高灵敏度太赫兹探测模块低温杜瓦设计及力热特性研究

作     者：张坤 姚骑均 刘冬 姚明 李婧 张文 刘彦杰 全加 史生才 ZHANG Kun;YAO Qi-jun;LIU Dong;YAO Ming;LI Jing;ZHANG Wen;LIU Yan-jie;QUAN Jia;SHI Sheng-cai

作者机构：中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院理化技术研究所北京100190 

基　　金：国家自然科学基金项目(11903086、 11903087、 11973095) 国家重点研发计划(2018YFB0504600、 2018YFB0504603) 中科院前沿科学重点研究计划(QYZDJ-SSW-SLH043) 中科院关键技术研发团队项目(GJJSTD20210002)资助 

出 版 物：《天文学报》 (Acta Astronomica Sinica)

年 卷 期：2023年第64卷第1期

页      码：15-24页

摘      要：高灵敏度太赫兹探测模块(High Sensitivity Terahertz Detection Module,HSTDM)是中国空间站巡天望远镜的科学载荷之一,主要开展太赫兹天文观测任务.该模块的核心是工作在10 K温区的氮化铌超导隧道结(Superconductor-Insulator-Superconductor,SIS)混频器,其低温制冷条件由满足空间应用的两级脉冲管制冷机提供.能最大限度减小制冷机热负载的低温杜瓦是实现这一空间10 K温区制冷环境的关键部件,且需要适应火箭发射力学振动环境.主要介绍了这一专用低温杜瓦的结构设计、力学特性仿真分析与试验测试以及热特性仿真分析.低温杜瓦的基频为189.36 Hz,力学分析结果表明内部支撑结构最大应力小于材料的屈服应力,振动试验结果表明低温杜瓦结构能够适应力学环境.低温杜瓦内部结构对制冷机一级冷端的漏热量为1800 mW,对二级冷端的漏热量为20.6 mW,均小于制冷机的制冷量,热分析结果表明低温杜瓦支撑结构的热设计满足隔热要求.力热特性研究结果表明该低温杜瓦设计能够满足太赫兹探测模块的空间应用需求.

主 题 词：空间飞行器:仪器 射电天文:太赫兹 技术:超导 低温杜瓦 力学 热设计 

学科分类：07[理学] 070401[070401] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.01.003

馆 藏 号：203117888...