摘要：某新型对地观测空间相机已随新技术试验星成功发射入轨。相机运行于低轨倾斜圆轨道为非太阳同步轨道,其面临的空间外热流变化非常复杂。为了保证相机在轨稳定工作,光学系统和承力结构需要具有较高的温度稳定性,低温红外探测器需要配备大功率制冷机。复杂的外热流环境和高稳定度的指标要求给热控系统的设计研制带来了极大的挑战。根据任务特点和需求,对热控研制任务展开了分析,提出了借助卫星平台姿态规避,间接辐射控温以及±X侧耦合散热面等热控措施。热平衡试验与在轨飞行实测数据表明,相机光学系统的温度水平保持在(18±2)℃范围内,稳定度优于±0.3℃/轨,满足相机各项温度指标,证明相机热控设计方案合理可行,相机在轨工作条件良好。

摘要：针对高光学效率可见红外共口径光学系统的应用需求,基于光学效率的定义分析了影响光学系统效率的主要因素,确定了采用离轴反射式共视场光学系统实现高光学效率的技术路线。比对了可见红外共口径/视场离轴光学系统的主流构型,提出了一种共用主次镜的紧凑型全反射式离轴系统构型。给出了光学系统设计实例,其技术指标为:可见光通道焦距6 000mm,F数12.4,视场角2°×0.1°,光谱范围400~700nm,全谱段全视场调制传递函数(MTF)数值在奈奎斯特频率处(71.4线对/mm)大于0.31,相对畸变小于0.29%;红外通道焦距1700mm,F数3.5,视场角2°×0.1°,光谱范围3~5μm,冷光阑效率100%,全视场全谱段MTF数值在奈奎斯特频率处(33线对/mm)大于0.31,相对畸变小于0.73%。分析结果表明,同等技术指标条件下,文章所述共口径光学系统红外通道光学效率较复杂折反射式共口径光学系统效率至少提升40%,可解决传统离轴系统畸变较大的问题。

摘要：“资源一号”02E卫星配置的红外相机采用红外探测器组件,其阵列的规模达到了8000像元。该红外探测器技术难度大,实施工艺复杂,需要突破超长线列芯片微组装技术、高性能长波材料及器件制备技术等一系列关键技术。“资源一号”02E星不具备投产验证产品进行验证的条件,因此采用一步正样的研制模式。对研制风险较大的红外相机来说,需要在方案阶段利用现有的光学系统构建实验装置,对探测器噪声等效温差、MTF等重要性能指标进行等效验证,早期发现红外探测器的不足,提升相机的定量化成像水平。文章在“委内瑞拉遥感二号”(简称“委遥二号”)卫星光学系统的基础上,对该系统与02E星红外相机的差异进行了比对分析,提出了实验参数的优化更改方案。构建了以“委遥二号”相机光学系统与02E星红外探测器组成的实验验证系统,对噪声等效温差和MTF等关键指标进行了实验验证。实验表明,文章提出的实验方法具有较好的测试等效性和精度,可以用于红外探测器在方案阶段的早期指标测试验证。

摘要：2021年12月26日,5米光学02星在太原卫星发射中心成功发射,星上装载的主要载荷之一热红外相机采用8192元长线阵长波红外探测器推扫成像,可以获取星下点地面像元分辨率优于16 m、噪声等效温差小于0.1 K@300 K、幅宽大于115 km的7.7—10.5μm谱段热红外影像。相比国内外在轨热红外遥感相机,该相机同时实现高分辨率、高灵敏度和大幅宽观测,能够实现空间和温度的高效率精细化探测,具有明显优势。文章介绍了该相机的组成、工作原理、相机关键技术及实现情况,给出地面测试与试验结果,并简要介绍在轨测试和应用情况。相机目前在轨稳定运行,性能优异,已获取大量高分辨率热红外影像,可为后续同类载荷研制提供参考。

摘要：为了验证RTV566硅橡胶用于航天红外低温镜头的可行性,测试了它的低温力学性能,并开展了基于该胶的试验透镜低温面形测试研究。首先,设计和制作了RTV566硅橡胶拉伸试验件,并通过静力拉伸试验获得了该胶与锗、钛合金的粘接强度及其弹性模量。然后设计并投产了低温透镜试验件。利用RTV566硅橡胶将透镜粘接到镜框内,并在镜框粘接面周围设计柔性结构,且通过ZYGO干涉仪测试透镜的低温面形。拉伸试验结果表明,从常温到180 K时该胶的弹性模量基本没有变化,其平均值约为6 MPa;剪切强度和拉伸强度在从常温到200 K时基本没有变化,到180 K时有一定的增加。透镜组件的低温面形测试结果表明,从常温到200 K时平面面形基本没有变化,其精度优于1/30λ(λ=0.6328μm)。这说明卸载结构和RTV566硅橡胶的共同作用很好地卸载了热应力,保证了透镜面形。本文的研究工作表明,RTV566硅橡胶可用于200 K及以上的空间红外低温镜头支撑结构。

摘要：从航天工程总体的角度对星载光学遥感相机在指标体系、产品设计、产品测试及试验等方面的标准需求进行分析,在此基础上规划星载光学遥感相机标准体系的框架,提出标准项目清单。

摘要：为适应机载高光谱成像系统的发展需要,设计了一种机载大视场高光谱成像系统。前置望远系统为大视场宽谱段透射式系统,高光谱成像仪为基于Offner次镜的改正型Féry棱镜中继系统。系统设计过程中两次使用Zemax多重组态设计;尝试将Offner次镜的改正型Féry棱镜设计为高光谱成像仪;将Féry棱镜高光谱成像仪集成为高光谱成像系统进行一体化系统分析。该设计在结构和设计方法上均有改进。设计的大视场可见近红外高光谱成像系统视场可达28°,机载载荷高度为5km时,全系统的刈幅宽度为2.493km,地面分辨率可达0.6m。左半视场和右半视场全谱段调制传递函数均大于0.6,最大谱线弯曲和谱带弯曲不到0.2pixel,成像质量接近衍射极限。

摘要：设计了一种覆盖短波红外谱段的宽视场推帚式高光谱成像系统,可用于空间遥感平台搭载获取高光谱数据立方体,分析地表物质组成及其理化特性。采用曲面棱镜作为色散元件,它集色散和成像功能于一体,通过与Offner中继结构相结合,大大简化了光谱仪光学系统的设计。相比传统色散型光谱成像仪,其结构紧凑、体积小、重量轻,而且能够有效校正棱镜色散带来的谱线弯曲和色畸变的问题。相比同类型的基于Offner中继结构的光栅光谱成像仪,其能量利用率高。分析了曲面棱镜的近轴光学理论和Offner中继结构的成像特点,给出了光谱仪的设计指标和结果,并对其光谱成像质量进行了评价。