日本新一代大型航天器环境试验设备

为了空间事业发展的需要,从1970年起,日本宇宙开发事业团在筑波宇宙中心建起了一整套卫星环境试验设备,其中有: 直径8米、高25米的空间环境模拟器,它装有光束直径为4米的离轴式太阳模拟器; 推力达140千牛顿的电磁振动台系统; 体积为910立方米的声学混响室; 直径15米的磁试验设备。这些设备已经完全能够满足1990年以前日本中小型卫星研制计划(对地静止卫星重550公斤量级)的需要。     

喷射式气氮调温系统

气氮调温系统是空间环境模拟器中为航天器进行热真空、热平衡试验的关键系统之一。它可使热沉温度在－100℃－＋100℃之间连续可调，并能任意定点。采用喷射式气氮调温系统，与液氮储槽式冷却器调温系统、液氮温度热沉加红外加热笼系统相比，可降低能耗，节约经费。大型空间环境模拟器中由于热沉的热惯性较大以及各支路温度存在均匀性等问题，大型空间模拟器设备要应用喷射式气氮调温系统存在一定难度。KM6大型空间模拟器喷射式气氮调温系统在研制中结合KM6实际和试验要求。调试和使用结果证明这一系统满足试验要求，同时也表明该系统在同一领域达到了国际同类设备的水平。     

法国建造热真空试验设备

法国宇航工程环境试验中心（ＩＮＴＥ－ＳＰＡＣＥ）目前正在兴建一台大型热真空试验设备──ＳＩＭＭＥＲ。自１９６９年该中心在图鲁兹建立以来，在它的试验大厅内已经建立起一整套用于整星级试验的设备，其中有直径７ｍ，长９ｍ，配备有直径３．８ｍ太阳模拟器的大型空间模拟器；推力为３００ｋＮ的多电动振动台系统；体积１０００ｍ３的声混响室；体积１６×１０×１１ｍ３的用于ＥＭＩ／ＥＭＣ试验的吸波室和承重４ｔ的质量特性测试设备等。然而考虑到未来不断扩大的全球卫星市场，适应下一代阿里安－５火箭的有效载荷的试验要求，决定…     

太阳模拟器两轴回转控制系统研究

太阳敏感器是卫星控制系统中的一个重要部件,装星之前需要通过地面试验验证其各项功能及技术指标.本文针对太阳敏感器的地面测试设备——太阳模拟器两轴回转控制系统展开研究.该系统采用伺服电机与绝对式光电编码器相结合的方案,包括偏航与俯仰两个回转控制机构,主要用于改变太阳模拟器光轴的方向.给出了回转控制系统的组成和工作原理,并对影响系统精度的因素进行了分析.实验表明,回转系统的角度控制精度优于0.03°,满足该地面测试设备设计时提出的0.04°精度指标.      

航天器空间环境模拟器热沉热均匀性分析

通过建立传热数学模型以及求解,给出了空间环境模拟器中热沉热均匀性优化的结果。和其他以肋片为基础的辐射器不同,空间模拟器热沉主要是要尽可能的提高其热均匀性。因此,通过改变热沉的几何参数(热沉肋片长度、肋片厚度和液氮管半径)以及物理参数(液氮流速),进行了详尽的热沉热均匀性分析。在分析中发现,随着热沉肋片厚度的增加和长度的减小,以及流管内流速的增大,其热均匀性都有提高,但是热沉支管半径变化对热沉均匀性的影响并没有肋片长度和厚度以及液氮流速的影响那么明显。最后,根据数值计算结果给出了热沉优化设计参数取值范围和参考意见。     

基于LED光源的运动式太阳模拟器控制系统

为了解决编码式太阳敏感器装星后现场的功能测试,研制了一种基于LED光源的运动式太阳模拟器,为该测试提供模拟的太阳光信号和太阳光矢量信号.基于太阳模拟器组成与工作原理,对光源辐亮度和矢量运动的控制系统进行研究.根据太阳光信号要求,通过光源选取与功率计算确定LED型号和个数,并采用压控恒流源驱动技术对光源辐亮度进行线性调节.根据太阳光矢量信号要求,通过负载扭矩与功率计算选取GUS-60型超声电机,采用16位绝对式编码器对运动角度进行测量,以数字信号处理器为主要器件对电机进行闭环反馈控制.测试结果表明,光源控制系统能够实现辐亮度在0～527.4W·m-2内线性可调,矢量运动装置在-15°～40°内的运动角度控制精度优于±0.01°,满足编码式太阳敏感器的测试要求.      

