FR2712128A1 - Système de communication sous-orbital à haute altitude. - Google Patents

Abstract

Système de communication sous-orbitale à haute altitude comprenant au moins deux stations au sol (18, 120) et au moins une station relais à haute altitude (28). Chacune des stations terrestres comprend des moyens pour envoyer et recevoir des signaux de télécommunication. Les stations relais comprennent des moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommunication depuis et vers les stations au sol et depuis et vers d'autres stations relais. Des moyens sont prévus pour commander le mouvement latéral et vertical des stations relais de façon qu'une altitude et une position prédéterminées puissent être atteintes et maintenues pour chaque station relais. Des moyens sont prévus pour récupérer les stations relais de façon qu'elles puissent être entretenues et réutilisées.

Description

Système de communication sous-orbital à haute altitude L'invention

concerne un système de communication à haute altitude de longue durée, et plus particulièrement un système de communication dans un plan sousorbital situé sensiblement au-dessus de tous les systèmes physiquement reliés au sol, et dont les composants peuvent rester en

altitude et en station pendant de longues périodes.

Les systèmes de télécommunication sans fil utilisent habituellement des infrastructures à base soit terrestre (au sol), soit spatiale (satellite), les systèmes à base terrestre comprennent les tours hertziennes et les antennes

placées sur des bâtiments élevés, des montagnes et analo-

gues. On utilise également des ballons attachés au sol. Les systèmes à base spatiale font appel à des satellites munis

d'équipements de télécommunication.

Les systèmes de télécommunication sans fil à base terrestre sont connus depuis les débuts de la radio, il y a presque cent ans. Leurs configurations vont des simples liaisons radio unidirectionnelles et bidirectionnelles aux réseaux de diffusion de radio et de télévision, aux réseaux cellulaires élaborés d'aujourd'hui et aux réseaux de communications

personnelles (PCN) proposés.

Des "stations relais" sont utilisées pour envoyer et recevoir des transmissions radio de et vers d'autres

endroits. Du fait qu'elles sont au sol ou proches de celui-

ci, leurs signaux radio tendent en moyenne à être plus près de l'horizontale que de la verticale. Chaque station relais ne peut donc envoyer et recevoir des signaux que sur une distance limitée. La distance que les signaux radio peuvent parcourir est limitée en raison de problèmes d'horizon liés à la courbure de la terre; de problèmes de visibilité dus à

un terrain inégal, des arbres et des bâtiments; d'interfé-

rences dues à d'autres signaux ou aux réflexions du signal transmis; et de problèmes d'atténuation dus à une absorption indésirable du signal transmis. Pour élargir la zone couverte, il faut utiliser des équipements plus puissants,

et/ou augmenter la hauteur des stations relais.

L'augmentation de puissance aide à résoudre le problème d'atténuation et le problème d'interférence avec d'autres signaux; mais il ne traite pas les problèmes d'horizon, de visibilité et d'interférence avec les signaux réfléchis. Il est donc préférable d'augmenter la hauteur des stations relais, par exemple en les plaçant sur des tours, sur des bâtiments élevés et au sommet des montagnes. Ceci fait reculer l'horizon et la ligne de visibilité de la station relais, élargissant ainsi la zone qu'elle peut couvrir, et réduit dans une certaine mesure le problème d'atténuation et

le problème d'interférence avec le signal réfléchi. Cepen-

dant, il n'est pas toujours faisable de placer des stations relais à des endroits optimaux en raison de facteurs géographiques ou politiques, ou simplement en raison de l'impossibilité d'obtenir la permission d'un propriétaire ou

d'un gouvernement.

Ces problèmes sont atténués dans une certaine mesure par les équipements de télécommunication sans fil portés par des ballons attachés. Cependant, les ballons attachés ont leurs propres problèmes. Si les ballons sont attachés à basse altitude, leur zone de couverture ne sera pas plus étendue que celle d'une station relais installée sur une tour ou sur

un bâtiment élevé, ce qui justifie difficilement leur coût.

De plus, du fait qu'ils sont soumis aux conditions météoro-

logiques ou de vent qui règnent à ces altitudes, ils sont susceptibles d'être facilement endommagés et de nécessiter

des remplacements fréquents.

D'un autre côté, s'ils sont attachés à des altitudes leur permettant de relayer des signaux de télécommunication sur une zone suffisamment étendue pour les rendre faisables

économiquement et de s'affranchir des conditions météorolo-

giques, prolongeant ainsi leur durée de vie, aussi bien les ballons que leurs attaches deviennent dangereux pour les avions et les attaches restent soumises aux contraintes des

conditions météorologiques.

De plus, l'attache d'un ballon défaillant s'étalera proba-

blement sur une distance comprise entre une centaine de mètres et des dizaines de kilomètres, causant des dommages et un risque de lésion pour les biens et les personnes. En outre, si l'attache frappe des lignes électriques en

tombant, il existe un risque d'incendie et de perte d'éner-

gie. Ces inconvénients rendent par conséquent les ballons attaches inappropriés pour faire partie d'un système de télécommunication dont les composants doivent fonctionner

pendant de longues périodes.

Pour surmonter nombre des limitations des systèmes de communication sans fil basés au sol, des systèmes de télécommunication orbitaux basés dans l'espace ont été construits en utilisant des technologies de satellites qui ont évolué depuis les premiers jours de Sputnik (1957). Les systèmes de satellites en orbite géo-synchrone (environ 000 km) sont utilisés depuis de nombreuses années avec un degré élevé de fiabilité. Leur principal avantage est leur altitude élevée qui permet à un satellite d'envoyer et de recevoir des signaux sur une zone de la terre englobant des centaines de milliers de kilomètres carrés. Cependant, les

satellites sont coûteux à fabriquer, à lancer et à position-

ner, aussi bien au départ que lors des remplacements. De plus, en raison du coût associé à leur fabrication et à leur lancement, et de la grande difficulté de leur maintenance, un soin extraordinaire doit être pris pour assurer leur fiabilité. En outre, en raison de l'altitude élevée d'un satellite, il existe un retard d'environ 1/8 seconde dans la transmission radio dans chaque sens. Ceci limite considérablement la

capacité du satellite à porter et à conduire des communica-

tions vocales familières bidirectionnelles (duplex). A cause de son altitude élevée également, ses équipements de transmission radio nécessitent plus de puissance que les systèmes terrestres comparables, ceci augmente les coûts et affecte la taille et le poids des équipements aussi bien sur le satellite qu'au sol. Quand un satellite est en panne, comme cela arrive sûrement à tous, soit électroniquement, soit par déclin de l'orbite, les tentatives pour les récupérer ou les réparer sont extrêmement coûteuses. De plus, ces tentatives, réussies ou non, exposent le personnel et les équipements aux risques de lésion ou de perte. Par ailleurs, un satellite en panne peut être laissé en orbite. Il deviendra un "déchet spatial" de plus, jusqu'à ce que son orbite décline suffisamment pour qu'il plonge à travers l'atmosphère vers la terre. S'il n'est pas complètement consumé pendant le plongeon, il pourra causer des dommages aux personnes ou aux biens

lorsqu'il frappera la terre.

