1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对天文观测和**建设对超大口径空间遥感器的迫切需求, 对分体式超大口径空间遥感器技术进行了系统研究。首先阐述了该技术的主要实现方式和基本原理, 主要包括分体自重组系统, 分体空间装调系统和分体空间制造系统, 概述了不同实现方式的发展历史和研究现状; 总结了各种实现方式的结构特点和核心技术, 并对其发展前景进行了分析和展望。最后, 根据我国未来空间探测的实际需求, 结合现阶段技术水平和未来的技术潜力, 给出了重点发展分体自重组技术, 积累完善分体空间装调技术, 布局分体空间制造技术的建议。
空间遥感器 超大口径 分体自重组系统 空间装调系统 空间制造系统 space remote sensor ultra-large aperture automatic-deployable segmented system in-space assembly system in-space manufacture system
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
针对空间遥感技术的迅速发展及其对空间探测精度需求的提高, 对研制更可行有效的超大口径空间光学遥感器的技术路线开展了研究。介绍了该领域已发射和计划发射的超大口径光学遥感器涉及的发展历史和结构特点, 以及它们的研究现状和应用领域, 主要包括整体式成像系统、分块可展开成像系统、光学干涉合成孔径成像系统和衍射成像系统等。分析对比了各种传感器的性能特点及现阶段的应用情况。最后, 考虑我国高分辨率、高成像质量空间光学遥感器的应用需求, 结合当前技术条件以及相关技术的发展趋势, 分别针对2~4 m大口径系统, 4~10 m超大口径系统和更大口径系统的成像需求提出了最佳解决方案。
超大口径空间遥感器 整体式成像系统 分块可展开成像系统 光学干涉合成孔径成像系统 衍射成像系统 综述 ultra large aperture space optical remote sensor monolithic aperture imaging system deployable segmented imaging system interferometric synthetic aperture imaging system diffractive imaging system review 光学 精密工程
2016, 24(11): 2613
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
空间相机遮光罩的温度波动直接影响附近光学元件的温度波动, 而光学元件的热变形将导致光学成像质量的下降。针对一种高分辨率空间相机的遮光罩, 提出了几种不同的热控方案并进行了比对分析。首先, 介绍了空间相机遮光罩的一般热控措施及效果并分析了影响空间相机遮光罩温度波动的外热流及传导热阻; 然后通过仿真分析得到了三种不同热控方案下的温度数据及主动加热功耗数据, 经过比对分析后选用了主动加热功耗少、温度波动范围小的热设计方案。最后, 通过热平衡试验及在轨数据验证了选用方案的有效性。空间相机遮光罩的在轨温度范围为4.8~9.2 ℃, 次镜温度范围为17.8~17.9 ℃, 与仿真分析结果一致性良好, 热设计合理有效, 满足任务需求。
空间相机 遮光罩 热设计 热仿真分析 space camera baffle thermal design thermal simulation analysis 红外与激光工程
2016, 45(9): 0918002
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
为了弥补离焦产生的影响, 本文从离轴 TMA航天测绘相机的工程实际出发, 提出了一种基于滚珠丝杠及连杆的离焦补偿机构, 分析了机构的设计需求, 确定了机构的调节位置, 对机构进行了结构设计、精度设计可靠性分析以及性能检测。机构的 X轴晃动为 ±2.7″, Y轴晃动为 ±3.3″, 曲线拟合残差小于 2 μm, 抽检最大误差为 5 μm, 机构具备良好的自锁性能。性能检测结果表明该机构综合性能良好, 适合在离轴 TMA航天测绘相机中使用。
航天相机 离轴 TMA 离焦补偿机构 检测 aerospace camera off-axis TMA defocus offsetting mechanism detection
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
为实现静止轨道空间光学遥感器的多谱段成像,研究了光学系统特定谱段的多光谱成像的方法。对两种滤光模式进行了对比,选择透射式滤光方案进行不同谱段光线的切换。结合本项目光学系统的特点,确定了在光学系统中光线集中度较高的焦平面附近设置滤光轮机构的方案。通过对多种转动机构特点的比较,设计了一种基于正五棱锥台基座的新型滤光轮机构,该机构由滤光轮组件和滤光轮驱动机构两部分组成。介绍了滤光轮机构的组成和工作原理,最后,在环境模拟试验前后对滤光轮机构进行了综合性能测试。测试结果表明:该机构具有结构强度高、结构紧凑、精度高、稳定可靠等特点。试验前后滤光片面形精度RMS值均优于λ/30,机构转动精度优于25″,机构自锁性能良好,满足复杂空间环境下光学遥感器多谱段成像的要求。
静止轨道 光学遥感器 滤光片 滤光轮机构 正五棱锥台 geostationary orbit optical remote sensor filter filter wheel mechanism regular five truncated pyramid 光学 精密工程
2015, 23(12): 3357
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
为验证聚合物基体在真空环境产生的逸气效应对复合材料尺寸稳定性的影响,对环氧树脂和氰酸脂两种基体的碳纤维复合材料的真空逸气性能进行了试验研究。首先从理论上分析了膨胀系数与逸气系数之间的关系,获得了二者尺寸稳定性存在差异的理论依据。然后设计了能够精确测量尺寸和质量变化的试验组件,按照卫星环境试验条件对多组试验组件进行了3轮真空试验,精确测量了试验前后试验组件的尺寸和质量。试验结果表明: 环氧树脂基体和氰酸脂基体的复合材料质损率(TML)分别为0.033%~0.06%和0.014%~0.029%;环氧树脂基体和氰酸脂基体的复合材料尺寸变化量分别为2~8 μm和1~3 μm。另外,环氧树脂基试件的质量变化约为氰酸脂基的2倍,说明两种材料在真空环境下的尺寸稳定性有差异。
复合材料 氰酸脂 环氧树脂 真空逸气 尺寸稳定性 composite materials cyanate resin epoxy vacuum outgassing dimensional stability
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 长春工业大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
研究了空间相机调偏流机构运动公式的提取方法, 以便提高运动机构精度, 改善空间相机成像质量。分析了调偏流机构测试数据的分布规律, 建立了它的分布规律模型。采用对角频率ω一维搜索的三参数三角函数拟合方法, 对测试数据进行了最小二乘拟合, 并研究分析了首次拟合残差的分布规律, 提取并修正了其中的系统误差分量, 从而进一步提高了拟合精度。试验结果表明: 使用上述方法提取调偏流机构运动公式后, 调偏流系统控制精度优于30″, 与最小二乘拟合结果(最大拟合偏差20.5107″)相符, 同时满足系统控制要求, 不仅实现了高精度的偏流角控制, 还降低了对零部件加工、装配的要求和制作成本。
空间相机 调偏流机构 曲线拟合 最小二乘法 space camera drift adjusting mechanism curve fitting least square method 光学 精密工程
2014, 22(12): 3342