
Патент США № 3,613,992
Название: Метод изменения погоды
Изобретатель: Р. Дж. Кнолленберг, 19 октября 1971 г.
Патент США № 4,371,135
Название: Отражатель космического аппарата с Солнечной батареей
Изобретатель: Дж. Э. Кейглер, 1 февраля 1983 г.
Патент США № 4,305,555
Название: Солнечная энергетическая система со спутником-ретранслятором
Изобретатель: К. Э. Дэвис, 15 декабря 1981 г.
Кроме того, представляют интерес следующие публикации:
Астронавтическое руководство
Р. Х. Баттин, McGraw-Hill Book Co., 1964
Введение в радиолокационные системы
М. И. Скольник, издательство McGraw-Hill Book Co. 1962
и
Радар и атмосфера
автор: А. Дж.Богуш-младший, Артех Хаус, 1989.
В отличие от большей части предшествующего уровня техники, в этом изобретении используется только солнечная энергия, спутники Земли, устройства дистанционного зондирования и компьютеры наземного управления. Дозировка химикатов не требуется. Спутниковая система изменения погоды (SWMS) является как локальным, так и глобальным инструментом изменения погоды. Например, SWMS может одновременно приносить дождь в засушливые районы южной Калифорнии и засушливые районы южной Эфиопии в течение нескольких орбитальных периодов работы спутниковых двигателей. Самое замечательное из всего этого то, что все эти и многие другие задачи могут быть выполнены путем переключения между некоторыми компьютерными кодами.
Это изобретение основано на осознании того, что природные погодные условия всегда оставляют возможности для внесения региональных изменений погоды, которые находятся в пределах возможностей предлагаемой спутниковой системы изменения погоды (SWMS). Полностью разработанная SWMS может обеспечить следующие преимущества.
1. Измените охлаждение, потепление или выпадение осадков в отдельных регионах земли, тем самым изменив местные и/или глобальные погодные условия.
2. Создавайте и поддерживайте травяные или лесные угодья, чтобы сбалансировать увеличение содержания углекислого газа в атмосфере земли, тем самым снижая угрозу глобального потепления.
3. Превратите некоторые пустыри в продуктивные сельскохозяйственные угодья.
4. Увеличьте производство сельскохозяйственной, рыбной и лесной продукции в более высоких широтах.
5. Увеличьте производство электроэнергии на суше непосредственно за счет концентрированной солнечной энергии.
6. Увеличьте производство гидроэлектроэнергии, вызвав выпадение осадков в районах выше по течению от плотин гидроэлектростанций.
7. Сократите затраты на электроэнергию для дома и промышленности.
8. Уменьшите ущерб окружающей среде от суровых погодных условий.
9. Уменьшите ущерб окружающей среде из-за использования ископаемого топлива и ядерного топлива.
10. Создайте уникальный самоподдерживающийся бизнес на основе SWMS, который может предоставлять как услуги, связанные с погодой, так и услуги, не связанные с погодой.
SWMS могут быть реализованы с использованием доступных в настоящее время компонентов, включая средства для отражения солнечных лучей или отвода инфракрасного излучения, лазерных лучей или ламп накаливания.
Улучшения SWMS могут быть расширены постепенно, по-прежнему с использованием обычных компонентов, включая гибкие по частоте и / или интенсивности энергетические лучи или последовательности импульсов от спутниковых двигателей (SEs). Каждый частотный импульс гибкой энергии предназначен для проникновения в заданный слой воздушной массы заданного состава. Например, эти энергетические импульсы могут быть использованы для изменения определенной воздушной массы внутри плотного облака.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Это изобретение представляет собой аэрокосмическую систему, предназначенную для использования солнечной энергии для изменения погоды на Земле. Эта система называется Спутниковой системой изменения погоды (SWMS). Раскрытие этого изобретения охватывает три области. Первая область включает в себя проектирование и/или интеграцию трех ключевых подсистем SWMS. Вторая область включает в себя определение основных методов изменения погоды SWMS. Третья область включает разработку уникальных приложений SWMS для самостоятельных предприятий.