Pour tenter de résoudre les problèmes posés par les systèmes à satellite à haute altitude existants, on a proposé de mettre en orbite les satellites à une altitude d'environ 800 km (500 miles) ou bien de 8000 km (5000 miles). Bien que

ceci réduise les besoins d'énergie et les délais de trans-

mission, cela crée d'autres problèmes. La raison en est qu'à

ces altitudes peu élevées, les satellites ne sont pas géo-

synchrones. Par conséquent, les signaux de communication peuvent devoir être transmis entre plusieurs satellites au cours d'une communication particulière. La raison en est que la position circonférentielle de chaque satellite par rapport à la terre change continuellement. En conséquence, un satellite particulier qui se trouve au-dessus d'une station terrestre au début d'une communication peut se déplacer sur son orbite dans une mesure telle pendant la communication qu'il perde le signal du sol. Pour maintenir la liaison, le signal provenant du sol doit être transféré à un autre satellite qui est plus proche de la station terrestre. Les satellites devront aussi être programmés pour que cela puisse se produire. Il sera donc nécessaire de mettre en oeuvre des particularités d'acheminement très complexes. De plus, les représentants de l'industrie sont en désaccord entre eux quant aux altitudes optimales, aux angles de propagation des signaux et à la manière de traiter les décalages doppler. De plus, en raison de leur altitude peu élevée, les orbites des satellites déclinent plus rapidement que celles des satellites à altitude plus élevée, de sorte qu'ils devront être remplacés plus souvent, ainsi que les équipements qu'ils portent, entraînant de nouveau

des dépenses substantielles.

Les problèmes décrits ont pu être réduits substantiellement par une infrastructure de télécommunication utilisant des stations de télécommunication de longue durée, à haute altitude et récupérables qui peuvent être maintenues en station et qui sont placées dans un plan sous-orbital et ont la capacité de recevoir des signaux de télécommunication d'une station terrestre et de les relayer à une autre

station semblable ou à une autre station terrestre.

La propagation des signaux radio vers et depuis les stations relais serait à peu près verticale, les problèmes de visibilité, d'interférence réflexive et d'atténuation seraient minimisés. Ceci est dû à la plus faible probabilité que des bâtiments élevés, des arbres ou le terrain bloquent, réfléchissent ou absorbent les signaux radio. Ceci signifie que moins de puissance serait nécessaire pour envoyer un signal à une distance donnée que s'il était transmis horizontalement au sol ou près de celui-ci. De plus, du fait que le système fonctionnerait à des altitudes inférieures à % de celles des systèmes à satellite proposés les plus bas, moins de puissance serait nécessaire pour les signaux

de télécommunication, sans délai de transmission décelable.

Ceci offre des moyens pour fournir des télécommunications sans fil efficaces et relativement peu coûteuses, sans

rencontrer les limitations économiques et physiques asso-

ciées aux infrastructures de réseaux à base terrestre, aux systèmes à ballon attaché ou aux infrastructures de réseaux

à base spatiale en orbite.

Au vu de ce qui précède, l'invention se rapporte donc d'une façon générale à un système de télécommunication comprenant au moins deux stations au sol. Chacune des stations au sol comprend des moyens pour envoyer et des moyens pour recevoir des signaux de télécommunication. Au moins une station relais est prévue. La station relais comprend des moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommunication depuis et vers les stations au sol et depuis et vers

d'autres stations relais.

Les stations relais sont à une altitude d'environ 19,2 à 56 km (12 à 35 miles). Des moyens sont prévus pour commander le mouvement latéral des stations relais, de telle sorte que, lorsqu'une altitude prédéterminée est atteinte, une position prédéterminée de chacune des stations relais peut

être obtenue et maintenue.

Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de télécommunication comprenant les étapes consistant à prévoir au moins deux stations au sol et au moins une station relais. L'une des stations relais est positionnée à un endroit prédéterminé et à une altitude d'environ 19,2 à 56 km. Un signal de télécommunication est transmis de l'une des stations au sol à l'une des stations relais. La station relais transmet ensuite le signal de télécommunication à la seconde station au sol ou à au moins une autre des stations relais et ensuite à la seconde station au sol. Chacune des stations relais est maintenue à une altitude et en une

position prédéterminées.

Selon un autre aspect encore, l'invention vise une station relais pour un système de télécommunication sous-orbital à haute altitude. Cette station comprend des moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommunication depuis et vers des stations au sol et/ou depuis et vers d'autres stations relais. Elle comprend aussi des moyens pour commander le mouvement latéral et vertical de ladite station relais, de telle sorte qu'une altitude et une position prédéterminées pour la station relais puissent être obtenues

et maintenues.

L'invention sera mieux comprise en se référant à la descrip-

tion donnée ci-après d'une forme de réalisation préférée, et des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique montrant un système de communication construit conformément à une forme préférée de l'invention; - la figure 2 est une vue en élévation de l'une des stations relais de ce système; - la figure 3 est une vue d'une partie de la figure 2 montrant un système de propulsion; - la figure 4 est une vue d'une partie de la figure 2 montrant une autre forme du système de propulsion; les figures 5A et 5B sont des vues en plan et en élévation respectivement d'une autre forme d'une partie de la station montrée à la figure 2; - les figures 6A, 6B et 6C sont des vues montrant d'autres formes d'une partie de la station de la figure 2; - la figure 7 est une vue schématique montrant un agencement alternatif du système de communication illustré à la figure 1; - la figure 8 est une vue d'une partie d'une station relais; - la figure 9 est une vue d'un second mode de réalisation de la partie de la station relais montrée à la figure 8; et - la figure 10 est une vue d'une station relais en cours de récupération. On se réfère maintenant à la figure 1, dans laquelle le système 10 comprend une partie 12 basée au sol et une partie

14 basée dans l'air.

La partie 12 basée au sol peut comprendre des réseaux de téléphone classiques 16 comportant des branches reliées à la

station au sol 18 équipée de moyens appropriés de transmis-

sion et de réception à longue distance tels qu'une antenne 20. La portion 12 basée au sol peut aussi comprendre des téléphones mobiles de types bien connus tels que des téléphones cellulaires qui peuvent être portés par des

individus 22 ou dans des véhicules 24. Les antennes à micro-

ondes 20 sont actives pour transmettre et recevoir des signaux de télécommunication vers et depuis une station relais sous-orbitale à haute altitude 28 qui est située à

une altitude comprise entre 19,2 et 56 km environ.

Il y a de préférence une multiplicité de stations relais 28, chacune d'entre elles étant en station à une position fixe au-dessus de la terre. On préfère actuellement que les stations relais soient conçues pour rester en altitude et en

station au moins 20 à 30 jours.

Chaque station relais 28 contient des moyens pour recevoir des signaux de communication depuis une station au sol 18, un individu 22 ou un véhicule 24 et les transmettre à une autre station au sol 118, un individu 122 ou un véhicule 124, soit directement, soit via une autre station relais 130. Après que les signaux ont regagné la partie 12 basée au sol du système 10, les appels de télécommunication se

terminent d'une manière classique.

La station relais 28 peut comprendre un dispositif d'ascen-

sion 32.

Bien que des ballons ordinaires à pression nulle aient été considérés comme des dispositifs d'ascension convenables pour des vols à haute altitude, ils ne sont pas appropriés pour des systèmes qui doivent fonctionner pendant des périodes plus longues qu'environ une semaine ou dix jours. La raison en est que, le gaz dans le ballon à pression nulle se refroidissant chaque nuit, sa densité augmente. Il en résulte qu'il descend jusqu'à atteindre une altitude o la densité est égale à sa propre densité. Par conséquent, pour rester en altitude, le ballon à pression nulle doit perdre environ 8 à 9% de son poids chaque nuit pour compenser son augmentation de densité, sous peine de frapper la terre. Un

dispositif d'ascension convenable pourrait être un disposi-

tif gonflable plus léger que l'air tel qu'un ballon à surpression à haute altitude du type développé par Winzen International, Inc. de San Antonio, Texas, Etats-Unis. Le ballon à surpression 32 est conçu de façon à flotter à une altitude correspondant à une densité prédéterminée. La configuration est réalisée en équilibrant la pression de gonflage du ballon et le poids de sa charge utile avec la pression de l'air et la température ambiante prévues à l'altitude désirée. Il a été observé que des dispositifs de cette nature maintiennent un degré élevé de stabilité verticale au cours du cycle journalier bien qu'il soit

soumis à un degré élevé de fluctuation de température.

