間接熱控在高分辨率光學(xué)遙感器恒溫控制中的應(yīng)用

宋欣陽(yáng) 高 娟 趙振明 魯 盼

（北京空間機(jī)電研究所，北京 100094）

間接熱控在高分辨率光學(xué)遙感器恒溫控制中的應(yīng)用

宋欣陽(yáng) 高 娟 趙振明 魯 盼

（北京空間機(jī)電研究所，北京 100094）

針對(duì)高分辨率光學(xué)遙感器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)高分遙感器）恒溫控制要求的不斷提高，文章分析了傳統(tǒng)熱控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足，提出采用間接熱控技術(shù)進(jìn)行大口徑高分遙感器恒溫控制的設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合某高分遙感器的熱控要求、關(guān)鍵部件的熱控設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)闡述了間接熱控技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)途徑。仿真分析結(jié)果及試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，間接熱控技術(shù)能夠滿(mǎn)足遙感器的恒溫控制需求，可以實(shí)現(xiàn)高分遙感器光學(xué)系統(tǒng)及主要結(jié)構(gòu)的恒溫控制精度優(yōu)于±0.3℃。

間接熱控技術(shù) 高分辨率 恒溫控制 熱設(shè)計(jì) 航天遙感器

0 引言

幾十年來(lái)，我國(guó)空間光學(xué)遙感衛(wèi)星圖像已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了不可估量的作用[1]。然而隨著應(yīng)用的進(jìn)一步深入，用戶(hù)對(duì)圖像品質(zhì)的要求越來(lái)越高。為達(dá)到更高的圖像品質(zhì)，高分遙感器需要滿(mǎn)足更高的幾何精度，因此對(duì)遙感器的恒溫控制提出了更高的要求[2]。

按照熱控制的原理來(lái)劃分，熱控制技術(shù)可分為被動(dòng)熱控制及主動(dòng)熱控制兩大類(lèi)。被動(dòng)熱控制技術(shù)是一種開(kāi)環(huán)控制。在控制過(guò)程中，被控對(duì)象的溫度無(wú)反饋?zhàn)饔谩Ｍǔ＿x擇具有一定熱物性的結(jié)構(gòu)材料，采用表面涂層等措施，安排被控對(duì)象與其環(huán)境及周?chē)Y(jié)構(gòu)的熱傳遞，使被控對(duì)象處于期望的溫度范圍內(nèi)。被動(dòng)熱控的優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，但對(duì)被控對(duì)象的溫度不可控。主動(dòng)熱控制技術(shù)是一種閉環(huán)控制。在控制過(guò)程中，被控對(duì)象的溫度反饋到熱控制機(jī)構(gòu)上。通常要求控制系統(tǒng)包括溫度敏感器、控制器及執(zhí)行器。較常見(jiàn)的主動(dòng)熱控制是施加主動(dòng)控溫功率，通過(guò)熱敏感器來(lái)反饋被控對(duì)象的溫度，利用控溫儀來(lái)調(diào)節(jié)主動(dòng)控溫功率的大小及時(shí)間來(lái)控制被控對(duì)象的溫度。這種主動(dòng)控溫方式能夠調(diào)節(jié)被控對(duì)象的控溫點(diǎn)，被控對(duì)象對(duì)控溫調(diào)節(jié)反應(yīng)靈活[3]。

遙感器傳統(tǒng)熱設(shè)計(jì)，多采用被動(dòng)熱控或主動(dòng)控溫的方式。尤其是對(duì)溫度范圍要求較高的關(guān)鍵部件，通常直接在被控對(duì)象上布置主動(dòng)控溫加熱回路來(lái)達(dá)到控溫的目的[4-5]。而遙感器作為一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型系統(tǒng)，各個(gè)部件間的熱耦合作用十分復(fù)雜，單一結(jié)構(gòu)件通過(guò)導(dǎo)熱、輻射等換熱方式與周?chē)慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行熱交換，其溫度變化受周邊環(huán)境的整體溫度影響較大，而并不完全依賴(lài)于自身的熱控措施。對(duì)于直接加載在被控對(duì)象上的主動(dòng)控溫回路來(lái)說(shuō)，受到目前航天應(yīng)用的測(cè)、控溫設(shè)備的性能制約[6-9]，其恒溫控制精度通常在±0.3℃至±2℃范圍內(nèi)[10-12]。此外，熱控涂層退化、空間外熱流的多變以及衛(wèi)星邊界環(huán)境的變化成為限制高分遙感器在軌恒溫控制的重要影響因素。這些因素對(duì)高分遙感器的溫度影響往往是緩慢變化的，無(wú)論是仿真、試驗(yàn)或是在軌狀態(tài)，都需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比對(duì)才能確定最終的恒溫控制精度。對(duì)以往高分光學(xué)遙感器的在軌數(shù)據(jù)梳理，全壽命期內(nèi)的恒溫控制精度約為±0.5℃至±2℃范圍。

