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
3 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室,吉林 长春 130033
对于空间相机来说,高分辨率要求相机的焦距要长,长焦距则会导致主次镜间距变大,从而导致空间相机的体积增大,空间利用率降低。为了充分减小空间相机发射时的包络尺寸,降低空间相机的发射成本,针对同轴三反式光学系统设计了一种基于空间四连杆的高精度可重复式次镜展开机构。对该次镜展开机构进行误差分析,对次镜展开机构的模型进行有限元分析以评估机构的可靠性,并设计了机构可重复性实验验证次镜展开机构的可重复性。次镜展开机构折叠后空间相机光轴方向长度由875 mm压缩为324 mm,体积压缩63%,展开状态下的基频为96.64 Hz,重复展开位移极限误差最大为15.61 μm,倾斜极限误差最大为16.89″。结果表明,该机构实现了空间相机体积的压缩,且锁紧状态下的基频符合在轨使用要求,重复精度满足光学系统要求,能够适应微纳卫星的运载条件,可以应用于航天实践中。
空间相机 次镜展开机构 有限元分析 可重复性实验 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0522003
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
为解决复杂外热流下散热面难以确定的难题,基于散热面总到达外热流最小的设计原则,对空间相机大功率热源散热设计进行研究。首先,根据相机所处空间环境分析相机受到的外热流。接着,通过分析外热流与热源工作模式,采用在相机两侧设置辐射冷板散热并通过热管耦合的方式,增大了热源的散热效率,减小了辐射冷板的面积。最后,根据相机所处空间环境和采取的热控措施利用热仿真软件进行了热分析验证。仿真结果表明:可见光组件温度为-1.9℃~12.9℃,红外组件温度为 1.7℃~10.5℃,制冷机热端温度为-12℃~0.3℃,制冷机压缩机温度为-11.3℃~21.3℃。满足温控指标要求,解决了复杂外热流下相机大功率热源的散热问题。
空间相机 热设计 热分析 space camera, thermal design, thermal analysis
红外与激光工程
2023, 52(9): 20230022
红外与激光工程
2023, 52(7): 20220878
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
以中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的相关研究成果为代表,系统总结了我国近十几年来在光学反射镜材料,非球面光学系统设计、加工与检测,空间相机集成与测试等方面取得的最新进展,结合典型在轨应用实例,展现技术进步带来的优势,同时也展望了光学系统先进制造技术的发展趋势。
光学设计 空间相机 非球面 自由曲面 先进制造
红外与激光工程
2022, 51(11): 20220109
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
调焦机构是空间相机获得良好成像质量的重要保障。由于调焦机构焦平面两端的同步性误差不可避免, 会对成像质量造成影响, 因此对双凸轮和丝杠螺母调焦机构同步性误差进行了分析。介绍了两种调焦机构工作原理; 分析了两种调焦机构同步性误差的来源并对其同步性误差进行了计算; 对两种调焦机构的同步性进行了测试验证。两种调焦机构采用统计法和蒙特卡罗法计算同步性误差, 验证结果与之相符。满足调焦机构同步性误差的最大允许值±20μm, 完全满足现阶段使用要求。
空间相机 调焦机构 同步性误差 统计法 蒙特卡罗法 space camera focusing mechanism synchronous error Statistical Method Monte Carlo Method
红外与激光工程
2022, 51(10): 20220365
1 北京空间机电研究所, 北京 100094
2 先进光学遥感技术北京市重点实验室, 北京 100094
对于搭载单向积分TDI探测器的推扫式空间光学相机, 探测器的积分方向是限制卫星敏捷机动任务规划的一项重要限制。利用在光学系统中加入法线方向与光轴成一定角度的平面镜可以改变系统物像正倒关系而不影响光程及像质的特点, 设计了光学双向推扫系统。为了验证其方案的合理性, 设计并装调了光学双向推扫相机工程样机。对该相机进行外景成像实验, 成像实验结果与预期一致, 光路切换效果明显, 验证了其适应两种飞行方向的能力。总结工程样机研制过程, 提出了后续需要考虑的问题, 为后续光学双向推扫相机在型号上应用打下基础。
光学 双向推扫 平面镜 物像关系 空间相机 optics bidirectional scan plan mirror object image relation space camera
光学 精密工程
2022, 30(12): 1429