大型三反离轴相机热控设计及在轨飞行验证摘要：遥感相机在轨运行过程中要面临复杂的空间热环境，为了保证相机的成像质量，必须对其进行有效的热设计。介绍了遥感相机热控设计的主要理论，分析了某大型三反离轴相机的特殊性对热设计的影响及对策。总结了相机的在轨温度情况，并采用热模型仿真的方法获取了无温度遥测位置的温度结果。在轨分析结果表明，相机关键部位的温度均在20°C±2°C的温度指标范围内，证明了相机热控设计的正确性。关键词：热设计；在轨；验证；三反离轴相机：V445.8文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.10055630.2015.02.006VerificationofthermaldesignandinorbitflightforlargeoffaxistriplemirroranastigmaticcameraCHENWeichunl,WANGHaixing2(1.ChinaAcademyofSpaceTechnology,Bei激ng100094，China；2.Bei激ngInstituteofSpaceflightDynamic，Bei激ng100076，China)Abstract：Remotecameraisconfrontedwithcomplexspacetemperatureenvironmentduringflying.Theeffectivethermaldesignisperformedforensuringimagingqualities.Primarytheoriesofthermaldesignforremotecameraareintroduced,andtheinfluenceandcountermeasureoncharacteristicofthelargeoffaxistriplemirroranastigmaticcameraforthermaldesignareanalyzed.Finallyinorbittemperatureissummarized.Basedonthesimulationmethodofthermalmodel，thetemperatureresultsofpositionwithouttelemetrytemperatureareobtained.Inorbitanalysisresultshowsthatalltemperatureofprimarypartsforcameraisintherangeof20°C±2°C.Thevalidityofthermaldesignforcameraisproved.Keywords：thermaldesign；inorbit；verification；offaxisthreemirroranastigmaticcamera引言航天遥感相机作为卫星的重要有效载荷，主要用于对地观测以获取地面图像信息，在国民经济建设、国家社会发展等方面获得了广泛应用。遥感相机在轨道上运行时要面临复杂的空间热环境，主要为4K的冷黑空间与复杂多变的空间外热流，即不仅要受到太阳辐射、地球反射和地球红外辐射的影响，还要受到进出阴影区冷热交变的影响［12］。复杂的热环境容易使相机光学镜头产生较大变形，从而引起系统的成像质量下降［36］。同时，相机焦面CCD器件作为相机的关键部件，对工作温度的要求非常严格，过高或过低的温度都会降低其光电转换能力，增加暗电流和热噪声，导致信噪比下降，影响图像质量［78］。合理的热控设计则是保证遥感相机图像质量的关键。随着当前空间光学遥感技术的发展，对遥感相机的成像质量和地面分辨率等的要求越来越高。提高遥感性能的有效途径之一就是采取增长焦距、增大口径等措施，但随之而来的是尺寸和重量的大幅度增加，结构也更加复杂化，对温度的敏感性也越来越高［9］。由此带来的相机的大型化、结构形式的特殊性及结构的复杂性等使得相机热设计的难度也越来越大。目前三反离轴相机是国际上空间光学系统的主要发展方向之一，其具有如下优点：不存在色差和二级光谱，适合宽谱段范围的成像，设计灵活，既可以利用折转反射镜折叠光路缩短体积，又可以使用非球面镜来获得长焦距、大视场、大孔径的组合［1011］。因此，三反离轴相机广泛应用于对地目标观测、多光谱热成像、立体测绘等领域。本文分析了某典型三反离轴相机的特殊性对热设计的影响，给出了相应对策。在此基础上，分析了相机的在轨温度情况，从而验证了相机热控设计的正确性。光学仪器第37卷第2期陈维春，等：大型三反离轴相机热控设计及在轨飞行验证1遥感相机简介相机的光学系统为三反离轴结构整机外形为一箱体结构。相机结构由前、后框架和桁架支杆组成，前、后框架由桁架支杆连接。次镜组件、光电成像焦面组件、调焦机构等安置于前框架上。主镜组件和三镜组件安置于后框架上。相机质量约为400kg，外形尺寸约为2000mmX1000mmX13001相机构型示Fig.lSchematicdiagramofcamerastructure相机在卫星上安装时，采用卧式安装，通过相机底部若干支撑件同卫星提供的底板连接，通过侧面解锁机构同卫星舱板连接，入轨后，侧面解锁机构通过解锁螺栓与卫星脱离连接关系。安装...