隨著分辨率的逐步提高，遙感器向著大口徑、高能耗、高熱流密度、軌道機(jī)動(dòng)多變、高恒溫控制精度的趨勢(shì)發(fā)展。為了得到更高的圖像品質(zhì)，某些高分遙感器對(duì)主要光機(jī)結(jié)構(gòu)提出了優(yōu)于±1℃的全壽命期的恒溫控制精度要求，甚至對(duì)關(guān)鍵的光學(xué)鏡頭、承力結(jié)構(gòu)提出全壽命期優(yōu)于±0.3℃的恒溫控制精度要求，這使得上述傳統(tǒng)控溫方法難以滿(mǎn)足不斷發(fā)展的高分辨率遙感器的溫度控制需求。

針對(duì)傳統(tǒng)控溫方式在高分遙感器高精度恒溫控制要求方面的不足，本文創(chuàng)新性的提出將間接熱控技術(shù)應(yīng)用于大口徑高分遙感器的熱設(shè)計(jì)中，并以某空間高分光學(xué)遙感器為例，詳細(xì)闡述間接熱控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑與控溫方式，通過(guò)仿真分析給出間接熱控與傳統(tǒng)熱控技術(shù)在控溫精度上的差異，通過(guò)地面熱平衡試驗(yàn)驗(yàn)證間接熱控的效果。

1 間接熱控技術(shù)概述

間接熱控技術(shù)是通過(guò)對(duì)被控對(duì)象周?chē)妮o助結(jié)構(gòu)件進(jìn)行主動(dòng)控溫，利用兩者之間的輻射熱交換實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象高精度恒溫控制的技術(shù)。具體為：在被控對(duì)象外圍增加熱控輔助結(jié)構(gòu)，通過(guò)電加熱回路等主動(dòng)控溫方式為輔助結(jié)構(gòu)控溫，在被控對(duì)象表面及輔助結(jié)構(gòu)表面噴涂黑漆等涂層以增強(qiáng)兩者間的輻射熱交換，在被控對(duì)象與輔助結(jié)構(gòu)的接觸位置進(jìn)行隔熱處理以減小兩者間的導(dǎo)熱熱交換，以此實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的高精度恒溫控制。通過(guò)對(duì)熱控輔助結(jié)構(gòu)件的主動(dòng)控溫措施，保證了輔助結(jié)構(gòu)的溫度水平，受到測(cè)控溫精度限制，其溫度在相對(duì)較大范圍內(nèi)波動(dòng)。熱控輔助結(jié)構(gòu)為被控對(duì)象提供了其所需的溫度環(huán)境，同時(shí)減弱了被控對(duì)象周邊結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的影響，減少了結(jié)構(gòu)間復(fù)雜的熱耦合，使其熱量交換過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單。熱控輔助結(jié)構(gòu)的熱量主要通過(guò)輻射換熱傳遞到被控對(duì)象本身，保證了被控對(duì)象的溫度水平。同時(shí)，輔助結(jié)構(gòu)件相對(duì)較大的溫度波動(dòng)則由于輻射換熱作用起到消峰填谷的效果，使被控對(duì)象的溫度在較小的溫度范圍內(nèi)波動(dòng)，從而提高了被控對(duì)象的恒溫控制精度。