Первая область раскрытия этого изобретения охватывает три ключевые подсистемы SWMS. Они являются:
1. Спутниковые двигатели (СЭС)
Основная функция SE заключается в отражении солнечной энергии или преобразовании солнечной энергии в другую форму энергии перед ее разрядкой в указанное место. Каждый SE-это специально разработанный спутник Земли. В зрелой SWMS многие миллионы SES будут работать скоординированным образом. Как минимум, каждый SE будет спроектирован таким образом, чтобы отражать солнечную энергию и одновременно преобразовывать солнечную энергию в электричество с помощью солнечных элементов. Усовершенствованные модели SE будут способны преобразовывать солнечную энергию в энергетические лучи различной частоты перед их разрядкой. Эти усовершенствованные СЭС могут одновременно разряжать солнечную энергию, изменять частоту и интенсивность в миллиметровом диапазоне (миллиметровая волна) или последовательности радиочастотных или микроволновых импульсов, инфракрасное излучение, лазерный свет и свет накаливания в соответствии с требованиями миссии. Все физические характеристики каждого энергетического луча (солнечного или иного) адаптивно оцениваются наземными станциями управления (GCSs). GCS также оценивает направление каждого энергетического луча, определяя его желаемую траекторию точки прицеливания. Критерии, используемые для выбора и направления каждого энергетического луча, основаны на оцененных конкретных термодинамических изменениях, происходящих в определенной воздушной массе, которая удовлетворяет некоторым требуемым изменениям погодных условий.
Каждый SE будет иметь панели карданов (т. е. панели, установленные на карданных подвесках) на своих внешних поверхностях. Каждая панель карданного подвеса имеет отражатель с одной стороны и солнечные элементы с другой стороны. Кроме того, антенны и лампы, установленные на карданных подвесках, прикреплены к каркасу конструкции SE. SE управляет направлением каждого энергетического луча, управляя ориентацией двух карданов каждой панели относительно каркаса конструкции SE. Используя маховики (или другие методы), каждый SE также управляет ориентацией каркаса своей конструкции относительно инерциального пространства.
Минимальная конфигурация SWMS требует, чтобы все SE были размещены на двух некопланарных орбитах. Эти орбиты слегка наклонены относительно друг друга. Одна орбита всегда будет выше другой орбиты. Каждый каркас конструкции SE будет поддерживать среднюю угловую скорость в один оборот в год по отношению к инерциальному пространству. Во время каждой орбиты вокруг Земли SE будет работать в двух различных режимах, в зависимости от того, находится ли SE внутри или вне тени земли. Эти режимы описаны ниже:
Когда СЭС находятся вне тени Земли, СЭС на более высокой орбите будут вращать свои панели солнечных батарей (с одной стороны), обращенные в общем направлении Солнца. В то же время SES повернет свои отражательные панели (на другой стороне SE) в сторону от солнца. SES на нижних орбитах будут иметь свои отражательные панели (с одной стороны SE), обращенные в общем направлении к солнцу, а их панели солнечных батарей (с другой стороны SE) будут обращены в сторону от солнца. Такое расположение позволяет солнечным лучам сначала отражаться от отражателей SES на нижней орбите к отражателям на SES на более высокой орбите, прежде чем, наконец, отражать эти солнечные лучи на землю (на фиг. 3 см. входящие солнечные лучи 3a, лучи 3b, отраженные с нижней орбиты на более высокую орбиту, и лучи 3c, отраженные с более высокой орбиты в атмосферу Земли).
Когда СЭС находятся в тени Земли, СЭС поворачивают свои отражательные панели так, чтобы они были обращены к отражательным панелям на другой орбите. Такое расположение позволяет солнечным лучам перемещаться между двумя орбитами внутри тени Земли перед сбросом на землю (см. лучи 3z на рис. 3).
