面向航天快速发射的光学载荷设计与制造

徐思华，于新辰

（西昌卫星发射中心，四川 西昌 615000）

1 引 言

随着小卫星、运载火箭等技术的不断发展，航天快发技术日趋成熟，并成为了战争制胜的关键技术之一［1-2］。火箭作为运输工具，其作用是将卫星载荷送入预定轨道，因此卫星载荷与快速发射的技术特征必须相适应。光学卫星作为重要的探测工具，在国民经济和军事应用方面发挥了重要作用，并在航天快速发射领域拥有巨大市场。光学载荷作为光学卫星的核心部件，其设计和制造也应与航天快发技术相契合。航天快速发射弥补了传统航天任务准备周期长的不足，这便要求光学载荷应具有研制周期短的特点；而航天快速发射所用火箭大都是中小型火箭，其运载能力受限，这就迫使卫星载荷应具有体积小、质量轻的特点。然而，为了达到使用要求，光学载荷必须满足一定的性能指标，同时还要有效控制成本。上述几点存在着相互制约的关系，本文通过系统研究找到它们之间的平衡点，以提高航天快发技术水平。

2 光学系统与光机结构设计

2.1 光学系统设计

光学载荷的研制首先要根据使用要求进行光学系统设计，得到光学系统的初步构型。面向航天快发技术的光学载荷受到性能和运载工具的限制，大都应用于低轨道，于是从探测需求和航天快发技术特征出发，对高度为500 km 的近地轨道微纳星载相机进行设计。它应在可见光波段成像，且在轨道高度处对地的极限分辨率优于3.5 m，成像幅宽不小于6.5 km×8.5 km，并且拥有较小的体积和较轻的质量以及较短的研制周期，以满足快发需求。……