用于空间观测仪器的鲁洛三角形形式的可展开反射器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于空间观察仪器的可展开反射器（ＲＰ），包括选定数量的可展开反射单元（Ｅ１ａ－Ｅ３ｂ），其一旦被展开成第一位置，以具有闭合凸曲线的鲁洛三角形（ＲＤ）形式一起限定反射面积，所述闭合凸曲线的宽度是作为方向的函数的常量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如观测卫星的航天器载有的观测仪器，更具体的说， 包含反射器的观测仪器，当承载其的航天器已经到达选定位置时希望将反射器展开(deploy)(或打开)。 io
技术介绍
如本领域技术人员所知道的那样，某些空间观测任务需要配备有 (通常称为主要类型的)大直径反射器的观测仪器。特别是对于希望 从例如Molnya或L2的高对地静止轨道(GEO)高分辨率地观测地球 或天空的任务的情况下。未来的JWST (詹姆斯一韦伯空间望远镜，is James Webb Space Telescope)望远镜就是一个例子。它实际上使用直径 大约6米的主要反射镜。通过火箭将承载这种观测仪器的航天器放入轨道，火箭的护罩直 径决定了仪器的直径。如果仪器直径一旦在轨道上超过护罩直径，在 点火阶段(或发射阶段)就必须通过适当机构压縮(compact)(或折20 叠回)其主要反射器，而一旦在轨道上就要凭借机构和松开(decompact) 策略来松开(或展开、或打开)。这些压縮/松开策略在例如(与机构相 关的)机械约束、热弹性约束和图象质量约束的几种约束下用公式表 达。这些约束众所周知，可以实施的解决方案的数量相当有限。一种特别用于JWST望远镜的解决方案，其包括使用配备有中心25部分和至少两个在点火期间折叠回的横向部分的主要反射镜。中心部 分和横向部分包括例如六角形形状的反射板(tiling)，其一 旦被松开(或 展开)将构成近似抛物面的六角形板。值得注意的是六角形板是最佳 的，这是因为对于圆形区域上一个或相同限制的波段功能而言六角形 板比矩形板密集度(dense)少13.4%的情况。30 这种六角形板产生一个问题，因为它不能使采集(或反射)面积最优化。特别是，如果考虑到最小采集面积被内接在不包括六角形采集板整个面积的圆形区域中，则位于该圆形域外侧的板的所有部分就 是没用的并增加了着陆区域和反射镜的质量。例如可以显示出在包括7个六角形的板(采样)的情况下，采集面积的大约44.7%是没用的，这是因为其处在要近似圆盘的外侧。如果现在考虑必须由圆形区域对向5 (subtend)整个采集面积(因此板的面积)，则由于在圆周上存在未填 充区域、和因此导致的采集面积的亏缺而产生MTF ("调制传输函数") 的各向异性。为了消除该缺点，可以例如使用更小、和因此更大数量的六角形。 圆盘的近似确实更好而失去的采集面积更小(存在37个六角形时大约 10 有22%的面积缺失)。然而，这种解决方案相当大的增加了制造反射镜 的难度。特别是，由于反射镜的每个六角形板都必须由执行器进行现 场控制以抵消轨道上的不稳定，所以优选限制执行器的数量，特别要 限制轨道上的故障率、支承部的机械复杂性、展开和轨道控制结构、 整体质量和制造成本。1
技术实现思路
由于已知解决方案没有完全令人满意的，因此本专利技术的目的是改 善这种状况。为该目的提出一种用于空间观测仪器的可展开反射器，包括选定 20 数量的可展开反射单元， 一旦它们被展开成第一位置，则以具有闭合凸曲线的鲁洛(Reuleaux)三角形一起限定反射面积，所述闭合凸曲线的宽度是作为方向的函数的常量。这种解决方案可以通过沿着依赖于其特殊几何形状(构成最小面积的球状(orbiform)的鲁洛三角形)的特征轴进行折叠来执行反射器的 25压縮。此外，在呈现更小面积的同时，这种特殊三角形继承了圆的性质，它提供了与圆盘不同的光瞳几何形状、但带来了如圆形光瞳所提供的仪器对MTF相同的各向同性的支持。可以示出折叠回的反射器呈现出圆形着陆区域，其半径对应于等价圆形光瞳的半径的84.5% (即，其将具有相同的光学截止函数(或 30OCF))。