2. Устройства дистанционного зондирования (РСД)
Основные функции RSDs заключаются в непрерывном измерении фактических атмосферных условий каждой указанной метеорологической ячейки. В идеале, по всему миру будут распределены миллиарды RSD всех видов. Эти РСД используются для непрерывного мониторинга фактической термодинамики, динамики, состава и других физических условий атмосферы, поверхности суши и воды, недр, солнечных и спутниковых двигателей. Будут существовать различные виды RSD, измеряющие различные параметры. Некоторые РСД будут неподвижны на земле. Другие RSD могут быть расположены на самолетах-спутниках с солнечным питанием (SPSA), на воздушных шарах или на SES. Все измерения RSD помечаются временем и местоположением перед передачей на соответствующие местные наземные станции управления (GCSS) для корреляции и анализа данных. Некоторые измерения отправляются непосредственно в SEs или измеряются непосредственно ею.
3. Наземные станции управления (GCSS)
Основная функция GCSs заключается в предоставлении рекомендаций для каждого пользователя. Это включает в себя определение характеристики каждого энергетического луча и траектории его целевой точки в зависимости от времени. Каждый GCS включает в себя сеть суперкомпьютеров, специальные алгоритмы, математические модели, мониторы, панели управления, устройства хранения данных, электронные библиотеки, передатчики и приемники данных. Основными задачами каждого GCS являются: сохранение подробной информации о местных погодных условиях, интеграция необработанных локальных измерений RDSs с отфильтрованной информацией о погодных условиях в других местах (полученной от других GCSS), экстраполяция погодных условий на будущие моменты времени, мониторинг состояния назначенных спутниковых двигателей (SEs), оценка характеристик назначенных SEs, выявление потенциальных локальных погодных условий, которые могут быть изменены с помощью SWMS, оценка потенциальных вариантов изменения погоды, оценка желаемых запросов на погодные условия, выбор оптимальных группировок SEs, для оценки вариантов задач по изменению погоды SEs, для координации всех задач SEs, для назначения и передачи подробных задач по изменению погоды каждому назначенному SE (т. Е. Указать характеристику энергетического луча и траекторию его целевой точки в зависимости от времени), для поддержания связи между GCSs, RSDs и SEs и, наконец, для принятия вводимых человеком данных и средств управления.
Вторая область раскрытия этого изобретения включает в себя указание методов изменения погоды SWMS. Это включает в себя: охлаждение земли путем отражения солнечных лучей обратно в глубокий космос, нагревание локальных областей путем перенаправления солнечных лучей в локальные области, создание облаков путем нагрева местных влажных поверхностей и изменение компонентов скорости местных воздушных масс путем контролируемого нагрева определенных воздушных масс для создания перепадов давления.
Третья область раскрытия этого изобретения включает организацию уникальных услуг SWMS в самостоятельные бизнес-предприятия. Услуги SWMS включают в себя: изменение погоды (охлаждение, потепление, изменение осадков, изменение компонентов скорости воздушной массы), снабжение энергией (прямая солнечная энергия, косвенная энергия ветра или гидроэлектростанции или самолет на солнечной энергии) и улучшение окружающей среды (рекультивация пустошей, создание тепличных хозяйств, уменьшение ущерба от плохой погоды, сокращение использования ископаемого и ядерного топлива). В приложения SWMS включено изобретение спутникового самолета на солнечной энергии (SPSA). SPSA содержит шарнирный диск солнечных элементов с нулевым подъемом, поддерживаемый двумя крыльями, как показано на фиг. 4. Эти SPSA могут служить глобальными коммуникационными платформами.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
РИС. 1 Обзор функциональных потоков ключевых подсистем Спутниковой системы изменения погоды (SWMS).
РИС. 2. Внешние характеристики Типичного спутникового двигателя (SE). РИС. 2 состоит из рис. 2A (вид сверху), рис. 2B (вид справа), РИС. 2C (вид спереди) и рис. 2D, показывающие типичное расположение подвесных колец панели или антенны.