Alternativement, le dispositif d'ascension 32 pourrait être un ballon à pression nulle amélioré du type comportant des moyens pour commander la mesure dans laquelle le gaz contenu

dans le ballon est chauffé le jour et refroidi la nuit.

Ainsi, la commande de la température du gaz réduit la

quantité de ballast qui devra être lâchée chaque nuit.

Alternativement encore, le dispositif d'ascension 32 pourrait être un ballon à pression nulle à surpression. Il s'agit d'un ballon à pression nulle classique modifié par la fermeture de ses évents. Une augmentation de pression est

autorisée dans des limites établies en vol par une libéra-

tion commandée de gaz à travers une soupape. Ceci réduit la quantité de ballast qui doit être lâchée quand le gaz se refroidit la nuit, alors qu'un ballon à pression nulle

classique gagnerait en densité et perdrait de l'altitude.

Bien que le ballon à pression nulle à surpression subisse encore des changements d'altitude journaliers, il nécessite des pertes de ballast et de gaz sensiblement moindres que le

ballon à pression nulle à commande thermique. Par consé-

quent, le temps de vol et la charge utile peuvent être sensiblement plus élevés que pour les ballons à pression nulle. Cependant, la dilatation et la contraction du gaz à l'intérieur du ballon qui accompagnent les variations d'altitude au cours d'une période de 24 heures le soumettent à une contrainte énorme, de telle sorte que la charge utile

qu'il porte est réduite.

Il est par conséquent souhaitable de commander l'altitude du ballon et la dilatation et la contraction des gaz qu'il contient de façon à réduire les contraintes subies. Ceci peut être réalisé en utilisant des moyens pour commander la quantité dont le gaz contenu dans le ballon est chauffé pendant le jour et refroidi la nuit. Ainsi, dans la mesure o la contrainte sur le ballon peut être maîtrisée, des charges utiles allant jusqu'à 3 ou 4 tonnes peuvent être

portées pendant des périodes relativement longues.

La quantité de chaleur à l'intérieur du ballon peut être commandée en fabriquant la peau du ballon, ou des portions

de celle-ci, en un matériau convenable transparent, élec-

trochromatique ou photochromatique. Ainsi, la peau du ballon sera sensiblement transparente pour des niveaux lumineux bas et la nuit. Ceci permettra à l'énergie thermique rayonnante de pénétrer dans le ballon et de chauffer son intérieur d'une façon semblable à une serre. Pendant la journée, la lumière solaire ou un signal envoyé depuis le sol rendra la peau réfléchissante ou opaque. Ceci réduira la quantité d'énergie rayonnante pénétrant dans le ballon, maintenant

ainsi l'intérieur du ballon relativement froid.

Une autre façon de commander l'altitude est d'utiliser un ballon comprenant une chambre centrale extensible remplie d'un gaz plus léger que l'air et entourée par une chambre extérieure sensiblement non- extensible remplie d'air. Pour réduire l'altitude, de l'air comprimé est forcé dans la chambre extérieure; pour augmenter l'altitude, l'air est évacué de la chambre extérieure. Représentatif de ce système est le projet de ballon Odyssey d'Albuquerque, Nouveau Mexique, Etats-Unis, décrit dans le New York Times du

7 juin 1994, Section C, page 1.

Une multiplicité de stations de poursuite 36 sont prévues.

Elles comprennent des moyens bien connus pouvant identifier une station relais particulière 28, qu'elle soit ou non dans

un amas, et détecter sa position et son altitude.

Comme il va être expliqué, un système de poussée est prévu pour ramener une station relais 28 à la position qui lui a

été attribuée au cas o une station de poursuite 36 détecte-

rait qu'elle s'est déplacée. Le système de poussée peut être mis en service automatiquement pour maintenir les stations relais en position en utilisant des systèmes de commande

faisant appel à une logique floue.

On se réfère à la figure 2, o on peut voir que chacune des stations relais 28 comprend un module d'équipement 38. Dans une forme de l'invention actuellement préférée, le module d'équipement comprend une plate-forme. Cependant, le module

d'équipement 38 peut être de toute forme et taille appro-

priée suffisante pour supporter les équipements nécessaires

pour remplir les fonctions de la station relais.

Comme on le voit aux figures 2 et 3, le module d'équipement 38 comprend une enveloppe 40 qui est supportée par le dispositif 32. L'enveloppe 40 contient un émetteur récepteur de signaux de télécommunication 44 et une antenne 48 de liaison à la terre. L'antenne 48 est destinée à recevoir et à envoyer des signaux de télécommunication entre des stations au sol 18 et la station relais 28. La station relais 28 comprend aussi une multiplicité d'antennes 52

propres à recevoir et à transmettre des signaux de télécom-

munication depuis et vers d'autres stations relais. L'enve-

loppe 40 contient aussi un module de guidage 56 qui transmet l'identité et la position de la station relais aux stations de poursuite 36. Il reçoit des instructions de la station de poursuite pour exciter le système de poussée. Une antenne de guidage 58 est prévue pour permettre la communication entre

la station de poursuite 36 et le module de guidage 56.

Une source d'énergie rechargeable convenable 60 est montée sur l'enveloppe 40. La source d'énergie 60 peut comprendre une multiplicité de panneaux solaires 64. De façon bien connue, les panneaux solaires captent la lumière du soleil et la convertissent en électricité qui peut être utilisée par les équipements de communication aussi bien que pour le

guidage et la propulsion.

La source d'énergie pourrait comprendre en outre une multiplicité de roues éoliennes 68. Les roues éoliennes pourraient être agencées pour être tournées dans différentes directions de façon qu'au moins certaines d'entre elles soient toujours orientées vers les vents dominants. Les roues éoliennes 68 peuvent être utilisées pour produire de l'énergie électrique d'une manière bien connue, cette énergie électrique pouvant aussi être utilisée par les équipements de télécommunication aussi bien que pour le

guidage et la propulsion.

Comme on le voit à la figure 4, une source d'énergie alternative 66 peut être prévue sous la forme d'un système d'énergie à micro-ondes semblable à celui développé par Endosat, Inc. de Rockville, Maryland, Etats-Unis. Le système

d'énergie à micro-ondes comprend un générateur de micro-

ondes basé au sol (non représenté) qui crée un faisceau d'énergie à micro-ondes d'environ 35 GHz. Ce faisceau est dirigé vers des récepteurs 80 sur la station relais 28 et y

est converti en courant continu. De plus, l'énergie à micro-

ondes pourrait provenir d'une source en orbite ou de

l'espace libre.

D'une manière semblable aux systèmes à énergie solaire, le système d'énergie à micro-ondes pourrait fournir une puissance suffisante pour faire fonctionner le système de télécommunication sur la station relais et également fournir

de l'énergie pour le guidage et la propulsion.

Comme on le voit aux figures 3 et 4, le système de propul-

sion pour la station relais 28 peut comprendre une multipli-

cité de fusées ou de réacteurs 90 ou d'hélices 94. Les réacteurs 90 et les hélices 94 sont disposés dans un plan horizontal selon des axes mutuellement perpendiculaires qui sont supportés par des nacelles 100 sur l'enveloppe 40. Par une excitation sélective de certains des réacteurs ou hélices, la station relais 28 peut être dirigée vers et maintenue en une position prédéterminée au-dessus de la terre. Si on le souhaite, des réacteurs ou fusées 108 ou des hélices 112 supplémentaires pourraient être placés sur des axes verticaux pour contribuer à amener la station relais à

son altitude prédéterminée au lancement ou à rétablir celle-

ci au cas o la dérive par rapport à cette altitude dépasse-

rait une quantité acceptable.

