太阳X-EUV成像仪热控关键技术研究

发布时间：2025-04-01 01:21

　　太阳X-EUV成像仪是风云三号卫星上的重要遥感仪器之一,其采用的X射线掠入射和EUV正入射一体化的设计方案是由我国在国际上首次提出并设计实现的。该仪器作为我国最新的空间太阳观测仪器,结构复杂且姿态多变,同时低温探测器三维运动且长时间工作,这些都给热设计带来了新的挑战。本文以太阳X-EUV成像仪的热设计难点为依据,开展了二维变姿态空间相机外热流计算、低温探测器组件热控制技术以及热分析模型修正三大关键技术的研究。论文首先介绍了国内外典型空间观测太阳探测器的热控制技术研究现状,总结了从太空观测太阳的主要方法、探测器的工作特点和热设计方案。对太阳X-EUV成像仪的结构特点、工作模式进行介绍,分析了其热控系统的难点。根据成像仪的在轨工作特点,提出了一种在J2000坐标系下进行二维变姿态空间相机的外热流算法。该方法能够计算出成像仪实时的姿态角,为热分析计算中热模型的姿态设置提供参考。同时,该方法计算出的外热流为成像仪的热设计提供了重要依据。然后对成像仪低温探测器组件进行了详细的热设计。在热设计过程中,对影响CCD温度的因素进行了定性分析,找出了影响CCD温度的主要因素,制定了相应的热控措施来保证CC...

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2神舟二号在轨飞行姿态图

文献[30]和[31]对神舟号飞船的热控设计及其要求进行了简要说明。神舟号附加段内仪器设备要求的温度范围是-10°C⁺50°C。轨道舱内大部分仪器设备要求的温度范围是:自主运行段0°C⁴0°C,留轨期间-10°C⁺....

图1.3 Hinode卫星

EIS的主要任务是对太阳大气中某条离子谱线进行观测,同时为解决耀斑与日冕加热的双重谜团提供线索[33]。EIS的总重量约61kg(其中光谱仪54kg,设备控制单元7kg),典型工况下功耗25W,最大功耗55W[34],其实物图如图1.4。该仪器表面包覆MLI,可以有效地隔离空间环....

图1.5 X射线望远镜的结构

XRT的分辨率可达1角秒,能够观测到数百万度高温的气体,其结构如图1.5所示。XRT的总长度约为3m,内径35cm,焦距2.7m,其光学系统由经过优化的类似Wolter-I的掠入射X射线光学器件以及共焦可见光光学器件组成,其CCD的像素为13.5μm(1弧秒/像素),具有完整的....

图1.6 CCD与周围组件的安装关系示意图

图1.5X射线望远镜的结构CCD作为XRT上的关键元件,不仅要求其能够沿Z轴移动±1mm,而且还要求其在较低的温度下工作[37]。CCD一般工作时温度为-70°C,极端高温工况下其工作温度不超过-43°C。CCD安装在外壳内部,采用被动制冷的方式散热,其与背板连接,连接界面填充....

本文编号：4038721