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一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构制造技术

技术编号:40827270 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-01 14:49
一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,通过对望远镜主体结构及入光口结构的屏蔽层包覆设计,利用多级隔热及控温,隔离太阳光进入入光口,同时大幅抑制多层漏热对望远镜的热扰动,解决高轨空间望远镜受太阳光的影响,从系统角度实现望远镜高温度稳定性需求,实现镜头组件温度稳定性达标,满足引力波微弱信号的探测需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,属于航天光学遥感器热控。


技术介绍

1、引力波精确探测与测量是国际上基础科学领域最前沿与重大研究课题,探测研究引力波物理将为揭示宇宙演化、基础物理学规律和相对论天体物理动力学等提供新的方法与手段。星载望远镜是空间引力波探测卫星的关键载荷,其性能与稳定性直接影响引力波信号的探测性能与任务成败。引力波探测卫星轨道处于高轨,要探测不同频段引力波信号,其要求光轴稳定性在极为严苛的高稳定性水平。为了实现超高光轴稳定性,需要首先确保望远镜达到超高温度稳定性,并保证温度稳定性水平达标。

2、采用传统主动及被动热控措施,即使用遮光罩遮挡太阳光,卫星外表面施加补偿加热回路控温,再在其外侧包覆多层隔热组件,实现低温补偿及减小太阳光对卫星内部温度影响的目的,这样的方式只能减弱一部分太阳光照射,从多层漏热进入卫星内部的热量依然比较大,内部镜头所能达到的最高温度稳定性为±0.1℃。

3、现有专利“一种大尺寸分块展开式楔形遮光罩”(202211528384.5),可以避免太阳光直接进入入光口,但无法解决从多层漏热进入入光口的能量,无法实现镜头温度稳定性水平达到±1mk的需求,且不能实现对卫星其他部件热量的控制,无法实现望远镜系统的高温度稳定性需求。


技术实现思路

1、本专利技术解决的技术问题是:针对目前现有技术中,缺少能够保证望远镜超高温度稳定性水平的望远镜抑热设计的问题,提出了一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构。

<p>2、本专利技术解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的:

3、一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,包括入光口外层屏蔽层、入光口内层屏蔽层、主体屏蔽层,入光口外层屏蔽层包覆设置于望远镜入光口结构外侧,入光口外层屏蔽层内与望远镜入光口结构间设置有入光口内层屏蔽层,入光口外层屏蔽层、入光口内层屏蔽层为相同的半圆弧形状结构,主体屏蔽层包覆设置于望远镜主体结构外侧,望远镜通过入光口外层屏蔽层、入光口内层屏蔽层、主体屏蔽层实现对太阳光热扰动的阻隔,主体屏蔽层内设置有补偿加热回路用于维持工作状态温度环境。

4、所述入光口外层屏蔽层、入光口内层屏蔽层均由预设段数的半圆弧屏蔽层结构组成,各段半圆弧屏蔽层结构弧段长度不同,沿光轴方向,从外至内依次增加,侧边连线构成楔形结构。

5、所述入光口外层屏蔽层面向望远镜结构外部空间的外层、面向入光口内层屏蔽层的内层均包覆隔热组件,最外层采用导电性单面镀铝聚酰亚胺膜,入光口外层屏蔽层采用铝合金材料设计。

6、所述入光口内层屏蔽层面向入光口外层屏蔽层的外层包覆隔热组件,最外层采用导电性单面镀铝聚酰亚胺膜,入光口内层屏蔽层面向望远镜入光口结构的内层包覆隔热组件,最外层采用黑色渗碳聚酰亚胺膜,入光口内层屏蔽层采用铝合金材料设计。

7、所述入光口外层屏蔽层、入光口内层屏蔽层间设置有隔热支撑层,入光口内层屏蔽层通过隔热安装连接主体屏蔽层,连接位置为望远镜入光口结构与主体结构连接处外侧表面。

8、所述入光口外层屏蔽层、入光口内层屏蔽层的设计参数根据卫星轨道面与太阳光结交范围、望远镜入光口结构尺寸确定。

9、所述主体屏蔽层包括主体第一层屏蔽层、主体第二层屏蔽层、主体第三层屏蔽层、主体第四层屏蔽层,主体第一层屏蔽层紧贴望远镜主体结构外表面设置,主体第二层屏蔽层、主体第三层屏蔽层依次设置于主体第一层屏蔽层外,主体第四层屏蔽层设置于最外层,主体屏蔽层采用铝合金材料设计。

10、所述主体第一层屏蔽层外侧的入光口区域、背阴侧区域、背部区域、向阳侧区域均设置有补偿加热回路控温,主体第一层屏蔽层外侧包覆有隔热组件,最外层为双面镀铝聚酯膜;主体第二层屏蔽层外侧的入光口区域、背阴侧区域、背部区域、向阳侧区域均设置有补偿加热回路控温,主体第二层屏蔽层内外两侧均包覆有隔热组件,最外层为双面镀铝聚酯膜;主体第三层屏蔽层内外两侧包覆有隔热组件,最外层为双面镀铝聚酯膜;主体第四层屏蔽层内外两侧包覆隔热组件,内侧设置的最外层选用双面镀铝聚酯膜,外侧最外层设置导电性单面镀铝聚酰亚胺膜。

11、所述主体第一层屏蔽层、主体第二层屏蔽层、主体第三层屏蔽层、主体第四层屏蔽层的外侧均为远离望远镜主体结构一侧的最外表面,内侧为靠近望远镜主体结构一侧最外表面。

12、所述主体第一层屏蔽层隔热安装于望远镜主体结构外表面,主体第一层屏蔽层、主体第二层屏蔽层、主体第三层屏蔽层、主体第四层屏蔽层相邻层间均进行隔热安装设置。

13、本专利技术与现有技术相比的优点在于:

14、(1)本专利技术提供的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,通过入光口结构的2层屏蔽层有效阻挡太阳光对望远镜入光口的照射,阻隔了多层漏热,半圆弧的楔形屏蔽层形式也确保太阳光不会照射到内侧屏蔽层上,内侧屏蔽层内表面多层可以长期处于深低温状态,阻隔了太阳光对入光口的热扰动;

15、(2)本专利技术在望远镜结构主体外侧设置4层屏蔽层,热罩内外表面包覆多层,大幅度降低通过多层漏热进入望远镜的热量,在望远镜第1、2层屏蔽层上布置补偿加热回路,将望远镜镜头温度控制到需要的工作温度。最终形成多级缓冲抑热系统,实现对高轨空间望远镜超高温度稳定性需求,镜头组件温度稳定性达到±1mk。

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【技术保护点】

1.一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

4.根据权利要求2所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

5.根据权利要求2所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

7.根据权利要求1所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

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9.根据权利要求8所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

10.根据权利要求9所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

【技术特征摘要】

1.一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

3.根据权利要求2所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

4.根据权利要求2所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

5.根据权利要求2所述的一种用于高轨空间望远镜的多级缓冲抑热结构,其特征在于:

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【专利技术属性】
技术研发人员:夏晨晖于峰赵宇杨涛宋欣阳鲁盼张煚郭楠赵慧阳明孙文涛连新昊王磊孔庆乐刘昭张明佳韦广朗
申请(专利权)人:北京空间机电研究所
类型:发明
国别省市:

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