La présente invention concerne une structure segmentée.

Cette structure segmentée comprend au moins deux panneaux liés ensemble et destinés à être déployés dans l'espace.

Bien que non exclusivement, la présente invention s'applique plus particulièrement à une structure segmentée faisant partie d'un réflecteur d'antenne de satellite de télécommunication, en particulier à un réflecteur d'antenne de grande dimension, fonctionnant dans des bandes de fréquence élevées. Un tel réflecteur d'antenne comprend généralement une structure rigide (appelée coque) pourvue d'une surface réfléchissante et des moyens de renfort à l'arrière de cette surface, qui participent au maintien de la coque et à la liaison avec le satellite.

La grande dimension de la coque d'un tel réflecteur pose des problèmes d'encombrement lors de l'envoi dans l'espace d'un satellite pourvu d'un tel réflecteur à l'aide d'un lanceur spatial.

Aussi, pour des réflecteurs rigides présentant des diamètres de plusieurs mètres, on prévoit une structure segmentée, pourvue de plusieurs panneaux, en particulier une structure à trois panneaux comprenant un panneau central et deux panneaux d'extrémité.

Cette structure segmentée comporte, de plus, un dispositif de déploiement par panneau d'extrémité, qui est apte à amener le panneau d'extrémité relativement au panneau principal :

- soit dans une position de stockage, dans laquelle le panneau d'extrémité est superposé au panneau principal sur la face arrière de ce dernier, la face avant du panneau d'extrémité étant dirigée dans le même sens que la face avant du panneau principal ;

- soit dans une position déployée, dans laquelle le panneau d'extrémité est positionné à côté et contre le panneau principal de manière à former un ensemble continu au moins sur leurs faces avant. Dans une telle structure segmentée, chaque panneau d'extrémité peut donc prendre une position de stockage pour le transport dans le lanceur spatial et une position déployée lorsque le satellite se trouve dans l'espace.

La présente invention concerne une structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite, comprenant au moins deux panneaux et un dispositif de déploiement permettant de réaliser dans l'espace un déploiement efficace et avantageux de ces deux panneaux.

Selon l'invention, ladite structure segmentée du type comprenant :

- au moins deux panneaux, un premier panneau dit principal comprenant une face avant et une face arrière, et un second panneau dit secondaire comprenant également une face avant et une face arrière ; et

- au moins un dispositif de déploiement relié aux faces arrière respectivement desdits panneaux principal et secondaire et apte à amener ledit panneau secondaire dans l'une ou l'autre des deux positions suivantes, relativement audit panneau principal :

• une position de stockage, dans laquelle ledit panneau secondaire est au moins partiellement superposé audit panneau principal sur la face arrière de ce dernier, la face avant dudit panneau secondaire étant dirigée dans le même sens que la face avant dudit panneau principal ; et

• une position déployée, dans laquelle ledit panneau secondaire est positionné vers l'extérieur du panneau principal, à côté et contre ledit panneau principal de manière à former un ensemble continu au moins sur leurs faces avant,

est remarquable en ce que ledit dispositif de déploiement comporte :

- un système de translation comprenant un chariot mobile, guidé en translation, ledit chariot mobile étant pourvu d'un bras de liaison qui est lié à la face arrière dudit panneau secondaire, ledit système de translation étant apte à générer un mouvement de translation dudit panneau secondaire par rapport audit panneau principal ; et - un système de rotation apte à générer au moins une rotation dudit bras de liaison à une extrémité externe des moyens de translation.

Ainsi, grâce à l'invention, le panneau secondaire de la structure segmentée peut être déployé de façon efficace et avantageuse dans l'espace, de la position de stockage à la position déployée, comme précisé ci-dessous.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, ledit système de translation comporte :

- une structure de guidage configurée pour guider le chariot mobile en translation lors d'un déplacement ; et

- une unité d'entraînement configurée pour déplacer le chariot mobile le long de la structure de guidage.

Avantageusement, ladite unité d'entraînement comporte :

- un système à poulies, comprenant deux poulies agencées à deux extrémités de la structure de guidage, et une première liaison de transmission de rotation comprenant un lien à boucle fermée entourant et reliant les deux poulies, ledit chariot étant fixé à ladite première liaison de transmission de rotation ; et

- des moyens d'entraînement configurés pour entraîner en rotation une première desdites deux poulies.

