月基望远镜热设计及热分析

发布时间：2019-10-28 13:18

【摘要】：为了利用月球观测地球等离子体层的优势,开展了月基望远镜的研究,并对其进行了热设计和热分析。分析了月基望远镜所处的空间环境。对望远镜各个部分进行了热设计;采用被动热控措施控制望远镜的温度水平,降低空间环境的影响;采用热疏导的方式对探测器进行散热。根据月基望远镜的空间环境、结构特点,以及采取的热控措施,在I-DEAS/TMG软件中建立有限元模型,并进行了仿真分析。分析结果:光学系统部分最大温度范围为-50℃～60℃,机械结构部分为-110℃～105℃。热设计方案合理可行,满足热设计要求,其研究方法对其他舱外月基探测器的热设计具有一定的指导和借鉴作用。
【图文】：

月基望远镜将着陆于月球北纬44°左右，其所处的月表温度变化如图 1 所示。由图 1 可以看出，月基望远镜所处的空间环境温度变化范围可达 360K，且高低温持续时间均有14 天左右，这就给其热设计带来了巨大的困难。月图 1 月表温度变化曲线昼期间望远镜整体温度水平很高，此时内热源产生的热量若不能够及时散出，可能会导致探测器等内热源的温度超出工作范围，，导致探测失败; 月夜期间由于无功耗供给，月基望远镜将面临“无米之炊”的境地

率、低吸收率的面膜，以降低对太阳能的吸收，减少对外散失的热量。其中俯仰轴转动环节的多层隔热组件的包覆采用如图 2 所示的包覆方式: 不但有效地防止多层组件使转动部位的卡死，而且漏热量很小。多层和支架之间距离为 1mm，空气在 －60℃时的导热率为 λ = 0． 0204W/( m·K) ，漏热距离为30mm，漏热面积为 1． 885 × 10－ 4m2，外部空间为冷黑，可粗略计算其通过空气传导漏热量为 0． 027W，故转动部位采用这种多层包覆方式是比较合理的。图 2 俯仰轴处多层材料的包覆2) 由于月基望远镜安装点的温度变化很大( －140℃ ～ 100℃ )
【作者单位】： 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院研究生院;
【分类号】：TH751

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2553123