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原文传递一种低轨遥感微纳卫星及其热设计方法

专利名称：	一种低轨遥感微纳卫星及其热设计方法
摘要：	本发明提供了一种低轨遥感微纳卫星及其热设计方法。卫星包括卫星平台、体装帆板、光学载荷。热设计方法包括卫星平台热设计和光学载荷热设计；其中，卫星平台热设计进一步包括散热面设计、隔热设计、等温性设计；光学载荷热设计进一步包括调焦环与主次镜、矫正镜热控设计，主次镜支撑筒热控设计，以及，电子学热控设计。本发明的有益效果：通过对该型号低轨遥感卫星的研制，实现了小型微纳卫星在平台与载荷上的一体化热控设计，热控设计合理可行，满足各项指标要求，达到预期热控效果，并留有足够的余量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国科学院微小卫星创新研究院
发明人：	刘鎏;王慧元;张晓峰;宋炜胥;李晓莉;徐雨
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910742382.8
公开号：	CN110395411A
代理机构：	上海智晟知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	李镝的
分类号：	B64G1/58(2006.01);B;B64;B64G;B64G1
申请人地址：	201203 上海市浦东新区海科路99号
主权项：	1.一种低轨遥感微纳卫星，其特征在于，所述卫星包括卫星平台、体装帆板、光学载荷；以星箭分离面中心点为原点，将垂直于所述星箭分离面并且从运载指向所述卫星方向作为Z轴，所述Z轴与所述光学载荷的光轴平行；平行于所述星箭分离面并且对应所述卫星在轨飞行方向作为X轴；按右手法则，与所述X轴及所述Z轴正交的方向作为Y轴；所述体装帆板布置在所述卫星平台的-X侧，在所述卫星平台的-X侧的侧板表面布置有电池组；所述光学载荷布置在所述卫星平台的顶部，所述光学载荷的载荷电子学布置在所述卫星平台内部；所述卫星平台的+Y侧布置星敏感器；所述卫星平台的+X侧的侧板外表面布置有数传、测控天线；所述卫星平台的-Z侧的侧板外表面布置GPS天线、磁力矩器、太阳敏感器、星敏感器探头；所述卫星的内部仪器设备安装在所述卫星平台的顶板和底板内表面上。 2.根据权利要求1所述的一种低轨遥感微纳卫星，其特征在于，所述光学载荷包括外遮光罩、热调焦组件、次镜组件、主次镜支撑筒组件、主镜组件、载荷安装组件、矫正镜组件；所述载荷电子学包括焦平面、电控箱组件、电路模块。 3.根据权利要求2所述的一种低轨遥感微纳卫星的热设计方法，其特征在于，包括卫星平台热设计和光学载荷热设计；其中，所述卫星平台热设计进一步包括散热面设计、隔热设计、等温性设计；所述光学载荷热设计进一步包括调焦环与主次镜、矫正镜热控设计，主次镜支撑筒热控设计，以及，电子学热控设计。 4.根据权利要求3所述的一种低轨遥感微纳卫星的热设计方法，其特征在于，所述散热面设计包括：选取所述卫星平台的±Y侧的侧板作为主散热面，选取所述卫星平台的+X侧的侧板作为辅助散热面；在所述电池组的底部设置扩热板，用于将所述电池组产生的热量传导至所述辅助散热面进行散热；在所述体装帆板的背阴面喷涂白漆；将舱外底板上以及安装支架喷涂白漆；星箭分离后留在星上的分离结构外表面喷涂白漆后隔热安装。 5.根据权利要求3所述的一种低轨遥感微纳卫星的热设计方法，其特征在于，所述隔热设计包括：所述星敏感器的遮光罩、所述星敏感器探头、所述磁力矩器、所述测控天线的支架、所述GPS天线的支架、分离插头均包覆多层隔热组件；所述体装帆板及其支撑杆分别与所述卫星平台隔热安装，所述体装帆板所在舱内表面包覆多层隔热组件；所述电池组的扩热板、载荷探测器辐射板、载荷安装面、所述测控天线及其支架、所述GPS天线及其支架均与所述卫星平台隔热安装。 6.根据权利要求3所述的一种低轨遥感微纳卫星的热设计方法，其特征在于，等温性设计包括：所述卫星的内部仪器设备和结构件表面喷涂黑漆或进行黑色阳极氧化处理；对于需要导热安装的设备，提高设备与结构安装面之间的平面度及接触面积，并在安装面填涂导热硅脂。 7.根据权利要求3所述的一种低轨遥感微纳卫星的热设计方法，其特征在于，调焦环与主次镜、矫正镜热控设计包括：在所述调焦环主体上对称设置PID控温加热器，并在±X向各设置测温点；所述调焦环与其周边结构进行隔热处理，隔热处理方法包括：减小接触面积，增加隔热垫厚度与隔热性能；在主镜外框、次镜安装支架、矫正镜所在芯轴套环表面设计电加热器；在主镜框外环±X向与主镜中央芯轴±X向设置测温点，用于同时监测主镜中心与矫正镜温度；对次镜外部结构进行二次温控，并采用最外层为消光黑膜的多层隔热组件对次镜外部结构主体进行包覆。 8.根据权利要求3所述的一种低轨遥感微纳卫星的热设计方法，其特征在于，主次镜支撑筒热控设计包括：主次镜支撑筒采用碳纤维复合材料，支撑筒在+Z方向与外遮光罩接触，-Z方向与主镜框接触，支撑筒两端温度一低一高，需要分三段进行过渡温控：在上段控制靠近遮光罩的支撑筒温度，在中段控制支撑筒主体温度，在下段控制靠近主镜框的支撑筒温度；同时对每个段位按照±X向进行分区温控；将外遮光罩与主次镜支撑筒隔热安装，遮光罩与支撑筒、主镜框外表面包覆多层隔热组件。 9.根据权利要求3所述的一种低轨遥感微纳卫星的热设计方法，其特征在于，电子学热控设计包括：电子学两侧布置铜条，所述铜条由内部铜条与外部铜条连接组成；所述内部铜条与探测器导热接触，所述外部铜条与探测器散热面导热接触；在铜条表面缠绕条形多层隔热组件，与铜条相关的散热结构均采用隔热安装方式；将电子学机壳表面发黑处理，在电子学机壳表面设计导热结构用于将热量导出至所述卫星平台的顶板。
所属类别：	发明专利