間接熱控技術(shù)充分利用了主動(dòng)熱控技術(shù)及被動(dòng)熱控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消除了主動(dòng)熱控技術(shù)及被動(dòng)熱控技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)，在現(xiàn)有技術(shù)水平、工藝水平以及確保航天產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)上，大大提高了被控對(duì)象的恒溫控制精度。在光學(xué)、力學(xué)要求較嚴(yán)格的遙感器熱控設(shè)計(jì)中，間接熱控技術(shù)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，使遙感器主要光機(jī)結(jié)構(gòu)的溫度滿(mǎn)足恒溫控制要求，為高品質(zhì)圖像的獲取奠定基礎(chǔ)。

2 間接熱控技術(shù)的應(yīng)用

間接熱控技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)航天器產(chǎn)品的熱控設(shè)計(jì)，對(duì)有高精度恒溫控制要求的高分辨率光學(xué)遙感器尤其適用。本文結(jié)合某高分辨率遙感器的熱控研制要求，詳細(xì)闡述間接熱控技術(shù)在遙感器熱控設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

2.1 熱控指標(biāo)要求

某高分辨率光學(xué)遙感器所在的衛(wèi)星軌道為太陽(yáng)同步軌道，軌道高度約 700km。該遙感器的口徑約 800mm，+Z方向?yàn)槿牍饪?。主要由主鏡、次鏡、三鏡、折鏡、三桿、主板等結(jié)構(gòu)件組成。其中，次鏡組件及三桿組件位于遙感器入光口前端，次鏡通過(guò)三桿結(jié)構(gòu)懸于入光口中心位置，三桿組件固定在鏡筒前端。主板作為遙感器的主要承力結(jié)構(gòu)，支撐著鏡筒組件、主鏡組件、三鏡組件及折鏡組件等。圖1為該遙感器的主要結(jié)構(gòu)。

該遙感器的光學(xué)鏡頭及主要結(jié)構(gòu)均對(duì)溫度變化敏感，為保證光學(xué)成像的需要，需對(duì)主要鏡頭組件及承力結(jié)構(gòu)進(jìn)行恒溫控制以保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和成像視場(chǎng)穩(wěn)定。具體的恒溫控制精度要求見(jiàn)表 1。各主要光學(xué)鏡頭和承力結(jié)構(gòu)的溫度水平可在(20±2)℃范圍內(nèi)。除三鏡及折鏡外，其余各光機(jī)結(jié)構(gòu)任一位置的溫度穩(wěn)定性?xún)?yōu)于±0.3℃，也就是光機(jī)結(jié)構(gòu)全壽命期內(nèi)的恒溫控制精度要求為±0.3℃。本文主要針對(duì)遙感器中有恒溫控制精度要求的位置進(jìn)行分析和說(shuō)明。

圖1 遙感器主要結(jié)構(gòu)示意Fig. 1 Sketch of the main structures and optics in the HR optical instrument

表1 遙感器精密控溫指標(biāo)要求Tab. 1 The objective of temperature control of the HR optical instrument℃

2.2 實(shí)現(xiàn)部位和控溫方式

通過(guò)對(duì)該高分遙感器結(jié)構(gòu)形式、軌道外熱流、遙感器所在衛(wèi)星邊界、涂層退化等影響恒溫控制精度的要素進(jìn)行分析和計(jì)算，采用傳統(tǒng)熱控設(shè)計(jì)方法能夠滿(mǎn)足高分遙感器主要光機(jī)結(jié)構(gòu)(20±2)℃溫度范圍需求，而主要光機(jī)主體任一位置全壽命期±0.3℃的恒溫控制要求則無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為此，對(duì)該高分遙感器的主要光機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)用間接熱控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全壽命期±0.3℃的恒溫控制要求。間接熱控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑及控溫方式詳述如下。

圖2 次鏡組件及三桿組件間接熱控措施示意Fig. 2 Thermal control method in secondary mirror components & spider blades components

圖3 鏡筒熱控措施示意Fig. 3 Thermal control method in cylinder components

（1）次鏡組件及三桿組件

次鏡組件和三桿組件均位于高分遙感器前端，直接面對(duì)空間冷黑環(huán)境。在空間外熱流變化的影響下，其溫度變化比較劇烈。根據(jù)間接熱控技術(shù)的思路，在次鏡外圍設(shè)置外熱罩作為次鏡的熱控輔助結(jié)構(gòu)——次鏡熱罩。通過(guò)對(duì)次鏡熱罩施加熱控措施，保證次鏡的恒溫控制。在三桿外部增加外熱罩作為其熱控輔助結(jié)構(gòu)——三桿熱罩。通過(guò)對(duì)三桿熱罩施加熱控措施，保證三桿的恒溫控制。

