ZM4300光学遥感器空间环境模拟试验设备新技术

2010-08-25 杨建斌 兰州物理研究所

  ZM4300 光学遥感器空间环境模拟试验设备为了满足对温度、真空度、污染量、振动及多种试验模式的要求,采用了一些新技术措施,包括:多种试验模式、污染综合控制技术、大尺寸热沉精确控温和高温度均匀性、热沉兼具液氮制冷和乙醇制冷(机械制冷)模式、多种液氮流程运行模式、卸载隔振设置等。

1、引言

  “ZM4300 光学遥感器空间环境模拟试验设备”可用于模拟太空的高真空、外热流与冷黑环境,进行航天光学遥感仪器的热光学、热真空、热平衡及热循环等空间环模试验[1] 。设备对温度控制精度、污染控制和振动隔断给予了充分考虑与解决。设备具有多种试验模式,还具有进行常压热循环试验的功能。

  设备包括8 个主要分系统,分别是真空容器分系统、热沉分系统、真空抽气分系统、液氮制冷流程分系统、机械制冷分系统、加热分系统、参数测量分系统及控制管理分系统。真空容器直径准4.3 m,极限真空度1.4×10-5 Pa;具有液氮和机械制冷2 个可切换的制冷流程,液氮制冷时热沉温度100 K,机械制冷时热沉在-60 ℃至100 ℃间可以精确控温;真空容器24 h 累计污染量为1.36×108 g/cm2;容器采取了独特的隔振技术。ZM4300 光学遥感器空间环境模拟试验设备作为集冷黑背景、热真空、热光学及热循环试验多项功能为一身的环境试验设备,采用了一些新的思路和技术,满足了空间光学遥感器的环境模拟试验需要。

2、设备采用的技术

2.1、兼具多种试验模式

  设备兼具多种试验模式,可进行热光学、热真空、热平衡及热循环等空间环模试验;设备拥有液氮流程,热沉温度可低于100 K,热沉内表面发射率ε>0.90,红外吸收系数αs>0.96,可模拟太空冷黑背景,进行热平衡试验;设备拥有机械制冷乙醇流程和加热控温系统,可进行热光学、热真空试验;设备真空容器具有高效保温层,可进行常压下热循环试验。

3、结论

  ZM4300 设备是目前国内最大的空间光学载荷试验装置。由于采取了一系列控制污染技术,使设备的污染量得到了有效控制。有效载荷试验表明,污染量控制颇为理想,满足了预期的试验要求。光学载荷试验对振动的敏感性强,而ZM4300 设备采用了新的措施,有效地减小了振动对成像的影响,满足了各种工况下的试验功能。

  液氮与乙醇共用一条热沉管路,是国内外热真空设备从未使用过的新技术,该设备成功地解决了乙醇与液氮间切换的难题。

  因为采用了许多新技术,使ZM4300 设备性能完全满足了光学载荷多种功能试验要求,取得了理想的试验结果。

参考文献:

  [1]黄本诚,马有礼.航天器空间环境模拟试验技术〔M〕.北京:国防工业出版社,2002.
  [2]刘玉魁,韩晓文.用带冷阱油封机械泵启动溅射离子泵〔J〕.真空与低温,1987,(1):23~27
  [3]刘玉魁.真空清洗原理及清洁剂〔J〕.真空与低温,1990,(4):37~42