星载遥感器的精密热控设计

王永宪， 王志宏， 高明辉

（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033）

0 引 言

目前，星载遥感系统在地球资源监测、天文观测、灾害监测及军事侦察等方面已经获得越来越广泛的应用。星载遥感器已成为人类认识自然、探索外层空间的重要工具[1-5]。由于离轴式星载遥感器在轨运行过程中直接暴露于冷黑空间，受到太阳辐射、地球红外辐射和地球阳光反照及冷黑空间的交替作用，以及遥感器表面各部分接受辐射能量的不均匀性，将造成其表面温度分布的不均匀性和波动性。同时，遥感器内部CCD组件的工作也会对遥感器的温度产生影响。

由于离轴式星载遥感器结构和载荷非对称性，即使遥感器的整体温度水平变化均匀，光机结构也将产生非对称几何尺寸变化。由热引起的光机误差将导致星载遥感器的视轴漂移（LOS）和波前畸变（WFE），严重破坏成像质量，甚至无法成像。在温度梯度下光学元件变形不仅带来离焦量，还会产生球差等附加像差，并使其光学表面产生畸变，破坏成像质量。为保障星载遥感器在空间环境条件下能正常工作并实现高质量成像的要求，必须在针对具体温度环境和遥感器自身特点进行精密热控设计的同时进行仿真分析，预示在轨遥感器的温度分布，采取相应的热控措施，以保证遥感器在整个工作期间温度维持在要求的范围内。

1 轨道外热流的计算[6]

遥感器与太阳及地球的相对位置不断变化，遥感器表面所接收的外热流也在不断变化，用于对地观测的高分辨力遥感器运行在太阳同步轨道上。……