РИС. 3. Обзор орбитальных операций Спутниковых двигателей (SEs).
РИС. 4. Конструкция самолета-спутника на солнечных батареях (SPSA). РИС. 4 состоит из рис. 4А, который представляет собой вид сечения, сделанный вдоль любой из линий сечения 4А--4А на фиг. 4C и смотрит в направлении стрелок; 4B, который является видом спереди; 4C, который является видом сверху; и 4D, который является видом сбоку.
РИС. 5. Обзор Функций Наземной Станции Управления (GCS).
РИС. 6. Методы Изменения Составляющей Скорости Воздушной Массы.
РИС. 7. Некоторые приложения Спутниковой системы изменения погоды (SWMS).
Подробное описание этих цифр представлено ниже. Важные элементы на каждом рисунке обозначены в тексте жирным шрифтом, обозначающим номер рисунка. Затем за ним следует загнутая строчная буква, чтобы идентифицировать элемент на рисунке. Пример: 4d идентифицирует элемент, помеченный 4d на рис. 4.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Хотя показаны и описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, следует четко понимать, что изобретение не ограничивается этим, но может быть иным образом воплощено и применено на практике в рамках прилагаемой формулы изобретения.
Для облегчения понимания изобретения в настоящем документе ряд признаков обозначен буквой(буквами) и цифрой внутри жирной квадратной скобки, как: [буквы/число] или [буквенный номер/число]. Буква(ы) или буква-номер перед a/0 определяют основные характеристики изобретения. Каждое ненулевое число, следующее за/, представляет функцию, которая, хотя и важна, менее важна, чем основные функции. Основными особенностями являются:
______________________________________[SWMS/O] = Функции, относящиеся к проектированию спутниковой системы изменения погоды (SWMS).[SE/0] Особенности, относящиеся к конструкции спутникового двигателя (SE).[OP/O] Функции, связанные с операциями SEs.[RSD/O] = Функции, связанные с интеграцией устройств дистанционного зондирования (RSDs).[GCS/O] = Характеристики, относящиеся к конструкциям наземных станций управления (GCSs).[C/O] Функции, связанные с контролем энергии направления луча.[F/O] Особенности, связанные с выбором гибких по частоте и интенсивности энергетических лучей.[W#/O] = Функции, относящиеся к основным методам изменения погоды SWMS (# = 1, 2, 3, 4).[A#/O] Функции, относящиеся к приложениям для изменения погоды SWMS и приложениям, не связанным с погодой (# = 1, 2, 3, 4, 5, 6).______________________________________
Отдельный номер, выделенный жирным шрифтом, за которым следует строчная буква, выделенная жирным шрифтом, относится к соответствующим обозначенным элементам на рисунке, обозначенным жирным шрифтом. Пример: 3c представляет элемент, обозначенный 3c на рис. 3.
V. 1 [SWMS/#]: Особенности, связанные с проектированием спутниковой системы изменения погоды (SWMS)
В этом разделе рассматривается основная функция [SWMS/0]. Пять дополнительных функций [SWMS/1], . . . , [SWMS/5] рассматриваются в отдельных параграфах.
Подробное описание функций приведено ниже:
[SWMS/1]
В изобретении используются спутники для использования солнечной энергии и использования этой энергии для изменения выбранных местных погодных условий и/или подачи энергии для различных приложений, не связанных с погодой.
[SWMS/2]
СУО, измененные местными погодными условиями, в определенных ситуациях используются для изменения глобальных погодных условий.
[SWMS/3]
Эта спутниковая система изменения погоды (SWMS) включает в себя следующие три ключевые подсистемы:
Спутниковые двигатели (SEs) 1e.
Устройства дистанционного зондирования (РСД) 1с.
Наземные станции управления (GCSs) 1d.
[SWMS/4]
Большинство СЭС находятся на околоземных орбитах, но некоторые СЭС могут быть установлены на суше, самолетах или кораблях.
