摘要：拼接式望远镜由于主镜加工难度低、运载方便和制造成本低等特点已成为未来大口径望远镜的重要发展方向之一。主动支撑技术的成功应用为拼接式望远镜共焦共相调节提供了充足的保障。针对拼接式望远镜主镜主动支撑系统,本文首先简述了其所涉及的主要技术,之后对具体应用实例进行归纳与分析,最后为拼接式望远镜主镜支撑系统的设计提出建议,对未来拼接式望远镜支撑技术的发展具有一定的参考意义。

摘要：空间遥感器的焦面组件是空间遥感器的一个关键部组件,完成光信号到电信号的转变功能,要求其具有高拼接精度、高稳定性和高度轻量化的性能。针对某深空探测遥感器兼具推扫成像和凝视成像的功能需求,设计了一种线阵面阵探测器共基板的焦面组件,主要包括焦面基板、CCD组件、CMOS组件和视频处理电路板等。通过合理的布局,在一块焦面基板上完成了三片CCD芯片和两片CMOS芯片的布局设计,结构紧凑,散热效果好,同时利用铜片分割和电箱结构覆盖的手段提升了焦面组件的电测兼容性能。完成焦面组件的拼接,CCD探测器的搭接误差优于±2μm,各个探测器的共线和平行度误差优于±2μm,共面度误差优于±2.5μm。最终,对焦面组件开展了力、热环境试验,探测器的共线、平行度和共面度误差均无变化,表明焦面组件具有足够高的拼接精度和稳定性,焦面组件的基频为135 Hz,具有足够高的动态刚度,同时,还对整机进行了电磁兼容试验,性能良好。

摘要：离轴三反光学系统具有成像质量高、可实现大视场、无遮拦等优点,但其装调难度大,镜面支撑结构质量大。为解决这些问题,基于三级像差理论,研究一种主镜、三镜可集成一体化的大视场离轴三反光学系统,并以焦距为1 200 mm,F数为12,视场为10°×1°的光学系统为例进行了验证设计。结果表明:调制传递函数接近衍射极限,视场内平均波像差RMS值为λ/55,最大波像差RMS值为λ/22。设计结果显示,光学系统装调自由度由12个减少到6个,可使光机系统可得到简化,实现了主三镜一体化设计。

摘要：天问一号高分相机采用了离轴三反光学系统,指标精度高,结构复杂,研制周期短。鉴于上述要求,对离轴三反光学系统的计算机辅助装调技术进行了深入研究,并应用到天问一号高分相机主光机结构的装调过程中,利用计算机辅助装调技术使天问一号高分相机主光机结构的装调指标迅速收敛。各个视场的平均系统波像差优于λ/14,在特征频率57.1 lp/mm的平均传递函数0.381。此外,对主光机结构开展了一系列的环境模拟试验,包括力学应力筛选试验、高低温循环试验和失重环境适应性试验。在经历试验后,各技术指标均变化很小,基本满足总体设计指标要求。天问一号成功发射,传回了清晰的火星照片,进一步验证了计算机辅助装调技术的装调效果。

摘要：在深空探测中,为了充分利用有限的空间和视场,提出了一台相机同时含有三片线阵TDI CCD思路。为了获得高分辨率、高信噪比的遥感图像数据,针对相机成像链路,分析了影响高分相机信噪比的关键因素,提出了成像系统的串扰模型,并针对各种影响要素提出了改进措施。首先,完全独立设计各个通道,减少通道间的电路耦合。其次,调整垂直转移驱动信号的时间常数,以减小TDI CCD芯片内部的串扰噪声。最后,通过三片探测器物理隔离,减小噪声的近场耦合。对天问一号高分相机进行辐射定标试验,试验结果表明:模拟火星轨道条件,在典型工况条件,太阳高角30度、地面反照率0.2时,TDI CCD全色谱段在积分级数为32级的情况下信噪比即可达到最高115.1倍,满足火星探测的指标要求。

摘要：介绍了近些年来国际上几个主要的火星探测遥感相机,包括美国的火星观测相机(Mars Observer Camera,MOC)、高分辨率科学成相试验相机(High Resolution Science Imaging Experiment,HiRISE),以及欧空局的High Resolution Stereo Camera(HRSC)的发展概况、主要技术指标和技术特点,指出遥感器应具备近红外成像和三维立体成像功能,开展亚米级分辨率精细观测是今后火星遥感探测的主要发展趋势。本文还探讨了不同目标观测对成像分辨率的要求。通过对发展现状的调研和科学需求的分析,为我国今后开展火星可见光遥感观测提供了指标选择和设计的依据。

摘要：根据深空探测相机轻质高刚度、高性能的要求,设计了一种超轻主支撑结构。深空探测相比于地球探测环境更加严苛,主支撑结构作为主承力结构,其在发射、在轨环绕阶段都应具有高稳定性,来保持各光学元件之间的相对位置不变。与传统方法相比,文中采用拓扑优化得到清晰的主支撑结构的最佳传力路径,然后通过尺寸优化来提高主支撑结构基频。最后进行轻量化设计,其前后框架结构轻量化率达到90%以上。仿真分析和试验结果表明,主支撑结构满足公差要求且基频(80.264 Hz)远远高于整星一阶频率,应用光学测量的方法振前、振后前框架相对于后框架倾角为3″、0.3″,满足光学系统的公差要求,具有较好的稳定性。大量级力学试验后系统的波像差<λ/14,满足光学系统成像质量要求。

摘要：对空间相机大功率CCD器件进行了热设计以解决其散热问题,为了验证热设计的合理性进行了CCD焦面组件的热试验。首先,介绍了以传导为主要散热措施的CCD器件热设计方案,CCD器件的热量主要通过热管传递到冷源;然后,针对整个焦面组件进行了试验规划,特别对模拟冷板进行了专门设计;最后,在真空环境下进行了综合试验。试验结果显示,功耗为10W的CCD器件连续工作70min,在12℃冷源的情况下,能够控制焦平面器件的温度<35℃。该试验验证了CCD焦面组件热设计的合理性,并为焦面组件热分析计算模型修正提供了依据。

摘要：大孔径光学反射镜的支撑技术作为高分辨力相机的关键技术,既要兼顾反射镜的支撑刚度同时又要具有一定的柔性,能够适应温度变化对镜面的影响。大孔径光学反射镜采用球铰支撑可以极大地提高大孔径反射镜工作的可靠性,增强了反射镜的适应能力。本文通过几种反射镜支撑方式的比较,对大孔径光学反射镜球铰支撑的结构设计进行了论述,同时为了验证设计的可行性采用了非线性分析方法,对实际模型进行解算,确定了球铰支撑预紧力的选取范围为5～1500N。通过模拟件试验验证了采用球铰支撑的反射镜能够满足倾斜量<5″的设计要求,使反射镜在一定的工作环境中能够稳定地工作,满足系统成像的需要。本文可为大孔径光学反射镜支撑技术提供一定的参考和借鉴。

摘要：臭氧层探测仪是智利FAsat—Alfa小卫星有效载荷之一。这个实验是为了测量紫外波段几个波长的太阳背向散射,补偿臭氧含量总量,特别是测量智利和南极洲上空的情况,臭氧层探测实验仪器必须具有重量轻、体积小、价格低等特点。本设计就是为完成此任务而进行的一项非传统设计构想,并在此设计中采用了CCD和干涉滤波片及非图像探测器等仪器,同时采用了补偿算法进一步分析臭氧合量。