La dérive des stations relais 28 à partir de leurs positions prédéterminées sera détectée par les stations de poursuite 36. Les stations de poursuite 36 exciteront alors les organes de poussée des stations relais 28 à des intervalles

choisis pour ramener celles-ci à leurs positions prédétermi-

nées. Alternativement, comme on le voit aux figures 5A et 5B, chaque station relais 28 peut comprendre un groupe de deux à quatre sections 34. Chaque section 34 comprend un module d'équipement 38 qui est porté indépendamment par son propre

dispositif d'ascension 32.

Certains des modules d'équipement 38 peuvent porter des équipements de télécommunication tandis que d'autres modules d'équipement 38 peuvent porter des équipements de production et de transmission d'énergie. Ainsi, de liénergie peut être transmise à partir des modules de production d'énergie en envoyant de l'énergie à micro-ondes vers des antennes sur les modules de communication. Une station relais comprenant plusieurs sections 34, chaque section 34 peut être plus petite et plus légère que si la station relais 28 comprenait seulement un module d'équipement. De plus, la présence d'un groupe de sections 34 crée une redondance qui maintiendra la

station relais en service en cas de défaillance des équipe-

ments sur l'une des sections 34.

Alternativement encore, comme on le voit aux figures 6A, 6B et 6C, des avions légers sans équipage 114 pourraient être utilisés au lieu des ballons. Les avions 114 pourraient être commandés du sol de manière bien connue. Cependant, ils sont moins souhaitables que les ballons. La raison en est qu'ils changent constamment de position pour rester en altitude, et que leurs charges utiles sont limitées par les fuselages

légers nécessaires pour atteindre des altitudes élevées.

Comme on le voit à la figure 6A, l'énergie pour maintenir les avions 114 en altitude pendant de longues périodes pourrait être obtenue en utilisant l'énergie solaire. Dans ce cas, l'avion pourrait être pour l'essentiel une aile

volante composée de panneaux solaires 116 à haut rendement.

Les panneaux solaires dans l'aile pourraient alimenter des

moteurs électriques et un système d'emmagasinage d'énergie.

De plus, comme on le voit à la figure 6B, des piles à combustible hydrogène-oxygène à régénération pourraient être utilisées pour réaliser de longues périodes de vol. En outre, comme on le voit à la figure 6C, l'avion léger 114

pourrait obtenir son énergie à partir d'une énergie à micro-

ondes envoyée vers des antennes 126 sur l'avion à partir d'une cuvette de transmission 128 sur le sol, comme décrit plus haut, ou collectée à partir d'énergie à micro-ondes

dans l'espace libre.

Quand le système 10 est en fonction, le client n'aura pas connaissance deson existence. Ainsi, lorsqu'un appel est acheminé, le signal de télécommunication sera transmis du téléphone du demandeur au moyen d'un réseau classique à la

station au sol 18 associée à cet endroit. L'antenne à micro-

ondes 20 enverra alors un signal de télécommunication correspondant à cet appel téléphonique à la station relais 28 la plus proche. Un circuit de commutation de type bien connu dirigera le signal vers une autre station au sol 120 proche du destinataire. Si le destinataire est plus éloigné, le signal sera envoyé à une autre station relais 130 à partir de laquelle il sera dirigé vers un téléphone mobile porté par un individu 122 ou dans un véhicule 124 ou à une station au sol 140 proche du destinataire. Le signal reçu par la station au sol 120 ou 140 sera transmis au téléphone

du destinataire au moyen d'un réseau téléphonique classique.

Dès qu'une liaison de communication est établie entre deux téléphones au moyen des stations au sol et des stations

relais, les parties peuvent communiquer.

Les stations relais étant à une altitude d'environ 19,2 à 56 km, elles sont au-dessus des intempéries. Néanmoins, à

cette altitude, les besoins en énergie pour les télécommuni-

cations sont suffisamment bas pour permettre l'utilisation de fréquences qui sont les mêmes que celles utilisées pour la transmission terrestre. Ceci signifie que les fréquences de télécommunication allouées existantes peuvent être utilisées. Une grande partie des travaux d'ingénierie ayant été effectués pour ces fréquences de télécommunication, les coûts de mise en oeuvre de ces systèmes sont réduits. De plus, une utilisation maximale des fréquences existantes peut être obtenue par les technologies numériques d'accès multiple couramment connues telles qu'accès multiple à division fréquentielle (FDMA), accès multiple à division temporelle (TDMA), accès multiple à division codée (CDMA) ou

combinaisons de celles-ci.

Par conséquent, par comparaison aux signaux de télécommuni-

cation provenant de satellites, les signaux produits dans le système de communication selon l'invention peuvent être relativement faibles du fait qu'ils voyagent sur des distances plus courtes. Ceci est particulièrement avantageux du fait que la possibilité d'utiliser un signal plus faible conduit à des émetteurs et à des récepteurs plus petits, plus légers et dont le fonctionnement nécessite moins d'énergie. Cet aspect du système de communication pourrait être renforcé en faisant fonctionner les stations relais 28 stationnées au-dessus de zones 132 à plus grande densité de population à des altitudes plus basses et/ou avec des angles

de réception et de propagation 142 focalisés plus étroite-

ment que d'autres stations relais 28 qui se trouvent au-

dessus de zones 134 à densité de population plus petite qui fonctionneraient à des altitudes plus élevées et/ou avec des angles de réception et de propagation 144 focalisés plus largement comme montré aux figures 7A et 7B. En procédant ainsi, un déséquilibre substantiel dans le volume de trafic traité par les différentes stations relais composant le système de télécommunication peut être réduit. De plus, comme expliqué précédemment, les stations relais 28 qui sont affectées aux zones 132 à plus forte densité de population peuvent fonctionner avec une puissance inférieure. Il peut en résulter un coût d'exploitation réduit. C'est un avantage supplémentaire par rapport à un système à base de satellites car, dans un tel système, une réduction de la hauteur de l'orbite pour un satellite particulier accroîtrait sa

vitesse de déclin et raccourcirait sa durée de vie.

Comme on le voit au mieux aux figures 2, 8, 9 et 10, un système de récupération 150 est prévu pour les stations relais 28. Comme il sera expliqué plus en détail, le système de récupération comprend un dispositif de dégonflage 152 et

un parachute de récupération télécommandé 154.

Les figures 2 et 8 montrent un mode de réalisation du dispositif de dégonflage 152 comprenant une enveloppe 160 qui est solidaire du dispositif plus léger que l'air approprié 32. L'enveloppe 160 comprend une bride 164 s'étendant vers l'extérieur et dirigée radialement, qui est solidarisée au dispositif 32, par exemple par soudage ou par adhésif. La bride 164 supporte une paroi 168 de forme générale cylindrique dirigée vers le bas, qui supporte une paroi de fond 172. Comme on le voit à la figure 8, la paroi de fond 172 est définie par un treillis ouvert, de sorte que l'enveloppe 160 est reliée à l'intérieur du dispositif 32 et

est à la même pression.

Au voisinage de son extrémité supérieure, la paroi cylindri-

que 168 supporte un rebord 176 dirigé vers l'intérieur. Un couvercle frangible 184 est relié à ce rebord de façon étanche à l'air. Ceci peut être réalisé en reliant le couvercle au rebord par un adhésif, ou avec interposition d'un joint approprié, ou en fabriquant le couvercle en tant

que partie intégrante de l'enveloppe 160.

La paroi cylindrique 168, la paroi de fond 172 et le couvercle 184 définissent une chambre qui contient le

parachute de récupération télécommandé 154.

Une petite chambre 190 est formée sur la face inférieure du couvercle 184 par une paroi 192. Une petite charge explosive 194 contenue à l'intérieur de la chambre 190 est sensible à

un signal reçu par une antenne 196.