[SWMS/5]
В SWMS потоки энергии и информации между солнцем 1a, землей 1b, RSDs 1c, GCSs 1d и SEs 1e, как показано на рис. 1, идентифицированы и перечислены ниже:
______________________________________1f Солнечная энергия от солнца до SEs.1g Солнечная энергия от солнца до земли.1ч Солнечная активность, такая как солнечные пятна, которые могут повлиять на погоду земли и которые измеряются приборами.1i Отраженные лучи солнечной энергии и/или лучи энергии с изменяющейся частотой, сбрасываемые с СЭС на поверхность земли или в атмосферу, или в глубокий космос, или на самолеты-спутники, работающие на солнечных батареях.1j Закодированные лучи солнечной или частотной энергии, отраженные обратно на приборы SEs или на приборы RSDs.1s Лучи солнечной энергии или частотные гибкие лучи энергии от одного SE к другому SE.1k Солнечная энергия или частотная гибкая энергия, отраженная обратно на отражательные панели SEs или солнечные панели SEs панели сотовых телефонов.1l Энергия или сигналы с земли или из атмосферы, принимаемые пассивными сигналами RSDs.1m, передаваемыми и принимаемыми активными данными измерений RDSs.1n с временной и пространственной меткой, передаваемыми с RSDS на GCSs через регулярные промежутки времени.1p Командные и управляющие сообщения от GCSs к RSDs.Отчеты о состоянии 1q от SES к GCSs через регулярные промежутки времени.1r Подробные задания с временной меткой (характеристики каждого энергетического луча и его траектория AAP (Скорректированная точка прицеливания)) для каждого SE из GCSs в через равные промежутки времени.1t Желаемые запросы на местные и глобальные погодные условия.1x Отображение данных и состояния на автономных устройствах.1y Автономный анализ для обновления математических моделей, алгоритмов, операций и библиотечной базы данных GCS.1z Поток данных между GCSS. Каждый GCS в свою очередь координирует деятельность всех GCSs.1u с человеческим (ручным) управлением.______________________________________
V. 2 [SE/#]: Особенности, связанные с конструкцией спутникового двигателя (SE)
В этом разделе рассматривается основная функция [SE/0]. Шесть дополнительных функций [SE/1], . . . , [SE/6] рассматриваются в отдельных параграфах.
[SE/1]
СЭС может иметь любую форму. В этом описании предполагается, что каркас базовой конструкции каждого спутникового двигателя (SE) имеет внешний контур, напоминающий плоскую прямоугольную коробку размером L (Длина)×W (Ширина)×H (Высота), где H-наименьший размер. Все шесть наружных поверхностей этой плоской коробки полностью или частично покрыты отражающими материалами.
[SE/2]
Поверх каждой поверхности L×W находится массив панелей n×m.
[SE/3]
одна сторона каждой панели n×m изготовлена из отражающего материала. Он используется для отражения солнечных лучей или лазерных лучей. Другая сторона каждой панели n×m изготовлена из солнечных элементов. Они используются для преобразования солнечной энергии в электрические токи.
[SE/4]
Каждая панель n×m независимо монтируется на карданных подвесках поверх каждой поверхности L×W. Конструкция выполнена таким образом, что каждая из панелей n×m имеет по меньшей мере две независимые степени свободы положения, 2p и 2r, относительно каркаса 2f конструкции SE.
[SE/5]
инжир. 2 иллюстрирует n×m панелей на каждой стороне L×W каркаса конструкции спутникового двигателя. Кольца карданов на сторонах SE L×H и W×H 2a 2b 2c 2d предназначены для обеспечения независимого управления ориентацией антенн, ламп или любых устройств, указывающих направление. Некоторые антенны используются для передачи на землю быстрых по частоте и интенсивности энергетических лучей. Некоторые антенны используются для передачи или приема частотных энергетических лучей между СЭС. Другие антенны используются для целей связи. Лампы используются для разряда на землю инфракрасного излучения, лазерных лучей или ламп накаливания. Количество антенн или устройств боковых карданов не ограничено только четырьмя 2a 2b 2c 2d, как показано на рис. 2.