De préférence, lesdits moyens d'entraînement comportent un moteur rotatif qui est relié par l'intermédiaire d'une deuxième liaison de transmission de rotation à ladite première poulie du système à poulies (par exemple via une poulie supplémentaire), de manière à l'entraîner en rotation.

Par ailleurs, de façon avantageuse :

- le bras de liaison est lié par l'intermédiaire d'une liaison pivot à un élément de structure solidaire de la face arrière du panneau secondaire ; et/ou

- ladite structure de guidage comprend une structure en forme de rampe le long de laquelle est guidé le chariot, ladite structure en forme de rampe étant fixée sur la face arrière du panneau principal et présentant une hauteur, par rapport à cette la face arrière, se réduisant progressivement de l'intérieur vers l'extérieur. Avantageusement, ladite structure de guidage comprend un rouleau de guidage lié au chariot mobile, ledit rouleau de guidage étant agencé latéralement dans une ouverture longitudinale traversante de guidage pratiquée dans la structure de guidage de manière à pouvoir être déplacé, en tournant, le long de cette ouverture longitudinale.

Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation, ledit système de rotation comprend :

- au moins une butée solidaire du système de translation à l'extrémité externe ;

- le bras de liaison, dont une première extrémité, au niveau de la liaison avec le chariot mobile, est configurée pour venir au contact de la butée, ladite butée et ladite première extrémité étant configurées pour coopérer de manière à engendrer un pivotement dudit bras de liaison au niveau de ladite première extrémité ; et

- des moyens d'entraînement configurés pour entraîner en rotation un élément de structure solidaire de la face arrière du panneau secondaire, par rapport à une seconde extrémité du bras de liaison, lors du pivotement dudit bras de liaison. De préférence, lesdits moyens d'entraînement comprennent deux poulies agencées respectivement aux deux extrémités du bras de liaison et reliées entre elles par l'intermédiaire d'une troisième liaison de transmission de rotation.

En outre, dans un second mode de réalisation, ledit système de rotation comprend une extrémité externe auxiliaire prévue sur la structure de guidage et ladite extrémité externe auxiliaire est courbée de manière à générer une rotation du bras de liaison fixé au chariot mobile lors d'un guidage du chariot mobile le long de cette extrémité externe auxiliaire courbée.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, la structure segmentée comprend :

- un panneau principal central ; - deux panneaux secondaires agencés de part et d'autre dudit panneau principal central dans la position déployée de manière à présenter une forme parabolique ; et

- au moins deux dispositifs de déploiement associés, respectivement auxdits panneaux secondaires.

Selon la variante de réalisation envisagée, on peut prévoir un ou plusieurs (2, 3,...) dispositifs de déploiement par panneau secondaire.

La présente invention concerne également :

- un réflecteur d'antenne de satellite qui comprend une structure segmentée telle que précitée ; et

- un satellite qui comprend au moins une telle structure segmentée ou un tel réflecteur d'antenne.

La présente invention concerne également un procédé de déploiement d'une structure segmentée telle que précitée.

Selon l'invention, ce procédé comprend des étapes successives consistant, lors du déploiement de la position stockée à la position déployée : a) à réaliser une translation du chariot mobile pourvu du bras de liaison auquel est lié ledit panneau secondaire, à l'aide dudit système de translation, dans un sens de translation vers l'extérieur du panneau principal de manière à amener le chariot mobile vers l'extrémité externe du système de translation ; et

b) à réaliser au moins une rotation dudit bras de liaison auquel est lié le panneau secondaire, à l'aide dudit système de rotation, de manière à amener les panneaux secondaire et principal l'un à côté de l'autre sensiblement dans un même plan général.

Avantageusement, l'étape b) consiste à réaliser une double rotation, à savoir :

- d'une part, d'une première extrémité du bras de liaison par rapport à la structure de guidage qui est fixée sur la face arrière du panneau principal ; et - d'autre part, d'un élément de structure solidaire de la face arrière du panneau secondaire, par rapport à une seconde extrémité du bras de liaison. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.

