小行星表面温度是研究行星热物理特性的关键参数。 太阳系中小天体的轨道动力学研究具有多种实际应用, 包括预测行星体轨道和撞击产生的陨石坑率、 选择航天器合适的探测采样目标。 对于近地天体, 分析它们的轨道结构、 星体的轨道演化和未来的偏移轨迹等近地天体动力学特性具有重要意义。 中国即将发射“天问二号”, 对近地小行星2016HO3进行热辐射探测和风化层采样。 “天问二号”预计在不远的将来到达环绕2016HO3的轨道。 研究了一种温度-比辐射率分离算法, 用于从“欧西里斯-雷克斯”热辐射光谱仪(OTES)辐亮度数据中, 计算与小行星2016HO3热物理性质相近的行星“贝努”(Bennu)的表面温度。 温度-比辐射率分离算法融合了发射率归一化法(NEM)、 比值法(RAT)、 发射率最大最小值差法(MMD), 是目前精度较高的一种表面温度反演算法。 为了验证算法的准确性, 使用了CRISM光谱库的光谱数据, 通过改变目标的温度和算法使用波段, 来研究算法对二者的敏感性。 其中, 因为仪器波段限制等原因, 尚无使用波段对算法的误差推导。 研究结果表明: (1)设置温度范围为115~415 K, 步长5 K, 随着温度的增加, 反演温度的均方根误差增加, 而发射率的误差大致不变。 (2)样本温度为295 K, 算法使用的波段起点为7.5 μm, 采样间隔0.04 μm, 终点为10~13.8 μm, 步长0.2 μm。 发现波长范围在7.5~13.8 μm, 算法的MMD模块的精度最高。 使用算法求解行星“贝努”的表面温度, 结果表明: 在剔除了大太阳高度角和高纬像素的情况下, 算法计算的温度的误差平均值为-0.366 0 K, 误差的标准差为1.0393 K。
温度比辐射率分离算法 Bennu(贝努) 行星表面温度反演 Ttemperature specific emissivity separation algori Bennu 2016HO3 2016HO3 Planetary surface temperature inversion 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1162
1 湖南工程学院材料与化工学院，湖南 湘潭 411100
2 特种化学电源国家重点实验室，贵州梅岭电源有限公司，贵州 遵义 563003
钴酸锂因其高体积能量密度、优异的倍率容量和良好的循环性能，是3C类电子产品的主导正极材料，且目前实际应用的钴酸锂材料克容量约为理论容量的65%，还具有进一步开发的潜力。采用溶胶-凝胶法对正极材料LiCoO2进行锂离子导体材料LiAlSiO4包覆，研究了LiAlSiO4及热处理温度对材料结构、形貌和电化学性能的影响。结果表明：热处理过程中Al3+可进入LiCoO2晶格，形成固溶体LiCo1-xAlxO2；LiAlSiO4在钴酸锂颗粒表面形成惰性的包覆层，有效地改善了钴酸锂材料在高电压下的循环和倍率性能。当热处理温度为600 ℃时，LiAlSiO4包覆的钴酸锂材料综合性能达到最优。该样品在2.75~4.55 V的电压范围内，0.5 C倍率下室温放电比容量为209.3 mA·h/g，50次循环后的放电比容量为201.6 mA·h/g (容量保留率96.3%)，且在8 C倍率下依然能释放出160.0 mA·h/g 的比容量。
锂离子电池 钴酸锂 硅酸铝锂 高电压 包覆改性 lithium-ion battery lithium cobalt oxide lithium aluminum silicate high voltage coating modification