[SE/6]
Дополнительные функции, отображаемые на рис. 2 определены следующим образом:
______________________________________2f каркас конструкции SE. Коробка ДхШхВ.2h Типичный набор карданных колец, которые измеряют и контролируют положение каждого отражателя/панели солнечных элементов 2r 2p по отношению к каркасу конструкции SE 2f.2p Одна из двух степеней свободы положения каждой панели по отношению к каркасу конструкции SE.2r Одна из двух степеней свободы положения каждой панели по отношению к каркасу конструкции SE.возможная третья степень свободы положения отражателя/панели солнечных элементов 2q по отношению к каркасу конструкции SE. Это потребует большего расстояния между панелями.2a Гибкие по частоте и интенсивности гибкие антенны для передачи ВЧ или ММВТ или последовательности импульсов СВЧ-энергии.2b Отражатель/панели солнечных батарей.2c Карданные подвесы, установленные инфракрасные лампы или лампы накаливания или лазерные антенны, отражатели/панели солнечных батарей.______________________________________
Кроме того, каждый SE имеет ряд подсистем, находящихся в его структурном каркасе 2f. Они не показаны на рис. 2, но ниже они обозначены как:
______________________________________2w Импульсные колеса или другие средства используются для управления и поддержания стабилизации положения рамы 2f конструкции SE относительно инерциального пространства (см. Функцию (C/#] ниже)2n Навигационной подсистемы.подсистема преобразования энергии 2p: Преобразование постоянного тока от солнечных батарей в инфракрасный, частота гибких и интенсивность гибких энергетических импульсов (см. Функции [F/#]).Компьютерная подсистема 2c.2z Подсистема связи.Втягивающийся приемник 2i, предназначенный для приема энергетических лучей от других SEs.Регулятор мощности 2y.2e Накопители энергии используются для хранения солнечной энергии, собранной, когда SE находится вне тени земли. Эта энергия может быть использована, когда SE находится в тени земли.комплект оптической камеры 2u (опционально или как часть RSDs).Радиолокационный пакет с синтезированной апертурой 2 В и антенна (опционально или как часть RSDs).комплект тепловизионной камеры мощностью 2 Вт (опционально или как часть RSDs).пакет 2x инфракрасных камер (опционально или как часть______________________________________ RSDs).
V. 3 [OP/#]: Особенности, связанные с орбитальными операциями SEs
В этом разделе рассматривается основная функция [OP/1]. Десять дополнительных функций [OP/1], . . . , [OP/10] рассматриваются в отдельных параграфах.
[OP/1]
В качестве минимальной конфигурации SWMS все орбитальные SES размещаются на паре некопланарных орбит. Эти орбиты слегка наклонены друг относительно друга. В этом случае все СЭС распределяются примерно поровну и равномерно распределяются вдоль этих двух орбит. Если обе орбиты повернуты в одну плоскость, одна орбита всегда будет немного выше другой орбиты. Таким образом, орбиты являются непересекающимися и предпочтительно непланарными. Если не указано иное, следующие описания будут для операций SEs на паре непересекающихся-непланарных орбит.
[OP/2]
В центре каждого SE будет находиться начало координат двух систем координат, движущихся вместе с SE по его орбите. Один набор солнечных неподвижных осей имеет одну ось, которая постоянно направлена в центр солнца. Эти оси координат имеют среднюю угловую скорость одного оборота в год по отношению к инерциальному пространству. Другой набор осей закреплен относительно каркаса конструкции SE. Во время обычных операций этот набор будет постоянно слегка наклоняться относительно неподвижных осей солнца, как того требует миссия.
Третий набор полностью инерциальных осей координат необходим для связи векторов от одного набора неподвижных осей Солнца к другому.