Le parachute 154 a ses suspentes 198 reliées à un élément d'entraînement 200 à commande radio contenu à l'intérieur de

l'enveloppe 160. L'élément d'entraînement 200 peut compren-

dre des moteurs électriques commandés en réponse à des signaux provenant du sol pour faire varier la longueur des suspentes de manière bien connue de façon à procurer une

commande de direction pour le parachute.

Pour récupérer la station relais, un signal codé est envoyé au dispositif o il est reçu par l'antenne 196. Il en

résulte la mise à feu de la charge explosive 194 et l'élimi-

nation du couvercle frangible 184.

Le couvercle 184 étant conçu pour se rompre, la charge explosive peut être relativement légère de façon à ne pas

endommager le parachute 154.

A cet égard, la paroi 192 contribue à diriger la force explosive vers le haut en direction du couvercle plutôt que

vers le dispositif 32.

Après élimination du couvercle, les gaz commencent de s'échapper de l'intérieur du dispositif 32 à travers la

paroi de fond 172 et l'ouverture du dessus de l'enveloppe.

La force de l'air sortant du dispositif 32 dès l'élimination

du couvercle est suffisante pour déployer le parachute.

Comme on le voit à la figure 10, le parachute 154 supporte le dispositif 32 au moyen de ses suspentes 198. Comme expliqué plus haut, la station relais 28 peut être dirigée

vers un endroit prédéterminé sur le sol.

Dans le mode de réalisation montré à la figure 9, la bride 164 supporte un couvercle 204 avec interposition d'un joint annulaire étanche à l'air. Le couvercle 204 est maintenu contre la bride 164 par une multiplicité de pattes de serrage 210 espacées circonférentiellement. Les pattes de serrage sont maintenues de façon rétractable en contact avec

le couvercle 204 par des moteurs 212 à alimentation électri-

que. Les moteurs sont alimentés en réponse à des signaux

provenant du sol pour rétracter les pattes 210.

Quand les pattes 210 sont rétractées, la pression des gaz s'échappant du dispositif 32 déloge le couvercle et permet

le déploiement du parachute.

Après que la maintenance de la station relais a été exécu-

tée, le système de récupération 150 peut être remis en place et le dispositif 32 peut être regonflé et ramené à sa station. Si les stations relais comprennent des avions télécommandés 114, elles peuvent être récupérées de manière bien connue

pour la maintenance et ramenées à leurs stations respecti-

ves. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, il doit être entendu que d'autres modes de réalisation pourront être déduits par

l'homme du métier de la lecture de la description ci-dessus.

Celle-ci n'est donc aucunement limitative de l'invention.

Claims (136)

Revendications

1.- Appareillage de télécommunication comprenant en combi-

naison: - au moins deux stations au sol, chacune desdites stations au sol comprenant des moyens pour envoyer et recevoir des signaux de télécommunication; - au moins une station relais, ladite station relais comprenant des moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommunication depuis et vers lesdites stations au sol et depuis et vers d'autres desdites stations relais, lesdites stations relais étant à une altitude d'environ 19,2 à 56 km (12 à 35 miles); et - des moyens pour commander le mouvement latéral et vertical desdites stations relais de façon qu'une altitude et une position prédéterminées puissent être obtenues et maintenues

pour chacune desdites stations relais.

2.- Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le mouvement latéral et vertical des stations relais comprennent: - des premiers moyens pour identifier l'altitude et/ou la position courantes d'une station relais déterminée; - des seconds moyens pour identifier une altitude et/ou une position prédéterminées pour cette même station relais; et - des systèmes de poussée activables sur lesdites stations relais, lesdits systèmes de poussée étant sélectivement actifs pour déplacer ladite station relais de son altitude et/ou de sa position courantes auxdites altitude et/ou

position prédéterminées.

3.- Appareillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens pour maintenir les stations relais auxdites altitude et/ou position prédéterminées comprennent un système de poussée et des moyens pour activer ledit

système de poussée.

4.- Appareillage selon l'une des revendications 2 et 3,

caractérisé en ce que ledit système de poussée comprend des hélices.

5.- Appareillage selon l'une des revendications 2 et 3,

caractérisé en ce que ledit système de poussée comprend des fusées.

6.- Appareillage selon l'une des revendications 2 et 3,

caractérisé en ce que ledit système de poussée comprend des

réacteurs.

7.- Appareillage selon l'une des revendications 2 à 6,

caractérisé en ce que lesdits moyens pour activer le système de poussée comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie

solaire et la convertir en énergie électrique.

8.- Appareillage selon l'une des revendications 2 à 6,

caractérisé en ce que lesdits moyens pour activer le système de poussée comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie

éolienne et la convertir en énergie électrique.

9.- Appareillage selon l'une des revendications 2 à 6,

caractérisé en ce que lesdits moyens pour activer le système de poussée comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie

à micro-ondes et la convertir en énergie électrique.

10.- Appareillage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un émetteur de mico-ondes basé au sol et des moyens pour diriger un faisceau de micro-ondes vers lesdits moyens de réception de micro-ondes sur ladite

station relais.

11.- Appareillage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un émetteur de micro-ondes basé sur l'une desdites stations relais, et des moyens sur cette même station relais pour diriger un faisceau de micro-ondes vers lesdits moyens de réception sur une autre station relais.

12.- Appareillage selon l'une des revendications 2 à 6,

caractérisé en ce que lesdits moyens pour activer le système de poussée comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie

chimique et la convertir en énergie électrique.

13.- Appareillage selon l'une des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce que certaines au moins desdites

stations relais sont plus légères que l'air.

14.- Appareillage selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le mouvement latéral comprennent un système de poussée et des moyens électriques

pour entraîner ledit système de poussée.

15.- Appareillage selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le système de poussée

comprennent une multiplicité d'hélices.

16.- Appareillage selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le système de poussée

comprennent une multiplicité de fusées.

17.- Appareillage selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le système de poussée

comprennent une multiplicité de réacteurs.

18.- Appareillage selon l'une des revendications 13 à 17,

caractérisé en ce que certaines au moins desdites stations relais comprennent des dispositifs gonflables et des moyens reliés auxdits dispositifs gonflables pour les dégonfler

alors qu'ils sont en altitude.

19.- Appareillage selon la revendication 18, caractérisé en ce que lesdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable sont actifs en réponse à un signal provenant d'une source éloignée.

20.- Appareillage selon la revendication 19, caractérisé en ce que lesdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable comprennent: - une ouverture dans ledit dispositif gonflable; - un couvercle fermant ladite ouverture de façon étanche contre l'échappement de gaz hors dudit dispositif gonflable; et - une charge explosive reliée audit couvercle, ladite charge explosive étant active lorsqu'elle est mise à feu pour

éliminer ledit couvercle de ladite ouverture.

21.- Appareillage selon la revendication 19, caractérisé en ce que lesdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable comprennent: - une ouverture dans ledit dispositif gonflable; - un couvercle fermant ladite ouverture de façon étanche contre l'échappement de gaz hors dudit dispositif gonflable; et - un couvercle fermant ladite ouverture contre l'échappement de gaz hors dudit dispositif gonflable; - une multiplicité de pattes de serrage pour retenir de façon détachable ledit couvercle en relation d'étanchéité avec ladite ouverture; et - au moins un moteur à alimentation électrique supporté par ledit dispositif gonflable, ledit moteur électrique étant en liaison avec lesdites pattes de serrage et étant actif lorsqu'il est alimenté pour déplacer lesdites pattes de serrage de façon qu'elles libèrent ledit couvercle de ladite ouverture.