對(duì)次鏡組件、次鏡熱罩、三桿、三桿熱罩采取熱控措施（如圖2所示），以間接熱控的方法來(lái)控制次鏡組件及三桿組件的溫度，具體措施為：

1）次鏡組件（除鏡面外）、三桿組件的各結(jié)構(gòu)表面黑色陽(yáng)極氧化處理，增加輻射換熱效果，在次鏡背面、三桿表面粘貼遙測(cè)熱敏電阻，檢測(cè)相應(yīng)位置的溫度。

2）在次鏡熱罩及三桿熱罩的內(nèi)表面包覆多層隔熱組件，在不影響光路的情況下，減小外熱流對(duì)次鏡組件、三桿的溫度影響。

3）在次鏡熱罩表面、三桿熱罩表面粘貼加熱片、控溫?zé)崦綦娮栊纬芍鲃?dòng)控溫控制。在抵消外熱流影響的同時(shí)，為次鏡、三桿提供良好的溫度環(huán)境。

（2）鏡筒組件

鏡筒前端為次鏡及三桿的安裝位置，其溫度恒定精度直接影響三桿及次鏡的位置，因此保證鏡筒的恒溫控制十分重要。按照間接熱控方法，在鏡筒內(nèi)、外增加薄壁圓筒作為其熱控輔助結(jié)構(gòu)，分別為鏡筒上筒、鏡筒內(nèi)筒、鏡筒外筒。通過(guò)對(duì)輔助筒施加熱控措施（如圖3所示），以達(dá)到對(duì)鏡筒的恒溫控制目的。主要措施包括：

1）鏡筒及鏡筒輔助筒組件的表面均噴涂黑漆，增加輻射換熱效果，鏡筒表面粘貼遙測(cè)熱敏電阻，檢測(cè)相應(yīng)位置的溫度；

2）鏡筒內(nèi)筒外表面包覆多層隔熱組件，并粘貼加熱片、控溫?zé)崦綦娮栊纬芍鲃?dòng)控溫控制，以減小空間外熱流對(duì)鏡筒的影響，為鏡筒提供良好的溫度環(huán)境；

3）鏡筒上筒及外筒外表面包覆多層隔熱組件，并粘貼加熱片、控溫?zé)崦綦娮栊纬芍鲃?dòng)控溫控制。一方面抵消衛(wèi)星溫度邊界變化對(duì)鏡筒的溫度影響，一方面提供加熱補(bǔ)償，為鏡筒提供好的溫度環(huán)境，保證其溫度恒定。

（3）主鏡及主板

利用間接熱控的方法，在主鏡周向及底側(cè)、主板周側(cè)及底側(cè)增加薄板結(jié)構(gòu)作為其熱控輔助結(jié)構(gòu)。為了給主鏡組件及主板提供良好的溫度環(huán)境，在薄板外表面粘貼加熱片、控溫?zé)崦綦娮栊纬芍鲃?dòng)控溫控制。在熱罩外表面包覆多層隔熱組件以抵消所在衛(wèi)星溫度邊界及其他結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)其溫度的影響。主鏡背面及主板的不同位置粘貼遙測(cè)熱敏電阻，檢測(cè)相應(yīng)位置的溫度。

（4）其他

除了主要結(jié)構(gòu)的間接熱控措施外，對(duì)該空間高分遙感器的其他各結(jié)構(gòu)件輔助以主動(dòng)及被動(dòng)熱控措施。在主要結(jié)構(gòu)組件間增強(qiáng)隔熱措施，以減小各結(jié)構(gòu)之間的熱耦合，減小相互影響。

2.3 仿真分析

采用TMG（I-Deas）熱分析軟件，對(duì)遙感器主體進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，根據(jù)各結(jié)構(gòu)材料屬性、相互間的熱耦合關(guān)系、高分遙感器的邊界環(huán)境等建立熱分析仿真模型。