[OP/3]
В типичной операции SWMS каждый SE 3n на нижней орбите поддерживает свои панели солнечных отражателей n×m (на одной поверхности L×W), обращенные в общем направлении солнца. Одновременно на другой поверхности L×W каждой нижней орбиты SE будут установлены n×m панелей солнечных батарей, обращенных в сторону от солнца. В то же время каждый SE 3m на более высокой орбите будет иметь свои n×m панелей солнечных батарей (на одной поверхности L×W), обращенных в общем направлении Солнца. Его другие солнечные отражатели n×m (на другой поверхности L×W) будут обращены в сторону от солнца.
Каждый SE испытывает два режима работы во время каждой орбиты вокруг Земли. Эти два режима определяются в соответствии с положением SE, которое находится внутри или снаружи тени земли. Рассмотрим эти два случая:
[OP/4]
Во-первых, когда СЭС находятся вне тени земли: в этом случае расположение панелей отражателя/солнечных элементов СЭс соответствует описанию в разделе [OP/3]. Эти устройства позволяют входящим солнечным лучам 3a от солнца отражаться, как показано на рисунке 3b, от отражателей SEs на нижней орбите к отражателям SEs на более высокой орбите, прежде чем, наконец, быть отраженными в виде солнечных лучей 3c на землю.
[OP/5]
Электроэнергия, вырабатываемая солнечными батареями SES на более высокой орбите, используется для удовлетворения внутренних потребностей каждого SE. Избыточное электричество преобразуется в различные формы энергетических лучей и сбрасывается на землю с помощью антенн или ламп или хранится для последующего использования. В то же время 3n панелей солнечных элементов каждой нижней орбиты SE на одной из ее поверхностей L×W обращены в сторону от солнца. Эти солнечные элементы получают солнечные лучи 3r, отраженные от земли, или 3b, отраженные от других СЭС. Электроэнергия, вырабатываемая этими панелями солнечных батарей, используется для удовлетворения внутренних потребностей каждого SE. Любое избыточное электричество преобразуется в различные формы энергетических лучей и сбрасывается на землю с помощью антенн или ламп или в другой источник или хранится для последующего использования.
[OP/6]
Во-вторых, когда СЭС находятся в тени Земли и когда в тени требуются солнечные или лазерные лучи: в этом случае выбранные СЭС в тени и на обеих орбитах 3m' и 3n' имеют отражающие панели n×m, обращенные в сторону от соответствующих структур SE. Эти СЭС обозначены как 3m' и 3n' на рис. 3. Это устройство позволяет попеременно пропускать солнечные лучи или лазерные лучи между этими SEs 3m' и 3n'. Эта схема перемещает энергетические лучи 3z по зигзагообразной схеме в тень земли 3t перед разрядкой на землю 31' или на высоко летящий SPSA 3p.
[OP/7]
Некоторые СЭС оснащены накопителями энергии большой емкости. Энергия, собранная и накопленная в дневное время, может быть разряжена в ночное время.
[OP/8]
На рис. 3 показан пример двух непересекающихся-некопланарных орбит, слегка наклоненных относительно экваториальной плоскости. На рис. 3 каждый SE представлен тремя короткими черточками, параллельными и рядом с более длинной черточкой, охватывающей три коротких черточки. SES на более высокой орбите 3h обозначены как 3m. SES на нижней орбите 3g обозначены как 3n. Три коротких штриха или 3m 3n представляют собой сторону L×W SE с панелями солнечных батарей n×m, обращенными в сторону от каркаса конструкции SE. Соответствующая более длинная черта 3 м или 3n представляет собой сторону L×W SE с n×m отражающими панелями, обращенными в сторону от каркаса конструкции SE. В общем, когда SES находятся за пределами тени земли 3t, все SES 3m на более высокой орбите 3h имеют свои панели солнечных батарей (три коротких штриха), обращенные в общем направлении солнца. Аналогично, все SEs 3n на нижней орбите 3g имеют свои отражательные панели (одна длинная черта), обращенные в общем направлении солнца.
Продолжение здесь:
https://patents.google.com/patent/US5984239A/en