22.- Appareillage selon l'une des revendications 18 à 21,

caractérisé en ce que certains au moins des dispositifs gonflables comprennent un parachute pour commander leur

descente lors de la récupération.

23.- Appareillage selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour déployer ledit parachute, et des moyens pour relier lesdits moyens pour déployer le parachute auxdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable de façon à déployer le parachute lorsque le

dispositif gonflable est dégonflé.

24.- Appareillage selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens commandés par radio supportés par ledit dispositif gonflable et reliés aux suspentes du parachute, lesdits moyens commandés par radio étant actifs pour fournir une commande directionnelle audit parachute lors de sa

descente.

25.- Appareil selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce qu'il comprend un réseau de télécommunica-

tion basé au sol, l'une au moins desdites stations au sol étant reliée à un réseau de télécommunication classique basé

au sol.

26.- Appareil selon l'une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que l'une au moins desdites stations au

sol est mobile.

27.- Appareillage selon l'une des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce que l'une au moins desdites stations

au sol est stationnaire.

28.- Appareillage selon l'une des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce que ladite station relais comprend un ballon.

29.Appareillage selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit ballon comprend des moyens pour commander son altitude.

30.- Appareillage selon la revendication 29, caractérisé en

ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

31.- Appareillage selon la revendication 29, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle à

surpression.

32.- Appareillage selon la revendication 28, caractérisé en

ce que ledit ballon comprend un ballon à surpression.

33.- Appareillage selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit ballon comprend des moyens pour commander la

température du gaz qu'il contient.

34.- Appareillage selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit ballon comprend une peau, une partie au moins

de ladite peau étant faite en matériau électrochromatique.

35.- Appareillage selon la revendication 34, caractérisé en

ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

36.- Appareillage selon la revendication 34, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle à surpression.

37.Appareillage selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit ballon comprend une peau, une partie au moins

de ladite peau étant faite en matériau photochromatique.

38.- Appareillage selon la revendication 37, caractérisé en

ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

39.- Appareillage selon la revendication 37, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle à surpression.

40.- Appareillage selon l'une des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce que certaines desdites stations relais comprennent une multiplicité de sections, l'une au moins desdites sections comprenant des moyens pour recevoir et envoyer sélectivement des signaux de télécommunication depuis et vers lesdites stations au sol et/ou d'autres stations relais, et l'une au moins desdites sections comprenant des moyens pour fournir de l'énergie auxdits

moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommuni-

cation et/ou auxdits moyens pour commander le mouvement

latéral et vertical desdites stations relais.

41.- Appareillage selon la revendication 40, caractérisé en ce qu'au moins deux desdites sections comprennent des moyens pour recevoir et envoyer sélectivement des signaux de télécommunication depuis et vers lesdites stations au sol et/ou d'autres stations relais, de sorte que si ces derniers moyens sont en panne sur l'une desdites sections, l'autre section puisse continuer de fonctionner et maintenir ainsi

la station relais en service.

42.- Appareillage selon l'une des revendications 40 et 41,

caractérisé en ce qu'au moins deux desdites sections comprennent des moyens pour fournir de l'énergie auxdits

moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommuni-

cation et/ou auxdits moyens pour commander le mouvement latéral et vertical desdites stations relais, de sorte que si ces derniers moyens tombent en panne sur l'une desdites sections, l'autre section puisse continuer de fonctionner et

maintenir ainsi la station relais en service.

43.- Appareillage selon l'une des revendications 40 à 42,

caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie

à micro-ondes et la convertir en énergie électrique.

44.- Appareillage selon la revendication 43, caractérisé en

ce que lesdits moyens pour recevoir de l'énergie à micro-

ondes comprennent des moyens pour collecter de l'énergie à

micro-ondes à partir de l'espace.

45.- Appareillage selon la revendication 43, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un émetteur de micro-ondes au sol, et que lesdits moyens pour recevoir de l'énergie à micro-ondes reçoivent de l'énergie à micro-ondes dudit

émetteur de micro-ondes au sol.

46.- Appareillage selon la revendication 40, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour convertir de l'énergie solaire en énergie à micro-ondes et pour la transmettre auxdits moyens pour

recevoir de l'énergie à micro-ondes.

47.- Appareillage selon la revendication 40, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour convertir de l'énergie chimique en énergie à micro-ondes et pour la transmettre auxdits moyens pour

recevoir de l'énergie à micro-ondes.

48.- Appareillage selon la revendication 40, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour convertir de l'énergie éolienne en énergie à micro-ondes et pour la transmettre auxdits moyens pour

recevoir de l'énergie à micro-ondes.

49.- Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en

ce que ladite station relais comprend un avion léger.

50.- Appareillage selon la revendication 49, caractérisé en ce que ledit avion comprend des moyens pour fournir de l'énergie auxdits moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommunication et/ou auxdits moyens pour commander le mouvement latéral et vertical desdites stations relais.

51.- Appareillage selon la revendication 50, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie à micro-ondes et la

convertir en énergie électrique.

52.- Appareillage selon la revendication 51, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un émetteur de micro-ondes au sol, et que lesdits moyens pour recevoir de l'énergie à micro-ondes reçoivent de l'énergie à micro-ondes dudit

émetteur de micro-ondes au sol.

53.- Appareillage selon la revendication 50, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour convertir de l'énergie solaire en énergie à micro-ondes et pour la transmettre auxdits moyens pour

recevoir de l'énergie à micro-ondes.

54.- Appareillage selon la revendication 50, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour convertir de l'énergie chimique en énergie à micro-ondes et pour la transmettre auxdits moyens pour

recevoir de l'énergie à micro-ondes.

55.- Appareillage selon la revendication 50, caractérisé en ce que lesdits moyens pour fournir de l'énergie comprennent des moyens pour convertir de l'énergie éolienne en énergie à micro-ondes et pour la transmettre auxdits moyens pour

recevoir de l'énergie à micro-ondes.

56.- Appareillage selon la revendication 50, caractérisé en

ce que lesdits moyens pour recevoir de l'énergie à micro-

ondes comprennent des moyens pour collecter de l'énergie à

micro-ondes à partir de l'espace.

57.- Appareillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour recevoir et envoyer sélectivement les signaux de télécommunication depuis et vers lesdites stations au sol et/ou d'autres stations relais fonctionnent à des fréquences qui sont les mêmes que celles allouées aux

télécommunications terrestres.

58.- Appareillage selon la revendication 57, caractérisé en ce que l'utilisation desdites fréquences est accrue par des

technologies d'accès multiple numériques.

59.- Appareillage selon l'une des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce qu'il existe une multiplicité de

stations relais, et que les stations relais stationnant au-

dessus de zones ayant une plus forte densité de population sont plus basses que celles stationnées au-dessus de zones

à densité de population plus faible.

60.- Appareillage selon la revendication 59, caractérisé en ce que lesdites stations relais plus basses nécessitent moins d'énergie pour leurs signaux de télécommunication que

lesdites stations relais plus hautes.

61.- Appareillage selon l'une des revendications 1 à 58,

caractérisé en ce qu'il existe une multiplicité de stations relais, que les stations relais situées au-dessus de zones à plus forte densité de population ont une focalisation étroite pour l'angle de réception et de propagation des signaux de télécommunication, et que les stations relais

situées au-dessus de zones à plus faible densité de popula-

tion ont une focalisation large pour l'angle de réception et

de propagation des signaux de télécommunication.

62.- Appareillage selon la revendication 61, caractérisé en ce que les stations relais dont les angles de réception et de propagation sont étroits nécessitent moins d'énergie pour leurs signaux de télécommunication que celles dont les

angles de réception et de propagation sont larges.