KM6载人航天器空间环境试验设备

KM6载人航天器空间环境试验设备是中国最大的一台空间环境模拟试验设备 ,是国际上五大典型空间环境试验设备之一。已建成的有 9个分系统 ,模拟室由三舱组合 ,主模拟室直径 1 2 m、高 2 2 .4m,极限真空度 4.5× 1 0 - 6Pa、热沉温度 1 0 0 K,主要性能达到国际先进水平。文章对其技术指标、系统组成、功能、特点进行了介绍 ,并给出了试验结果 ;对研制过程中的重要技术问题进行了分析     

准直光学系统热变形对太阳模拟器性能影响研究

为了给太阳模拟器系统热管理提供可靠的技术依据,研究了准直光学系统热变形对系统性能的影响。选取项目组自主研发的高精度太阳模拟器准直光学系统作为研究对象,利用有限元软件仿真实际工作条件下各光学元件表面温度及热变形分布,将通光表面变形数据拟合为泽尼克系数导入光学设计软件中,分析热变形对系统准直角误差及辐照均匀度影响。研究结果表明：在未采取温控措施的自然对流条件下,热变形造成±1′的准直角误差和41.3%的辐照不均匀度,超出允许范围,需进行温控。通过光机集成分析法,给出了不同温度下,对流系数与热变形导致的准直角误差和辐照不均匀度对应关系,为风冷温控系统工程化设计提供了依据。     

日本技术试验卫星Ⅵ的离子发动机

日本宇宙开发事业团研制的技术试验卫星Ⅵ(ETS—Ⅵ)是一颗设计寿命为10年、有效载荷比高达17.6％、姿态控制精度(滚动/俯仰:±0.05°;偏航:±0.15°)和轨道控制精度(东西、南北均为±0.1°)都非常高的三轴控制卫星,其主要特点是以氙电子轰击型离子发动机进行南北轨道控制,这也是世界上第一颗正式以电推力器作南北轨道控制的卫星,它将于1992年发射。宇宙开发事业团和三菱电机公司自1983年开始用了3年时间对这种直径为12cm、推力为25mN的以氙为推进剂的电子轰击式离子发动机进     

准直光学系统热变形对太阳模拟器性能影响研究

为了给太阳模拟器系统热管理提供可靠的技术依据,研究了准直光学系统热变形对系统性能的影响。选取项目组自主研发的高精度太阳模拟器准直光学系统作为研究对象,利用有限元软件仿真实际工作条件下各光学元件表面温度及热变形分布,将通光表面变形数据拟合为泽尼克系数导入光学设计软件中,分析热变形对系统准直角误差及辐照均匀度影响。研究结果表明:在未采取温控措施的自然对流条件下,热变形造成±1’的准直角误差和41.3%的辐照不均匀度,超出允许范围,需进行温控。通过光机集成分析法,给出了不同温度下,对流系数与热变形导致的准直角误差和辐照不均匀度对应关系,为风冷温控系统工程化设计提供了依据。     

热沉设计技术

在大型空间环境模拟器KM6中，热沉是该设备中的重要分系统之一。文章介绍了热沉的材料选择、结构布置、壁板形式、支撑结构及主要设计计算结果等。     

颈部和侧门热沉设计

KM6颈部和侧门热沉设计是整体热沉设计中两个很典型的部分 ,颈部热沉属于卧式热沉 ,侧门热沉属于片状立式热沉。这两种形式的热沉分别是中国同类热沉结构中最大的热沉。特别是侧门热沉 ,直接接受太阳辐照 ,热负荷最大。通过热负荷的计算 ,确定出颈部和侧门的结构形式 ;然后 ,在选定铝材的基础上 ,计算和确定了支管的间距 ,分别确定了热沉骨架 ,热变形补偿 ,进出口以及隔热等结构形式 ;最后 ,通过调试 ,证明设计及制造是正确的 ,并满足了使用要求     

一种采用介质谐振器的X波段GaAsFET振荡器

一种采用介质谐振器的高稳定X波段GaAsFET振荡器已经研制出来。这种振荡器的频率稳定度低于±1MHz(-40℃～85℃),其外形尺寸大大地缩小了(20.3mm×12.6mm×8.8mm)。为介质谐振器研制了一种新材料Ba(NiTa)为O3—Ba(ZrZnTa)为O3,这种新型材料具有非常高的Q值和高的温度稳定性。在10GHz和Tf=0ppm/℃时,谐振器的特性为K=29,Q=10000。     

1987年9月23日在3.2cm波长上的日环食射电观测

本文介绍了1987年9月23日在3.2厘米波长上的日环食射电观测的资料处理、射电源的证认和结果分析,取得以下结果:(1)太阳射电半径为1.09±0.2;(2)日面亮度温度分布,在光学边缘13.4—15.9范围内有一明显的临边增亮,增亮的幅度为13.5±5％;(3)宁静太阳流量为264.8sfu;(4)射电源的角径、流量、平均亮温度和高度等.     

