太阳同步圆轨道空间相机瞬态外热流计算
2012-10-30刘巨
中国光学 2012年2期
刘 巨
(中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春130033)
1 引 言
空间相机,尤其是外接于卫星平台的空间相机受到的空间热环境影响与航天器一样,主要为空间外热流的作用。但空间相机对温度范围的要求往往比航天器高很多,其控温精度范围仅为“几度”。因此,作为空间相机的热边界条件,其外热流计算应更为精细,尤其对相机通光孔所在的对地面,应考虑外热流对相机内部温度环境的影响,对其进行外热流的瞬态变化情况分析,以进行空间相机的适应性热设计。
目前,空间外热流的计算已经有较成熟的算法。文献[1-4]对航天器外热流计算方法进行了详尽的论述,并编制了相应的程序,但这些程序均未成体系,还限于研发阶段的探索,无法进行实际应用。国际上一些空间外热流计算商业程序软件较为成熟,如NEVADA、IDEAS/TMG 等,国内一些研究机构已引进这些软件,并应用于实际工程设计中。
针对太阳同步圆轨道,本文给出了空间定位的理论算式及必要参数。采用STK 软件进行了轨道与太阳相对位置关系( β 角) 的计算,进而对外热流综合能量最大和最小的轨道进行了空间定位,确定了轨道环境的高、低温工况。以外接于卫星平台的空间相机为例,采用IDEAS/TMG 模块对高、低温工况轨道周期内的瞬态外热流变化进行了详细的分析计算,结果可为空间相机的热分析计算及地面热试验外热流的模拟提供输入条件。