63.- Procédé de communication caractérisé par les étapes suivantes: - on prévoit au moins deux stations au sol et au moins une station relais; - on positionne lesdites stations relais à des endroits prédéterminés et à une altitude d'environ 19,2 à 56 km (12 à 35 miles); - on transmet un signal de communication de l'une desdites stations au sol à l'une desdites stations relais; - on reçoit ledit signal de communication à ladite station relais et on le transmet à la seconde station au sol ou à au moins une autre desdites stations relais puis à ladite seconde station au sol; et - on maintient chacune desdites stations relais à une

altitude et à une position prédéterminées.

64.- Procédé selon la revendication 63, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on identifie l'altitude et/ou la position courante d'une station relais déterminée;

- on identifie une altitude et/ou une position prédétermi-

nées pour cette même station relais; et - on déplace cette station relais de son altitude et/ou de sa position courantes à ladite altitude et/ou à ladite

position prédéterminées.

65.- Procédé selon la revendication 64, caractérisé en ce que l'étape dans laquelle on déplace la station relais comprend une étape dans laquelle on applique une force de poussée à ladite station relais dans la direction dans

laquelle elle doit se déplacer.

66.- Procédé selon la revendication 65, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à:

- permettre auxdites stations relais de recevoir et d'emma-

gasiner de l'énergie; et - utiliser ladite énergie pour produire ladite force de poussée et pour permettre à la station relais de transmettre

et de recevoir des signaux de télécommunication.

67.- Procédé selon la revendication 66, caractérisé en ce que lesdites stations relais peuvent recevoir et emmagasiner

de l'énergie solaire.

68.- Procédé selon la revendication 66, caractérisé en ce que lesdites stations relais peuvent recevoir et emmagasiner

de l'énergie à micro-ondes.

69.- Procédé selon la revendication 66, caractérisé en ce que lesdites stations relais peuvent recevoir et emmagasiner

de l'énergie éolienne.

70.- Procédé selon la revendication 66, caractérisé en ce

que ladite énergie est de l'énergie chimique.

71.- Procédé selon l'une des revendications 64 à 70,

caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à ramener la station relais à un endroit prédéterminé sur la terre.

72.- Procédé selon l'une des revendications 63 à 71,

caractérisé en ce que l'une au moins desdites stations au

sol est mobile.

73.- Procédé selon l'une des revendications 63 à 72,

caractérisé en ce que ladite station relais est plus légère

que l'air.

74.- Procédé selon la revendication 73, caractérisé en ce

que ladite station relais est gonflée avec un gaz.

75.- Procédé selon l'une des revendications 73 et 74,

caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à

commander l'altitude de ladite station relais.

76.- Procédé selon la revendication 75, caractérisé en ce que ladite étape de commande de l'altitude de la station

relais comporte la commande de la température dudit gaz.

77.- Procédé selon la revendication 76, caractérisé en ce que la température du gaz est commandée en commandant la quantité d'énergie solaire rayonnante pénétrant dans le ballon.

78.- Procédé selon la revendication 77, caractérisé en ce que l'étape de commande de la quantité d'énergie solaire pénétrant dans le ballon comprend l'étape consistant à

modifier la transparence de la peau du ballon.

79.- Procédé selon la revendication 78, caractérisé en ce qu'au moins une portion de ladite peau est formée d'un

matériau électrochromatique.

80.- Procédé selon la revendication 79, caractérisé en ce

que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

81.- Procédé selon la revendication 79, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle à surpression.

82.- Procédé selon la revendication 78, caractérisé en ce que ledit ballon comprend une peau, et qu'au moins une

portion de ladite peau est formée d'un matériau photochroma-

tique.

83.- Procédé selon la revendication 79, caractérisé en ce

que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

84.- Procédé selon la revendication 79, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle à surpression.

85.- Procédé selon la revendication 63, caractérisé en ce que l'étape consistant à prévoir au moins une station relais comprend les étapes consistant à y prévoir une multiplicité de sections, recevoir et envoyer sélectivement des signaux de télécommunication depuis et vers lesdites stations au sol et/ou d'autres stations relais par l'une au moins desdites sections, transmettre de l'énergie à cette dernière section à partir d'au moins une autre desdites sections, ladite

énergie étant active pour permettre lesdites télécommunica-

tions.

86.- Procédé selon la revendication 85, caractérisé en ce que l'étape consistant à recevoir et envoyer des signaux de communication depuis et vers lesdites stations au sol et/ou d'autres stations relais s'effectue par au moins deux desdites sections, de telle sorte qu'en cas de défaillance dans la capacité de l'une de ces sections à envoyer et/ou à recevoir des signaux de télécommunication, l'autre section puisse continuer de fonctionner en maintenant ainsi la

station relais en service.

87.- Procédé selon la revendication 85, caractérisé en ce que l'étape consistant à transmettre de l'énergie à ladite section qui reçoit et envoie sélectivement des signaux de télécommunication depuis et vers lesdites stations au sol et/ou d'autres stations relais comprend l'étape consistant à transmettre de l'énergie par au moins deux desdites sections, de telle sorte qu'en cas de défaillance de la capacité de transmission d'énergie à partir de l'une desdites sections, l'autre section puisse continuer de fonctionner en maintenant ainsi la station relais en

service.

88.- Procédé selon l'une des revendications 85 à 87,

caractérisé en ce que ladite énergie transmise est une énergie à microondes, le procédé comportant la conversion de ladite énergie à microondes en énergie électrique et

l'utilisation de ladite énergie électrique pour les télécom-

munications.

89.- Procédé selon l'une des revendications 85 à 87,

caractérisé en ce que l'étape consistant à transmettre de l'énergie à la section nommée en dernier lieu comprend les étapes consistant à: collecter de l'énergie solaire sur ladite autre section, convertir ladite énergie solaire en énergie à micro-ondes et

transmettre ladite énergie à micro-ondes.

90.- Procédé selon l'une des revendications 85 à 87,

caractérisé en ce que l'étape consistant à transmettre de l'énergie à la section nommée en dernier lieu comprend les étapes consistant à: collecter de l'énergie éolienne sur ladite autre section, convertir ladite énergie éolienne en énergie à micro-ondes

et transmettre ladite énergie à micro-ondes.

91.- Procédé selon l'une des revendications 85 à 87,

caractérisé en ce que l'étape consistant à transmettre de l'énergie à la section nommée en dernier lieu comprend les étapes consistant à: collecter de l'énergie chimique sur ladite autre section, convertir ladite énergie chimique en énergie à micro-ondes

et transmettre ladite énergie à micro-ondes.

92.- Procédé selon l'une des revendications 85 à 87,

caractérisé en ce que l'étape de transmission d'énergie à la

section nommée en dernier lieu comprend les étapes consis-

tant à collecter de l'énergie à micro-ondes sur ladite autre

section et à transmettre ladite énergie à micro-ondes.

93.- Procédé selon l'une des revendications 63 à 92,

caractérisé en ce que lesdits signaux de télécommunication sont aux mêmes fréquences que celles allouées aux signaux de

télécommunication terrestres.

94.- Procédé selon la revendication 93, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à augmenter le nombre de canaux disponibles pour la communication sur lesdites

fréquences par des technologies d'accès multiple numériques.

95.- Procédé selon la revendication 94, caractérisé en ce que ladite technologie d'accès multiple numérique comprend

l'accès multiple à division temporelle (TDMA).

96.- Procédé selon la revendication 94, caractérisé en ce que ladite technologie d'accès multiple numérique comprend

l'accès multiple à division fréquentielle (FDMA).

97.- Procédé selon la revendication 94, caractérisé en ce que ladite technologie d'accès multiple numérique comprend

l'accès multiple à division codée (CDMA).