AT+SC切石英晶体谐振器热滞的自动测量方法和结果

本文的目的是要说明传统的HC—27/U玻璃壳封装的精密石英晶体谐振器温度补偿的极限。为了对限制补偿精度的谐振器的热滞(返回)进行测量,建立了计算机控制的滞后测量台,该测量台曾用来测量由3个德国厂家制造的多种晶体。与AT切晶体相比较,SC切晶体没有显示出实际优点。用数字温度补偿石英晶体振荡器可获得的频率稳定度,单仅晶体谐振器的热滞一项,就限制在△f/f=±1×10~(-7)左右。如果把用做补偿的温度传感器的不精确度和数字化的分辨误差加在一起,则对于连续生产而废品率不高的情况可以把可达到的频率稳定度假定为△f/f=±2×10~(-7)。这个数值实际上与工作温度范围无关。     

参考照片

苏联将于1993～1997年发射Regatta天文探测卫星图为苏联Regatta天文探测卫星,共研制5颗,用于国际日地科学研究。上图为Regatta-Plasma卫星,下图为Regatta-Astro卫星。卫星总重575公斤,太阳帆板(图中八边形为太阳电池帆板)重40公斤,热控系统重15公斤,蓄电池重70公斤,遥测系统重15公斤,通信系统重50公斤,伺服系统平台重70公斤,其上载荷重80公斤,科学仪器重230公斤。卫星高2.35米,直径为2.5米,太阳帆展开后,高为3米,直径可达9米。卫星将在1993-1997年发射。     

单自由度太阳帆板极月轨道月球卫星的初步热分析与热设计

对国外极月轨道月球卫星的热设计进行了概述,并以一个极月轨道月球卫星为例,介绍了采用单自由度太阳帆板技术的某极月轨道月球卫星.针对该卫星,对其奔月飞行和在极月轨道上环月运行时的外热流与空间散热问题进行分析,根据分析结果,初步提出了该卫星的热设计方案,重点对有效载荷热控问题, ±y侧仪器设备的热控问题,以及热控百叶窗的应用技术等进行了描述.     

基于太阳模拟器法的钙钛矿太阳电池测量方法研究

阐述了基于太阳模拟器法的钙钛矿太阳电池测量方法,包括对太阳模拟器性能、光源辐照度、光谱失配、电池温度、有效面积、I-V扫描时间设定等影响因素的规范,解决了钙钛矿太阳电池测量样品面积小、电容效应高、热稳定性差以及缺少光谱响应匹配度较好的标准电池和有效温控手段缺失等测量问题;并对测量结果的不确定度进行了评定,为国产钙钛矿太阳电池的精确测量奠定基础。     

美国哥达德中心改造空间环境模拟器

美国哥达德航天中心（ＧＳＦＣ）最近对其拥有的大型空间环境模拟器进行了重大改造。这台空间环境模拟器是在６０年代建造的，它为立式圆筒形结构，工作容积为直径８．２ｍ，高１２．２ｍ。模拟器采用了１７台油扩散泵作为高真空抽气系统，近３０年来工作～直正常，也曾做过若干次改进。但由于试件对洁净度．的要求日益提高，故决定对该设备再进行一次重大改造，以满足更先进的有效载荷研制的需要。改造的重点是用８台１．２ｍ直径的低温泵和１台０．５ｍ直径的涡轮分子泵代替原有的１７台油扩散泵。根据以往的经验，改造工作一部分由自己承…     

激光光纤准直系统的试验研究

介绍一种新的激光准直系统,该系统通过单模光纤建立新的光发射基准,从而有效地抑制了由于激光腔热变形而产生的光束漂移。另外,该系统采用了标量卡尔曼数字滤波器耒降低大气扰动和其他环境因素对测量的影响,在2.5m的测量范围内,系统稳定性可以控制在±1.5μm以下。该系统适用于作为形状误差和运动误差测量时的直线基准。