针对深空探测超宽光谱定标黑体源的关键技术问题，构建了一种基于优化微结构和纳米超黑涂层的深空探测星上黑体定标源。基于有限元方法仿真，验证了微锥结构不同宽高比与黑体发射率间的对应关系，确定了周期性线阵V槽结构相对于平面结构在黑体发射率方面的提升作用。优化星上黑体源高发射率微结构，优选空间超黑高发射涂层，设计星上黑体源高精度测温系统，进而完成黑体源工程设计。最后，通过星上黑体源发射率计量及实验室辐射定标稳定性测试进行验证。检测结果表明，深空探测超宽光谱定标黑体源具有超宽光谱范围、高发射率、高温度稳定性等特点，其光谱范围为5~50 μm，法向平均发射率为0.986，温度稳定性达到0.16 K。该定标黑体源可大幅提升高发射率辐射定标源的光谱范围，为深空探测载荷的在轨高精度星上辐射定标提供支撑。