La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation particulier d'une structure segmentée illustrant l'invention et comprenant un panneau central ainsi que deux panneaux secondaires, dont l'un est dans une position de stockage et l'autre dans une position déployée.

La figure 2 est une vue schématique en perspective similaire à celle de la figure 1, mais pour laquelle les deux panneaux sont dans une position déployée.

Les figures 3 à 6 sont des vues partielles schématiques, en perspective, d'un mode de réalisation particulier d'un dispositif de déploiement.

Les figures 7 et 9 sont des vues partielles schématiques, en perspective, d'un mode de réalisation particulier d'un système de rotation d'un dispositif de déploiement.

Les figures 8 et 10 illustrent un pivotement d'un bras de liaison.

Les figures 11A à 11C illustrent, en vue schématique en perspective, différentes étapes successives de déploiement d'un panneau secondaire par rapport à un panneau principal d'une structure segmentée.

La structure segmentée 1 , illustrant l'invention et représentée schématiquement sur la figure 1 notamment, est destinée, plus particulièrement bien que non exclusivement, à un réflecteur d'antenne de satellite de télécommunication. Un tel réflecteur d'antenne comprend généralement, lorsqu'il est déployé dans l'espace, une structure rigide (appelée coque) pourvue d'une surface réfléchissante, ainsi que des moyens de renfort et de maintien (non représentés) à l'arrière de cette structure, qui participent au maintien de la coque et à la liaison avec le satellite. Notamment pour des raisons d'encombrement lors du lancement du satellite par un lanceur spatial, cette structure est de type segmenté, c'est-à-dire qu'elle est formée de plusieurs segments ou panneaux. Plus précisément, la présente invention concerne une structure segmentée 1 du type comprenant :

- au moins deux panneaux, à savoir au moins un premier panneau 2 dit principal comprenant une face avant 2A et une face arrière 2B (figures 1 et 2), et au moins un second panneau 3, 4 dit secondaire comprenant également une face avant 3A, 4A et une face arrière 3B, 4B ; et

- au moins un dispositif de déploiement 5 qui est relié aux faces arrière 2B et 3B respectivement du panneau principal 2 et d'un panneau secondaire (le panneau 3 dans l'exemple des figures 1 et 2).

Ce dispositif de déploiement 5 est apte à amener le panneau secondaire 3, dans l'une ou l'autre des deux positions suivantes, relativement au panneau principal 2 :

• une position de stockage P1 comme représenté sur les figures 1 et 11A, dans laquelle ledit panneau secondaire 3 est au moins partiellement superposé et de préférence complètement superposé au panneau principal 2 sur la face arrière 2B de ce dernier. La face avant 3A du panneau secondaire 3 est dirigée dans le même sens que la face avant 2A du panneau principal 2 ; et

• une position déployée P2 comme représenté sur les figures 2 et 11 C, dans laquelle le panneau secondaire 3 est positionné à côté et contre le panneau principal 2 de manière à former un ensemble continu au moins sur leurs faces avant 2A et 3A.

Dans la description de la présente invention, on entend :

- par face avant et face arrière, les deux faces d'un panneau, la face avant 3A, 4A d'un panneau secondaire 3, 4 étant superposée au moins partiellement à la face arrière 2B du panneau principal 2, chaque face avant 2A, 3A, 4A correspondant dans le cas d'un réflecteur d'antenne à la face réfléchissante ; et

- par interne et externe, les positions des différents éléments concernés par rapport au centre de la structure segmentée 1 dans la position déployée de cette dernière (figure 2), « interne » s'appliquant à la position la plus proche du centre et « externe » s'appliquant à la position la plus éloignée du centre dans cette position déployée (dans la direction d'un axe X-X (figure 1), en l'occurrence un axe de symétrie de la structure segmentée 1).

Dans le mode de réalisation préféré, représenté sur les figures, la structure segmentée 1 comprend :

- un panneau principal 2 central ;

- deux panneaux secondaires 3 et 4 agencés de part et d'autre dudit panneau principal 2 central dans la position complètement déployée (figure 2) de telle sorte que ces trois panneaux 2, 3 et 4 présentent une forme parabolique dans cette position complètement déployée ; et

- deux dispositifs de déploiement 5 associés, respectivement, auxdits panneaux secondaires 3 et 4, dont uniquement celui associé au panneau secondaire 3 est représenté.

