应用于空间光学系统的机械拼接机构存在润滑、热膨胀系数匹配、结构复杂、拼接偏心距小等问题, 本文提出了可应用于空间大口径拼接反射镜的磁通钉扎接口方案, 采用永磁体的等效电流分布模型并融合磁场法, 建立了超导-永磁体磁通钉扎接口的数学模型进行仿真分析, 并通过实验验证了模型的有效性。结果表明, 超导体-永磁体的间隔在5 mm时, 垂直连接刚度ky可达7 000 N/m; 当磁体-超导体的间隔为10 mm, 二者处于中心位置时侧向刚度kx可达3 800 N/m; 磁通钉扎接口在偏心距Δx=4 mm时的垂直刚度ky相比于Δx=0时下降约20%, 刚度下降不显著。相比于传统机械接口, 磁通钉扎接口在反射镜对接时具备足够的连接刚度, 可以允许更大的偏心距Δx, 同时接口的力特性使得拼接镜在重构过程中满足缓冲定位的要求。

为了提高月基望远镜反射镜转台的工作性能, 对反射镜转台进行了热-结构耦合分析以及试验验证和在轨验证。根据输入条件、热载荷、热边界等建立有限元模型对反射镜转台结构及主要发热部件进行了温度场计算。将温度载荷, 预紧力载荷, 边界条件输入结构有限元模型进行了热-结构耦合分析, 得到了半封闭U型结构、高精密运动轴系、蜗轮蜗杆热变形和热应力。推导了轴系摩擦力矩的计算公式, 将分析计算中的数据代入公式中获得了轴系的摩擦力矩, 并根据摩擦力矩选取了合适力矩的电机。计算结果显示, 左轴系在低温工况-25℃下摩擦力矩较大, 达14.163 N·mm; 高温工况下摩擦力矩较小, 55℃时为4.796 N·mm。垂直轴轴系在低温工况-25 ℃时摩擦力矩为16.45 N·mm; 高温工况下由于轴系卸载, 摩擦力矩为零。结果表明反射镜转台可以在-25 ℃～+55 ℃下正常工作。文中还通过试验验证和在轨验证证明了反射镜转台热-结构耦合分析的有效性和合理性。