98.- Procédé selon la revendication 63, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - prévoir une multiplicité de stations relais; et - disposer des stations relais stationnées au-dessus de zones à plus forte densité de population à des altitudes plus basses que des stations relais disposées au-dessus de

zones à plus faible densité de population.

99.- Procédé selon la revendication 98, caractérisé en ce

que lesdites stations relais à plus basse altitude nécessi-

tent moins de puissance pour les signaux de télécommunica-

tion que lesdites stations à plus haute altitude.

100.- Procédé selon la revendication 63, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: - prévoir une multiplicité de stations relais; prévoir une focalisation étroite pour l'angle de réception et de propagation de signaux de télécommunication pour les stations relais situées au-dessus de zones à plus forte densité de population; et prévoir une focalisation large pour l'angle de réception et de propagation de signaux de télécommunication pour les stations relais situées au-dessus de zones à faible densité

de population.

101.- Procédé selon la revendication 100, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à fournir aux stations relais dont les angles de réception et de propagation sont

étroits moins de puissance pour leurs signaux de télécommu-

nication que les stations relais dont les angles de récep-

tion et de propagation sont larges.

102.- Station relais pour un système de télécommunication sous-orbitale à haute altitude, comprenant en combinaison: - des moyens pour recevoir et envoyer des signaux de télécommunication depuis et vers des stations au sol et/ou depuis et vers d'autres stations relais; et - des moyens pourcommander le mouvement latéral et vertical de ladite station relais, de façon à obtenir et à maintenir une altitude et une position prédéterminées de ladite

station relais.

103.- Appareillage selon la revendication 102, caractérisé en ce que lesdits moyens pour maintenir la station relais à ladite altitude et/ou à ladite position prédéterminées comprennent un système de poussée et des moyens pour activer

ledit système de poussée.

104.- Appareil selon la revendication 102, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le mouvement latéral et vertical de la station relais comprennent: - des premiers moyens pour identifier l'altitude et/ou la position courantes de ladite station relais; - des seconds moyens pour identifier une altitude et/ou une position prédéterminées pour ladite station relais; et - un système de poussée activable sur ladite station relais, ledit système de poussée étant actif sélectivement pour déplacer ladite station relais de son altitude et/ou de sa position courantes à ladite altitude et/ou à ladite position prédéterminées.

105.- Appareillage selon la revendication 104, caractérisé

en ce que ledit système de poussée comprend des hélices.

106.- Appareillage selon la revendication 104, caractérisé

en ce que ledit système de poussée comprend des fusées.

107.- Appareillage selon la revendication 104, caractérisé

en ce que ledit système de poussée comprend des réacteurs.

108.- Appareillage selon la revendication 104, caractérisé en ce que lesdits moyens pour activer le système de poussée comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie solaire et

* la convertir en énergie électrique.

109.- Appareillage selon la revendication 104, caractérisé en ce que lesdits moyens pour activer le système de poussée comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie éolienne

et la convertir en énergie électrique.

110.- Appareillage selon la revendication 104, caractérisé en ce que lesdits moyens pour activer le système de poussée

comprennent des moyens pour recevoir de l'énergie à micro-

ondes et la convertir en énergie électrique.

111.- Appareillage selon la revendication 110, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un émetteur de mico-ondes basé au sol et des moyens pour diriger un faisceau de micro-ondes vers lesdits moyens de réception de micro-ondes sur ladite

station relais.

112.- Appareillage selon la revendication 111, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un émetteur de micro-ondes basé sur l'une desdites stations relais, et des moyens sur

cette même station relais pour diriger un faisceau de micro-

ondes vers lesdits moyens de réception sur une autre station relais.

113. - Appareillage selon la revendication 102, caractérisé

en ce que ladite station relais comprend un ballon.

114.- Appareillage selon la revendication 114, caractérisé en ce que ledit ballon comprend des moyens pour commander la

température du gaz qu'il contient.

115.- Appareillage selon la revendication 114, caractérisé en ce que ledit ballon comprend une peau, une partie au

moins de ladite peau étant faite en matériau électrochroma-

tique.

116.- Appareillage selon la revendication 115, caractérisé

en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

117.- Appareillage selon la revendication 114, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle

à surpression.

118.- Appareillage selon la revendication 28, caractérisé en ce que ledit ballon comprend une peau, une partie au moins

de ladite peau étant faite en matériau photochromatique.

119.- Appareillage selon la revendication 118, caractérisé

en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

120.- Appareillage selon la revendication 118, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle

à surpression.

121.- Appareillage selon la revendication 102, caractérisé

en ce que ladite station relais est plus légère que l'air.

122.- Appareillage selon la revendication 121, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le mouvement latéral comprennent un système de poussée et des moyens électriques

pour entraîner ledit système de poussée.

123.- Appareillage selon la revendication 121, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le système de

poussée comprennent une multiplicité d'hélices.

124.- Appareillage selon la revendication 121, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le système de

poussée comprennent une multiplicité de fusées.

125.- Appareillage selon la revendication 121, caractérisé en ce que lesdits moyens pour commander le système de

poussée comprennent une multiplicité de réacteurs.

126.- Appareillage selon la revendication 121, caractérisé en ce que ladite station relais comprend un dispositif gonflable et des moyens reliés audit dispositif gonflable

pour le dégonfler pendant qu'il est en altitude.

127.- Appareillage selon la revendication 126, caractérisé en ce que lesdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable sont actifs en réponse à un signal provenant d'une

source éloignée.

128.- Appareillage selon la revendication 127, caractérisé en ce que lesdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable comprennent: - une ouverture dans ledit dispositif gonflable; - un couvercle fermant ladite ouverture de façon étanche contre l'échappement de gaz hors dudit dispositif gonflable; et - une charge explosive reliée audit couvercle, ladite charge explosive étant active lorsqu'elle est mise à feu pour

éliminer ledit couvercle de ladite ouverture.

129.- Appareillage selon la revendication 127, caractérisé en ce que lesdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable comprennent: - une ouverture dans ledit dispositif gonflable; - un couvercle fermant ladite ouverture de façon étanche contre l'échappement de gaz hors dudit dispositif gonflable; et - un couvercle fermant ladite ouverture contre l'échappement de gaz hors dudit dispositif gonflable; - une multiplicité de pattes de serrage pour retenir de façon détachable ledit couvercle en relation d'étanchéité avec ladite ouverture; et - au moins un moteur à alimentation électrique supporté par ledit dispositif gonflable, ledit moteur électrique étant en liaison avec lesdites pattes de serrage et étant actif lorsqu'il est alimenté pour déplacer lesdites pattes de serrage de façon qu'elles libèrent ledit couvercle de ladite ouverture.

130.- Appareillage selon la revendication 126, caractérisé en ce que le dispositif gonflable comprend un parachute pour

commander sa descente lors de sa récupération.

131.- Appareillage selon la revendication 130, caractérisé

en ce qu'il comprend des moyens pour déployer ledit parachu-

te, et des moyens pour relier lesdits moyens pour déployer le parachute auxdits moyens pour dégonfler le dispositif gonflable de façon à déployer le parachute lorsque le

dispositif gonflable est dégonflé.

132.- Appareillage selon la revendication 130, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens commandés par radio supportés par ledit dispositif gonflable et reliés aux lignes de commande du parachute, lesdits moyens commandés par radio étant actifs pour fournir une commande directionnelle audit parachute

lors de sa descente.

133.- Appareillage selon la revendication 113, caractérisé en ce que ledit ballon comprend des moyens pour commander

son altitude.

134.- Appareillage selon la revendication 133, caractérisé

en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle.

135.- Appareillage selon la revendication 133, caractérisé en ce que ledit ballon comprend un ballon à pression nulle

à surpression.

136.- Appareillage selon la revendication 113, caractérisé

en ce que ledit ballon comprend un ballon à surpression.