Selon la variante de réalisation envisagée, on peut prévoir un ou plusieurs (2, 3,...) dispositifs de déploiement 5 par panneau secondaire 3, 4.

Dans la situation de la figure 1 , l'un 4 des panneaux secondaires 3 et 4 est dans la position déployée P2, et l'autre 3 desdits panneaux secondaires 3 et 4 est dans la position de stockage P1. Pour des raisons de simplification du dessin, le dispositif de déploiement du panneau secondaire 4 déployé (qui est similaire à celui 5 du panneau secondaire 3) n'est pas représenté sur cette figure 1 et le panneau secondaire 4 est uniquement montré partiellement en traits interrompus.

Selon l'invention, chacun des dispositifs de déploiement 5 de la structure segmentée 1 , comporte :

- un système de translation 6 comprenant un chariot mobile 7, guidé en translation d'une extrémité interne 6A à une extrémité externe 6B. Le chariot mobile 7 est pourvu d'un bras de liaison 9 qui est lié à la face arrière 3B, 4B dudit panneau secondaire 3, 4. Ledit système de translation 6 est apte à générer un mouvement de translation dudit panneau secondaire 3, 4 par rapport audit panneau principal 2, comme illustré par trois positions successives A1 , A2 et A3 du bras de liaison 9 sur la figure 3 ; et - un système de rotation 8 apte à générer au moins une rotation dudit bras de liaison 9 à une extrémité externe 6B (figure 3) du système de translation 6, de manière à générer un mouvement de rotation dudit panneau secondaire 3, 4 par rapport audit panneau principal 2.

Le bras de liaison 9 est lié :

- par l'intermédiaire d'une liaison pivot 11 à un élément de structure 12 solidaire de la face arrière 3B du panneau secondaire 3, comme représenté sur les figures 1 et 2 ; et

- par l'intermédiaire d'une liaison pivot 13 au chariot mobile 7, comme montré sur les figures 2 et 5.

Un tel dispositif de déploiement 5 (comprenant un assemblage de système pivotant et d'un bras de liaison, portés par un chariot mobile en translation) permet de réaliser un déploiement efficace et avantageux du panneau secondaire 3, 4, auquel il est associé, de la position de stockage P1 à la position déployée P2, comme précisé ci-dessous.

Ledit système de translation 6 comporte, comme représenté sur la figure 3 :

- une structure de guidage 14 configurée pour guider le chariot mobile 7 en translation lors d'un déplacement dans le sens indiqué par une flèche E ; et - une unité d'entraînement 15 configurée pour déplacer le chariot mobile 7 le long de la structure de guidage 14.

Ladite structure de guidage 14 comprend une structure 16 réalisée sous forme de plaque et présentant une forme de rampe. Cette structure 16 est fixée sur la face arrière 2B du panneau principal 2 et présente une hauteur, par rapport à cette face arrière 2B, se réduisant progressivement de l'intérieur vers l'extérieur, c'est-à-dire d'une extrémité interne 16A vers une extrémité externe 16B de la structure 16 (figure 3).

La structure de guidage 14 comprend, de plus, au niveau de l'extrémité interne 16A de la structure 16 deux éléments plans transversaux 19A et 19B destinés à supporter latéralement la structure 16, comme représenté par exemple sur les figures 2 et 3. De préférence, les deux éléments plans transversaux 19A et 19B font partie de moyens de renfort de la structure segmentée 1 , tels que ceux prévus à l'arrière de la surface réfléchissante dans le cas d'un réflecteur d'antenne.

Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, comme représenté notamment sur la figure 4, le bras de liaison 9 comprend deux parties de bras 17 et 18, de forme plane, identiques et agencées parallèlement l'un par rapport à l'autre. Chacune desdits parties de bras 17 et 18 comprend deux segments plans allongés, supérieur 17A, 18A et inférieur 17B, 18B, qui sont reliés ensemble en formant un coude. La liaison pivot 11 est prévue à l'extrémité libre (supérieure) entre les deux segments 17A et 18A supérieurs. L'élément de structure 12 qui est agencé entre ces deux segments 17A et 18A, est représenté partiellement et en transparence sur la figure 4. De plus, le bras de liaison 9 est lié au chariot mobile 7 par liaison pivot par l'intermédiaire de l'extrémité libre (inférieure) des deux segments 17B et 18B inférieurs.

Ladite structure de guidage 14 comprend, de plus, un rouleau de guidage 20 lié au chariot mobile 7 (figures 4 et 6). Le rouleau de guidage 20 est agencé latéralement dans une ouverture longitudinale 21 traversante de guidage pratiquée dans la structure de guidage 14 de manière à pouvoir être déplacé, en tournant, le long de cette ouverture longitudinale 21.

Par ailleurs, ladite unité d'entraînement 15 comporte :

- un système à poulies 23, comprenant deux poulies 24A et 25 agencées à deux extrémités de la structure de guidage 14, et une liaison de transmission de rotation 26 comprenant un lien à boucle fermé (de préférence un câble) entourant et reliant les deux poulies 24A et 25, comme représenté notamment sur la figure 3. Ledit chariot 7 est fixé à ladite liaison de transmission de rotation 26 à une extrémité 7A (figure 6) ; et

- des moyens d'entraînement 27 configurés pour entraîner en rotation une première 24A desdites deux poulies 24A et 25 du système à poulies 23, comme représenté sur les figures 3 et 5. Lesdits moyens d'entraînement 27 comportent un moteur rotatif 28 usuel, représenté schématiquement sur la figure 5, qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison de transmission de rotation 29 (de préférence un câble) à une poulie 24B qui est reliée à la poulie 24A du système à poulies 23, de manière à l'entraîner en rotation, comme illustré par des flèches F2. Ainsi, lorsque le moteur rotatif 28, de préférence un moteur électrique, génère une rotation illustrée par des flèches F1 sur la figure 5, la poulie 24B est entraînée en rotation comme illustré par des flèches F2. Cette dernière entraîne alors en rotation la poulie 24A (flèches F3 sur la figure 3) qui fait se déplacer le chariot 7 et le bras de liaison 9 (via la liaison 26) dans le sens E (Figure 3). Le moteur 28 permet un pilotage en vitesse et un sens de rotation pour un déploiement réversible.

Par ailleurs, le système de rotation 8 (apte à générer la rotation du système de translation 6) peut être réalisé de différentes manières.

Dans un premier mode de réalisation préféré, représenté sur les figures 7 à 10, ledit système de rotation 8 comprend :

- au moins une butée 30 solidaire du système de translation 6 et de la structure de guidage 14 à l'extrémité externe 6B ;

- le bras de liaison 9, dont une extrémité 31A, au niveau de la liaison avec le chariot 7, est configurée pour venir au contact de la butée 30. La butée 30 et ladite extrémité 31 A sont configurées pour coopérer de manière à engendrer un pivotement du bras de liaison 9 au niveau de ladite extrémité 31A autour d'un point de contact 32, comme illustré par différentes positions H1 à H5 sur la figure 8 ; et

- des moyens d'entraînement 33 configurés pour entraîner en rotation l'élément de structure 12 solidaire de la face arrière 3B du panneau secondaire 3, par rapport à une seconde extrémité 31 B du bras de liaison 9, lors du pivotement dudit bras de liaison 9.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 9, lesdits moyens d'entraînement 33 comprennent deux poulies 34 et 35 agencées respectivement aux deux extrémités du bras de liaison 9 et reliées entre elles par une liaison de transmission de rotation 36 (de préférence un câble).

La poulie 35 est entraînée en rotation par la mise en butée et la translation, et elle transmet le mouvement de rotation à la poulie 34, ce qui provoque le pivotement de l'élément de structure 12 selon le sens d'une flèche G2 (lors du pivotement du bras de liaison selon le sens d'une flèche G1), comme représenté sur la figure 10. La figure 10 montre différentes positions successives B1 , B2, et B3 lors du pivotement de manière à aboutir à la position B3 permettant de positionner le panneau secondaire 3 dans le plan général du panneau principal 2.