此外，相对于圆形反射器而言这种解决方案的横向着陆区域的收获是大约15%。此外，这种解决方案导致相对于圆盘而言采集面积(因此质量方面)减少10.3%。从而所采集的光子数量基本上以相同 比率减少，但是可以通过更大曝光时间或通过使用恢复处理来补偿， 以产生与由圆形光瞳获得的相同质量的图象。根据本专利技术的可展开反射器可以包含其它特征，其可以分开或组 5 合采用，特别是-它可以包括i )六个可展开反射单元，其限定出反射面积的三对 相同和互补的部分，每对包括第一和第二互补单元，以及ii) 一种机构，与单元相连接并且承担， 一方面，在将相对于所述鲁洛三角形的 三条直角等分线之一、至少部分地处于彼此相向地折叠回的第二位置 10的每对的第一和第二单元展开之前进行保持，另一方面，围绕相应的 直角等分线转动每对的第一和第二单元以便将它们放置成所述第一位置； 机构要承担在将相对于所述鲁洛三角形的三条直角等分线之一 的，至少部分地彼此相向地折叠回的第二位置的每对的第一和第二单15元展开之前进行保持，从而使它们的反射面积基本上相互面对； 每对的每个第一单元和每个第二单元可以包含第一末端部分和 第二末端部分，第一末端部分位于反射器的中心区的水平面处，第二 末端部分一旦被展开即位于鲁洛三角形的三个顶点之一的水平面处。 在这种情况下，机构要承担相对于基本垂直于相应的直角等分线的轴20 跨越选定的角度部分而转动每对的第一和第二单元的末端部分从而将它们放置成第二位置，在第二位置处经过它们第一和第二末端部分的 所述轴与垂直于三条直角等分线并经过所述中心区的中心的方向产生第一选定角度； 第一角度例如选择成处于0°和30。之间的区间； 25 机构还要承担围绕所述轴跨越选定的角度部分转动至少其中一对的第一和第二单元的末端部分，以便使该对更靠近至少另一对。 本专利技术还提出一种用于航天器的观测仪器，包括至少一个如前述权利要求之一所述的可展开反射器。该观测仪器可以包括例如轴类型的支承部，首先，基本平行于与30 鲁洛三角形的三条直角等分线垂直的方向，其次，与可展开反射器的 机构一体化，而再次，在选定水平面处配备有三个孔，当一对的第一和第二单元被放置成第二位置时，每个孔都适于容纳该对的第一和第 二单元的部分。虽然不是专有，但本专利技术特别适于意图安装在例如卫星的航天器 中的(用于光学应用的)望远镜类型或(用于微波应用的)天线类型附图说明在对此后的详细介绍和附图进行研究的基础上，本专利技术的其它特 征和优点是显而易见的，其中 10 -图1以图形方式示出怎样以几何方式构造鲁洛三角形，-图2以图形方式示出鲁洛三角形形状的光瞳具有与圆形形状光瞳 相同的光学截止频率(OCF)，-图3八-30以图形方式示出可以折叠回根据本专利技术的反射器的一系 列步骤，15 -图4八和48分别以图形方式示出根据本专利技术的第一示例性折叠回 的反射器的透视图、和根据本专利技术的第二示例性折叠回的反射器的端 视图(end-onview)，以及-图5八和5:8以图形方式示出一部分观测仪器，其中它的次要反射器 不出现而主要反射器分别折叠回和展开(或打开)。20 如果适当，附图不仅能够用于补充本专利技术，还有助于其释义。具体实施方式本专利技术的目的是为空间观测仪器提供一种大直径的(主要)反射 器，在点火阶段其横向着陆区域(footprint)被最小化而在轨道上可进 25行机械的展开(或打开)。更准确地说，本专利技术提出一种包含选定数量的可展开反射单元的 可展开反射器， 一旦这些可展开反射单元在第一位置被展开，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空间观察仪器（ＩＯ）的可展开反射器（ＲＰ），其特征在于，它包括选定数量的可展开反射单元（Ｅｉｊ），一旦被展开成第一位置，适于以具有闭合凸曲线的鲁洛三角形（ＴＲ）的形式一起限定反射面积，所述闭合凸曲线的宽度是作为方向的函数的常量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F法尔宗，P勃朗，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]