通過(guò)分析該空間高分遙感器的外熱流情況，確定極端外熱流對(duì)應(yīng)的軌道及機(jī)動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)極端外熱流、極端邊界條件、內(nèi)熱源的工作狀態(tài)、涂層材料屬性退化前后等因素，綜合判斷后確定仿真計(jì)算中的高溫、低溫工況。針對(duì)極端高、低工況下的邊界條件，對(duì)間接熱控下的高分遙感器進(jìn)行熱仿真模擬計(jì)算，預(yù)示該熱控措施下高分遙感器主要光機(jī)結(jié)構(gòu)的溫度分布及溫度變化情況。對(duì)比各主要光機(jī)結(jié)構(gòu)在高溫工況與低溫工況下的溫度結(jié)果，如圖4所示。

圖4 仿真計(jì)算預(yù)示的間接熱控技術(shù)下高低溫工況的溫度結(jié)果Fig. 4 Temperature results in different calculations by ITCM in TMG analysis

由圖4中的溫度結(jié)果可以看出，主鏡(19.90~20.26)℃、次鏡(19.17~19.54)℃、三桿(18.94~19.35)℃、鏡筒(19.71~19.82)℃及主板(19.88~19.96)℃的溫度均在20 ±2℃ ℃的范圍內(nèi)，且滿(mǎn)足全壽命期內(nèi)的±0.3℃的恒溫控制精度。

仿真結(jié)果表明，通過(guò)間接熱控技術(shù)的合理應(yīng)用，該高分辨率光學(xué)遙感器主要光機(jī)結(jié)構(gòu)的溫度實(shí)現(xiàn)了全壽命期內(nèi)的±0.3℃的恒溫控制精度要求。

2.4 試驗(yàn)驗(yàn)證

對(duì)高分遙感器按照間接熱控技術(shù)方法進(jìn)行熱控實(shí)施，放置于真空罐內(nèi)進(jìn)行地面熱平衡試驗(yàn)。按照仿真計(jì)算中高、低溫計(jì)算工況進(jìn)行熱平衡試驗(yàn)驗(yàn)證。高分遙感器熱平衡試驗(yàn)所用的控溫儀測(cè)溫精度為±0.1℃，數(shù)據(jù)顯示的精度為0.1℃。為對(duì)比熱試驗(yàn)與熱仿真中對(duì)應(yīng)位置的溫度結(jié)果，在遙感器光機(jī)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位置粘貼測(cè)溫?zé)崦綦娮琛Ｔ囼?yàn)中高低溫工況下的溫度實(shí)測(cè)值如表2所示。

由表2數(shù)據(jù)可以看出，地面真空熱平衡試驗(yàn)中，高分遙感器的主要光機(jī)結(jié)構(gòu)的溫度與熱仿真分析計(jì)算預(yù)示的溫度結(jié)構(gòu)一致性較好。驗(yàn)證了間接熱控技術(shù)下，高分遙感器全壽命周期內(nèi)主要光機(jī)結(jié)構(gòu)的恒溫控制精度優(yōu)于±0.3℃的要求。

表2 地面真空熱平衡試驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)對(duì)比Tab. 2 Contrast of the temperature data in vacuum thermal experiment℃

2.5 與傳統(tǒng)熱控技術(shù)的對(duì)比

采用傳統(tǒng)的熱控制方法對(duì)本遙感器進(jìn)行熱設(shè)計(jì)，去掉間接熱控設(shè)計(jì)中為各主要光機(jī)主體增加的輔助熱罩結(jié)構(gòu)，將主動(dòng)控溫加熱回路及多層隔熱組件等熱控措施直接作用于光機(jī)主體上。選用與間接熱控仿真計(jì)算中同樣的參數(shù)設(shè)置及輸入條件，利用TMG軟件對(duì)其進(jìn)行仿真計(jì)算。在同樣的低溫工況和高溫工況下，傳統(tǒng)熱控設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的仿真計(jì)算結(jié)果如圖5所示。

圖5 傳統(tǒng)熱控技術(shù)下高低溫工況的溫度結(jié)果Fig. 5 Temperature results in different calculations by common thermal control method

