日—地系拉格朗日L1点太阳望远镜热控技术研究

【摘要】为实现对空间环境的监测，提出了太阳观测计划，该计划拟将太阳观测望远镜发射到离地球150万公里的日-地系拉格朗日L1点附近的halo轨道。该相机属于深空探测任务，搭载了日冕仪（LACI）和成像仪（LADI）两台设备，由于长期对日定向观测，且轨道外热流密度大，对于热控设计来说是个挑战。1.本文对国外同类型产品的热设计方案进行了研究，通过对比各个热设计方案，分析了该轨道太阳观测望远镜热设计的特点；2.介绍该太阳观测望远镜的组成和结构特点，并分析了轨道热环境，计算该轨道的太阳外热流密度；3.结合望远镜自身的特点制定滤光片组件、电箱组件、CCD组件、LACI反射镜M2光阱组件和整机的热设计方案，通过在向阳面布置集热板，将主动加热功耗降低73%，通过多套方案的对比，最终选择较为合理的热设计方案；4.通过I-DEAS/TMG软件对三维模型进行网格划分、仿真分析，计算出各个工况下相机温度的分布情况，验证表明各组件均符合温度指标要求。该热设计方案以较低的加热功耗，解决了太阳观测器在轨工作阶段的散热、轨道转移阶段的保温、工作状态下CCD组件与探测器主体间不小于70℃温差的保障等问题；5.基于上述方案对相机进行优化热设计，得到最合理的热控措施。给出集热板表面属性的选择建议、控温点的设置依据、热管的安装方式，对于航天器热控制技术提有一定的指导意义。6.基于PATRAN对该太阳望远镜进行热弹性计算，对反射镜镜面各节点拟合计算，得到6面反射镜各自的面形结果，将面形结果与光学设计要求进行对比，表明该热设计方案满足光学指标，验证了热控分系统的可行性；最后计算系统的动态刚度得到一阶固有频率为73.3Hz，满足发射和在轨要求。
【作者】王祥；
【导师】吴清文；
【作者基本信息】中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)，机械制造及其自动化，2013，硕士
【关键词】太阳望远镜；深空探测；热设计；热分析；热光学分析；日冕仪；空间光学遥感器；

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