薄膜衍射透镜是空间轻量化成像领域的一个重要发展方向。高性能聚酰亚胺薄膜材料由于其良好的综合性能得到广泛应用，但较差的可见光透过率以及空间环境下性能不稳定性限制了其在空间薄膜光学镜基底材料领域的发展。通过溶胶-凝胶提拉法在菲涅耳衍射透镜表面制备了二氧化硅增透膜，这种复合结构设计一方面提高了聚酰亚胺薄膜的可见光透过性，另一方面通过表面二氧化硅薄膜提高了其对空间环境辐照的耐受性，本研究可为后期空间光学薄膜衍射透镜设计及制备提供参考。

针对锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT), 采用半导体三维器件数值仿真工具, 建立单粒子效应三维损伤模型, 研究 SiGe HBT单粒子效应的损伤机理, 以及空间极端环境与器件不同工作模式耦合作用下的单粒子效应关键影响因素。分析比较不同条件下离子入射器件后, 各端口瞬态电流的变化情况, 仿真实验结果表明, 不同工作电压下, 器件处于不同极端温度、不同离子辐射环境, 其单粒子瞬态的损伤程度有所不同, 这与器件内部在不同环境下的载流子电离情况有关。

大口径反射镜高反膜是大口径空间相机光学系统中的重要光学元件。为了观测到更多的目标、获取更多的地球以及空间观测信息, 对大口径空间相机的反向射膜提出了更高要求, 即要求有更宽的工作谱段和更高的反射率, 还要提升基底光学性能, 降低空间环境对高反膜性能的影响以及降低薄膜应力等等。对近年国内外天基大口径空间相机反射镜高反膜研究进行了综述, 概述了针对以上要求所取得的成果。尽管高反膜的设计制造仍面临许多困难, 但随着研究的深入与新方法的提出, 这几方面难点已基本找到解决的途径。

空间光学成像系统采用薄膜主镜解决了大口径、轻量化、空间折叠展开等难题，但大口径光学透镜的成像指标要求高、空间应用环境恶劣，对透镜基底材料的性能要求严苛，其中尺寸稳定性、空间环境适应性尤为重要。本文提出在分子结构设计基础上，通过共聚合成的方法有效改性聚酰亚胺材料，通过在分子结构中同时引入刚性链和分子链间氢键作用，在保证传统聚酰亚胺高机械性能、高热稳定性的同时，改善其热尺寸稳定性、空间环境光学稳定性。所得高尺寸稳定性光学级聚酰亚胺薄膜材料综合性能良好，是优异的空间光学成像系统薄膜主镜候选材料。

为了探究大气湍流对深空激光通信的影响, 从理论上讨论了Gamma-Gamma分布的大气信道模型和抑制大气湍流的手段。建立了基于组阵收发的深空激光通信系统模型, 对不同湍流条件下的系统误码率进行仿真。仿真结果表明: 在信噪比为20 dB时, 弱湍流环境的下行链路通信误码率比强湍流低4个数量级; 大气湍流强度增强时, 系统的通信误码率增大; 在同等湍流强度下, 大气湍流对于上行链路通信性能的影响比下行链路更大。

航天器在轨运行过程中面临的空间环境复杂多变, 高能电子、等离子体环境、低气压、大温差等环境因素会引起航天器发生静电带电和放电效应, 对航天器的安全运行造成严重影响。基于国内外试验数据和案例分析了空间环境引起的航天器故障, 从数值仿真软件、地面模拟技术、强场诱发放电以及防护技术等方面介绍了空间环境作用下航天器充放电效应研究进展, 对我国目前研究差距和未来研究方向进行了展望。研究表明: 我国航天器充放电效应防护技术研究取得了进步, 下一步重点针对空间站、深空探测、探月工程等新任务, 进一步拓展空间环境作用下航天器充放电效应机理和防护新技术研究, 为提升我国航天器的安全性和可靠性提供技术支撑。

针对近地卫星在轨运行中的单粒子翻转事件(Single Event Upset, SEU)的退火问题, 选取某卫星器件长期积累的SEU数据为样本, 在分析器件长期温度变化的基础上, 详细统计SEU事件的星下点以及年、月等时空分布特征, 并讨论SEU事件与地球磁场分布、F10.7曲线、中子监测数据的关联特性, 最后以SEU事件发生的平均间隔为目标, 建立退火模型, 用实际数据进行退火估计。结果表明, SEU事件星下点发生在南大西洋异常区的达到67%以上, 发生在南、北两极高纬度区域的超过16%, 其它区域的不足17%; 8、9、10、12这4个月份的SEU事件最多, 占全年的38%以上; 以远、近日点为参考时, 发生在4~9月的约占50%, 发生在其它月份的也在50%附近, 两者十分接近; 长期SEU事件受宇宙射线、太阳活动影响明显, 长期性变化以宇宙射线影响为主, 短期性变化以太阳活动影响为主; 在轨道周期内温度变化约2 ℃、长期温升接近5 ℃的条件下, SEU事件时间间隔的均值约4.57 d, 退火零值约1.56×10-13 d, 退火因子约7.94×10-15 d-1, 衰减零值约24.34 d, 衰减因子约0.12 d-1, 退火特征并不明显, 退火影响可不用考虑。

为了实现太空环境下的卫星折反射星敏器光学系统中特殊结构部位的传感器的安装及温度监测, 排除应变对传感器的影响, 设计了一种适用于光纤光栅的环形特殊封装结构。并对传感器进行了温度标定、拉伸、温度重复性、振动及热真空实验。实验结果表明：这种封装形式的光纤光栅温度传感器线性度为0.998, 温度灵敏度为8.5~8.7pm/℃, 同一温度下, 中心波长变化量在2pm以内, 同时, 该结构形变产生的应变对传感器中心波长没有影响; 在振动及热真空环境下, 传感器的性能不会受到影响。

针对复杂空间环境下光学遥感器的成像性能模拟测试需求, 设计了一种大动态辐照、高对比度的空间环境模拟系统, 包括太阳模拟器和暗目标模拟器.根据空间太阳光及地表反照光的辐照特性, 采用氙灯电流调节及增加多孔衰减屏法实现太阳模拟器的大范围辐照度可调.通过对材料表面进行散射特性分析, 设计了具有光陷阱结构的暗目标模拟器, 以模拟相机视场内的暗弱观测目标.实验结果表明: 该系统可以出射光斑尺寸为1 000 mm×1 000 mm, 辐照度范围为0.4~1 260 W/m2, 辐照不均匀性可达±4.82%, 暗目标模拟器的消光比可达1×10－7.该装置解决了空间强干扰光背景下暗目标成像性能的定量化测试难题, 为光学遥感器的成像性能检测提供了一个可靠的平台.

对红外探测器在低温背景下的噪声模型及特性进行了分析与实验研究。利用探测器噪声四参数法计算模型与方法; 搭建实验平台对红外探测器在不同低温背景温度下的性能进行测试, 得到红外探测器的低频时间噪声, 高频时间噪声, 低频空间噪声各自与温度、积分时间的关系。实验表明: 在一定温度区间内, 低频时间噪声表现出较强的温度相关性, 低频空间噪声表现出较明显非线性响应特性, 高频空间噪声表现出积分时间相关性。