En outre, dans un second mode de réalisation (non représenté), ledit système de rotation peut comprendre une extrémité externe auxiliaire prévue sur la structure de guidage. Cette extrémité externe auxiliaire est courbée de manière à générer une rotation du bras de liaison fixé au chariot lors d'un guidage du chariot le long de cette extrémité externe auxiliaire courbée.

Les dispositifs de déploiement 5 de la structure segmentée 1 , associés aux différents panneaux secondaires 3 et 4 de cette structure segmentée 1 , permettent donc de réaliser un déploiement de la structure segmentée 1 d'une position de stockage complet (pour laquelle tous les panneaux secondaires 3 et 4 sont dans une position de stockage P1) à une position complètement déployée (pour laquelle tous les panneaux secondaires 3 et 4 sont dans une position déployée P2, comme représenté notamment sur la figure 2).

Le dispositif de déploiement 5 comporte également des moyens non représentés (par exemple une unité centrale) pour commander, notamment, le moteur rotatif 28 (moteur électrique).

Par ailleurs, la structure segmentée 1 peut comprendre des moyens de maintien usuels (non représentés) des différents panneaux 2, 3 et 4 dans la position de stockage P1. Ces moyens de maintien sont libérés avant le déploiement, pour que chaque dispositif de déploiement 5 puisse mettre en œuvre le déploiement précisé ci-dessous. Le fonctionnement dudit dispositif de déploiement 5, pour le déploiement d'un 3 desdits panneaux secondaires 3, 4 à partir de la position stockée P1 des figures 1 et 11A à la position déployée P2 des figures 2 et 11C, est le suivant :

a) on réalise, à partir de la position stockée P1 de la figure 11 A par exemple, une translation du chariot mobile 7 pourvu du bras de liaison 9 auquel est lié ledit panneau secondaire 3, à l'aide dudit système de translation 6, dans un sens de translation E vers l'extérieur de manière à amener le chariot mobile 7 vers l'extrémité externe 6B du système de translation 6. Les figures 11A à 11C illustrent différentes étapes successives du déploiement du panneau secondaire 3 par rapport au panneau principal 2, la figure 11 B montrant une position intermédiaire Pi entre les positions P1 et P2 ; et

b) on réalise au moins une rotation dudit bras de liaison 9 auquel est lié le panneau secondaire 3, à l'aide dudit système de rotation 8, de manière à amener le panneau secondaire 3 sensiblement dans le plan général du panneau principal 2, en amenant de plus le panneau secondaire 3 sensiblement au contact du panneau principal 2, dans une position représentant la position déployée P2, comme illustré sur la figure 11C.

L'étape b) consiste à réaliser une double rotation, comme représenté sur la figure 10, à savoir :

- d'une part, d'une première extrémité 31A du bras de liaison 9 par rapport à la structure de guidage 14 qui est fixée sur la face arrière 2B du panneau principal 2, comme illustré par la flèche G1 ; et

- d'autre part, d'un élément de structure 12 solidaire de la face arrière 38 du panneau secondaire 3, par rapport à une seconde extrémité 31 B du bras de liaison 9, comme illustré par la flèche G2.

Le même procédé de déploiement est mis en œuvre pour le panneau secondaire 4 (non représenté sur les figures 11A à 1 C) de manière à finalement obtenir une position complètement déployée de la structure segmentée 1. Bien entendu, le dispositif 5 peut également amener la structure segmentée de la position déployée P2 à la position stockée P1 , si cela s'avérait nécessaire, par exemple pour une opération de validation, en réalisant les opérations précitées dans l'ordre inverse (b, a), avec chaque opération (rotation, translation) mise en œuvre en sens inverse.

Par ailleurs, la structure segmentée 1 peut comporter des moyens non représentés pour permettre un positionnement final précis entre un panneau secondaire 3, 4 et le panneau principal 2, par exemple dans la situation de la figure 11C pour le panneau secondaire 3, ainsi que des moyens pour verrouiller les panneaux dans la position complètement déployée de la structure segmentée 1.