發(fā)布時(shí)間：2019-10-28 13:18

【摘要】：為了利用月球觀測(cè)地球等離子體層的優(yōu)勢(shì),開展了月基望遠(yuǎn)鏡的研究,并對(duì)其進(jìn)行了熱設(shè)計(jì)和熱分析。分析了月基望遠(yuǎn)鏡所處的空間環(huán)境。對(duì)望遠(yuǎn)鏡各個(gè)部分進(jìn)行了熱設(shè)計(jì);采用被動(dòng)熱控措施控制望遠(yuǎn)鏡的溫度水平,降低空間環(huán)境的影響;采用熱疏導(dǎo)的方式對(duì)探測(cè)器進(jìn)行散熱。根據(jù)月基望遠(yuǎn)鏡的空間環(huán)境、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及采取的熱控措施,在I-DEAS/TMG軟件中建立有限元模型,并進(jìn)行了仿真分析。分析結(jié)果:光學(xué)系統(tǒng)部分最大溫度范圍為-50℃～60℃,機(jī)械結(jié)構(gòu)部分為-110℃～105℃。熱設(shè)計(jì)方案合理可行,滿足熱設(shè)計(jì)要求,其研究方法對(duì)其他艙外月基探測(cè)器的熱設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。
【圖文】：

月基望遠(yuǎn)鏡將著陸于月球北緯44°左右，其所處的月表溫度變化如圖 1 所示。由圖 1 可以看出，月基望遠(yuǎn)鏡所處的空間環(huán)境溫度變化范圍可達(dá) 360K，且高低溫持續(xù)時(shí)間均有14 天左右，這就給其熱設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大的困難。月圖 1 月表溫度變化曲線晝期間望遠(yuǎn)鏡整體溫度水平很高，此時(shí)內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱量若不能夠及時(shí)散出，可能會(huì)導(dǎo)致探測(cè)器等內(nèi)熱源的溫度超出工作范圍，，導(dǎo)致探測(cè)失敗; 月夜期間由于無(wú)功耗供給，月基望遠(yuǎn)鏡將面臨“無(wú)米之炊”的境地

率、低吸收率的面膜，以降低對(duì)太陽(yáng)能的吸收，減少對(duì)外散失的熱量。其中俯仰軸轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)的多層隔熱組件的包覆采用如圖 2 所示的包覆方式: 不但有效地防止多層組件使轉(zhuǎn)動(dòng)部位的卡死，而且漏熱量很小。多層和支架之間距離為 1mm，空氣在 －60℃時(shí)的導(dǎo)熱率為 λ = 0． 0204W/( m·K) ，漏熱距離為30mm，漏熱面積為 1． 885 × 10－ 4m2，外部空間為冷黑，可粗略計(jì)算其通過空氣傳導(dǎo)漏熱量為 0． 027W，故轉(zhuǎn)動(dòng)部位采用這種多層包覆方式是比較合理的。圖 2 俯仰軸處多層材料的包覆2) 由于月基望遠(yuǎn)鏡安裝點(diǎn)的溫度變化很大( －140℃ ～ 100℃ )
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;中國(guó)科學(xué)院研究生院;
【分類號(hào)】：TH751

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本文編號(hào)：2553123