在深低温下的反射镜及其支撑结构设计中, 温度变化作用下的面形精度是空间反射镜性能的重要影响因素。以温度变化作用下的面形RMS为性能指标, 基于碳化硅反射镜不同支撑结构和不同材料搭配形式下对空间反射镜的面形变化进行对比研究。首先, 在深低温下对背部支撑和侧面支撑的以下两种情况进行仿真分析: (a)反射镜和支撑结构都用碳化硅制造; (b)反射镜用碳化硅制造, 支撑结构用其他材料制造。仿真分析得到在(a)条件下背部支撑结构能获得更好的面形, 在(b)条件下, 侧面支撑结构能获得更好的面形; 然后对侧面支撑结构中不同材料搭配情况下对面形精度的影响进行研究, 对面形RMS与反射镜材料的线膨胀系数, 支撑结构材料的线膨胀系数和反射镜材料与支撑结构材料的线膨胀系数之差的绝对值之间的关系用多元线性回归方法进行统计分析, 研究其影响程度, 分析得到线膨胀系数之差的绝对值对面形精度RMS的影响更大。研究取得的成果和研究思路对今后的深低温光学反射镜及其支撑结构设计提供参考。
深低温 空间反射镜 支撑结构 热应力变形 有限元仿真 cryogenic space mirror supporting structure deformation due to thermal stress finite element simulation 红外与激光工程
2020, 49(2): 0214003
航天高光谱载荷相比于传统的多光谱载荷, 在光谱分辨率上有着巨大的提升, 随着定量化遥感的发展, 天基探测不仅可以对地面目标的几何信息进行采集, 更可以利用高光谱数据实现大气、陆地资源、战场环境、海洋物质成份的探测, 随着航天高光谱技术的不断发展, 高时间分辨率的对全球气候、自然资源、水纹情形的光谱成像已成为可能。高光谱探测依据成像原理的不同, 主要可以分为干涉型光谱仪、衍射型光谱仪、滤光片型光谱仪。文中针对其中应用较为广泛的光栅衍射型光谱仪、时间傅里叶变换光谱仪、空间傅里叶变换光谱仪、声光调制滤光片(AOTF)光谱仪、液晶可调谐滤光片(LCTF)光谱仪、高光谱滤光片光谱仪进行了介绍, 并针对每种光谱仪的优势及存在的局限性进行了分析。
光栅衍射型光谱仪 时间傅里叶变换光谱仪 空间傅里叶变换光谱仪 AOTF光谱仪 LCTF光谱仪 高光谱滤光片光谱仪 grating diffraction spectrometer time Fourier transform spectrometer space Fourier transform spectrometer AOTF spectrometer LCTF spectrometer hyperspectral filter spectrometer 红外与激光工程
2019, 48(3): 0303003
北京空间机电研究所 成像技术研究室, 北京 100190
多谱带滤光片是航天光学遥感相机上的关键器件。其兼具多个谱带滤光及探测器封装的功能, 特征尺寸多, 膜系复杂, 其设计及考核过程相比全色或单谱带滤光片要复杂得多。介绍了多谱带滤光片的基片外形尺寸、滤光窗口尺寸、像元位置标识窗口、封装对准标识等关键特征尺寸的设计及计算方法。分析了滤光片的设计加工误差对滤光片与光敏芯片的封装对准精度、探测器在焦平面上的配准拼接以及相机的光谱响应特性等的影响。并基于现有的航天器环境考核方法提出了一套针对多谱带滤光片的环境考核流程和测试方法。最后给出了某相机多谱带滤光片的设计及考核应用实例。
航天光学遥感相机 多谱带滤光片 特征尺寸 环境适应性考核 space optical-remote-sensing camera multi-band filter feature size environment adaptability assessent 红外与激光工程
2018, 47(3): 0320002
针对一种折反式光学系统相机遇到的消杂光问题,根据杂光计算结果对相机进行了消杂光设计,通过试验对杂光计算结果进行了验证,试验结果与计算结果吻合,验证了消杂光设计的正确性。进行消杂光设计后,相机的杂光系数满足设计指标要求,有效地减小了杂光对图像质量的影响。
折反式光学系统 杂光 光线追迹 图像质量 catadioptric optical system stray light design test
