ZM4300光學遙感器空間環境模擬試驗設備新技術

2010-08-25 楊建斌 蘭州物理研究所

  ZM4300 光學遙感器空間環境模擬試驗設備為了滿足對溫度、真空度、污染量、振動及多種試驗模式的要求,采用了一些新技術措施,包括:多種試驗模式、污染綜合控制技術、大尺寸熱沉精確控溫和高溫度均勻性、熱沉兼具液氮制冷和乙醇制冷(機械制冷)模式、多種液氮流程運行模式、卸載隔振設置等。

1、引言

  “ZM4300 光學遙感器空間環境模擬試驗設備”可用于模擬太空的高真空、外熱流與冷黑環境,進行航天光學遙感儀器的熱光學、熱真空、熱平衡及熱循環等空間環模試驗[1] 。設備對溫度控制精度、污染控制和振動隔斷給予了充分考慮與解決。設備具有多種試驗模式,還具有進行常壓熱循環試驗的功能。

  設備包括8 個主要分系統,分別是真空容器分系統、熱沉分系統、真空抽氣分系統、液氮制冷流程分系統、機械制冷分系統、加熱分系統、參數測量分系統及控制管理分系統。真空容器直徑準4.3 m,極限真空度1.4×10-5 Pa;具有液氮和機械制冷2 個可切換的制冷流程,液氮制冷時熱沉溫度100 K,機械制冷時熱沉在-60 ℃至100 ℃間可以精確控溫;真空容器24 h 累計污染量為1.36×108 g/cm2;容器采取了獨特的隔振技術。ZM4300 光學遙感器空間環境模擬試驗設備作為集冷黑背景、熱真空、熱光學及熱循環試驗多項功能為一身的環境試驗設備,采用了一些新的思路和技術,滿足了空間光學遙感器的環境模擬試驗需要。

2、設備采用的技術

2.1、兼具多種試驗模式

  設備兼具多種試驗模式,可進行熱光學、熱真空、熱平衡及熱循環等空間環模試驗;設備擁有液氮流程,熱沉溫度可低于100 K,熱沉內表面發射率ε>0.90,紅外吸收系數αs>0.96,可模擬太空冷黑背景,進行熱平衡試驗;設備擁有機械制冷乙醇流程和加熱控溫系統,可進行熱光學、熱真空試驗;設備真空容器具有高效保溫層,可進行常壓下熱循環試驗。

3、結論

  ZM4300 設備是目前國內最大的空間光學載荷試驗裝置。由于采取了一系列控制污染技術,使設備的污染量得到了有效控制。有效載荷試驗表明,污染量控制頗為理想,滿足了預期的試驗要求。光學載荷試驗對振動的敏感性強,而ZM4300 設備采用了新的措施,有效地減小了振動對成像的影響,滿足了各種工況下的試驗功能。

  液氮與乙醇共用一條熱沉管路,是國內外熱真空設備從未使用過的新技術,該設備成功地解決了乙醇與液氮間切換的難題。

  因為采用了許多新技術,使ZM4300 設備性能完全滿足了光學載荷多種功能試驗要求,取得了理想的試驗結果。

參考文獻:

 。1]黃本誠,馬有禮.航天器空間環境模擬試驗技術〔M〕.北京:國防工業出版社,2002.
 。2]劉玉魁,韓曉文.用帶冷阱油封機械泵啟動濺射離子泵〔J〕.真空與低溫,1987,(1):23~27
 。3]劉玉魁.真空清洗原理及清潔劑〔J〕.真空與低溫,1990,(4):37~42