由圖5中的溫度結(jié)果可以看出，主鏡(19.96~21.15)℃、次鏡(19.02~20.40)℃、三桿(19.23~20.42)℃、鏡筒(19.39~20.48)℃、主板(19.52~21.02)℃的溫度均在 20 ±2℃ ℃的范圍內(nèi)。但是在采用傳統(tǒng)的熱控制方法下，全壽命期內(nèi)高分遙感器的各關(guān)鍵部件的溫度波動(dòng)均超過(guò) 1℃，恒溫控制精度不能滿(mǎn)足高分遙感器的控溫要求。

表3為間接熱控技術(shù)及傳統(tǒng)熱控技術(shù)下，高分遙感器主要光機(jī)結(jié)構(gòu)的溫度數(shù)據(jù)對(duì)比。由表中兩組數(shù)據(jù)顯示，間接熱控技術(shù)下，無(wú)論是單一工況還是全壽命期內(nèi)，其溫度波動(dòng)范圍遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)熱控技術(shù)下的溫度波動(dòng)范圍。其中，單一工況下的溫度穩(wěn)定性?xún)?yōu)于0.1℃，而全壽命期內(nèi)的最大溫差為0.4℃，較傳統(tǒng)熱控技術(shù)提高約一個(gè)數(shù)量級(jí)。符合高分遙感器提出的恒溫控制精度優(yōu)于±0.3℃的要求。

表3 主要光機(jī)結(jié)構(gòu)的仿真計(jì)算溫度數(shù)據(jù)對(duì)比Tab. 3 Contrast of the temperature data in TMG analysis℃

3 結(jié)論

針對(duì)高分辨率光學(xué)遙感器恒溫控制要求的不斷提高，本文分析現(xiàn)階段傳統(tǒng)熱控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足，創(chuàng)新性的提出將間接熱控設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于大口徑高分辨率光學(xué)遙感器的熱設(shè)計(jì)當(dāng)中。通過(guò)對(duì)間接熱控技術(shù)特點(diǎn)分析可知，采用該技術(shù)能夠很好的滿(mǎn)足高分遙感器越來(lái)越高的恒溫控制精度需求。本文結(jié)合某高分辨率空間光學(xué)遙感器的恒溫控制需求及熱設(shè)計(jì)過(guò)程，詳細(xì)說(shuō)明間接熱控技術(shù)在熱設(shè)計(jì)中的實(shí)現(xiàn)途徑和控溫方法。仿真模擬結(jié)果表明，間接熱控技術(shù)可確保高分遙感器主要光機(jī)結(jié)構(gòu)全壽命期內(nèi)恒溫控制精度優(yōu)于±0.3℃，比傳統(tǒng)控溫方式提高約一個(gè)數(shù)量級(jí)。地面真空熱試驗(yàn)數(shù)據(jù)與熱仿真分析數(shù)據(jù)一致性較高，通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了間接熱控技術(shù)可有效提高高分遙感器全壽命期的恒溫控制精度，滿(mǎn)足高分遙感器越來(lái)越高的恒溫控制精度需求。

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Application of Indirect Thermal Control Technology for Constant Temperature Control of HR Optical Remote Sensor

SONG Xinyang GAO Juan ZHAO Zhenming LU Pan

（Beijing Institute of Space Mechanics &Electricity, Beijing 100094, China）

Based on the increasingly strict objective of constant temperature control of HR optical remote sensors, the advantages and disadvantages of the common thermal control technology are discussed in this paper. And furthermore, a new thermal control method is put forward which uses the indirect thermal control technology (ITCT) in the thermal design of large scale HR optical instruments at the first time. An application of ITCT in a HR optical instrument for which the highly constant temperature control is required is introduced in details. The simulation of the design and the data of the experiment shows that the results of thermal control using ITCT can meet the objective precision. By optimization design of the ITCT, the precision of constant temperature control of the main structures and optics of the HR optical instrument can be better than ±0.3 .℃

indirect thermal control technology; high resolution; constant temperature control; thermal design; space remote sensor

V443+.5

A

1009-8518(2015)02-0046-07

10.3969/j.issn.1009-8518.2015.02.007

宋欣陽(yáng)，女，1984年生，2009年獲天津大學(xué)熱能工程專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位，工程師，現(xiàn)從事空間相機(jī)熱控技術(shù)研究工作。研究方向?yàn)榇罂趶礁叻直媛使鈱W(xué)遙感器的精密熱控設(shè)計(jì)。E-mail: songxinyang1984@163.com

2014-11-06