刘韬 周一鸣 江月松

(1 北京航空航天大学，北京 100191)

(2 北京空间科技信息研究所，北京 100086)

1 引言

随着空间技术的发展，大口径、轻量化的空间反射镜成为天基侦察监视系统、激光雷达系统、空间大口径天文望远镜的关键部件。反射镜的材料选取和镜坯加工能力直接影响着光学遥感卫星的成像性能。光学遥感卫星的发射质量、热控要求、平台与望远镜的支撑结构都与反射镜的材料选取相关。因此，展开对大口径空间反射镜材料特性和镜坯制备方法的研究非常重要。

本文重点研究国外常用的空间反射镜材料的特性和镜坯制备方法，并介绍国外正在预研的碳化硅(SiC)复合材料。详细调研了各类材料的实际在轨应用情况，分析总结了各类材料的适用范围。在本文的研究中，一般限定大于1m的口径为大口径。

2 空间反射镜材料及镜坯初加工

现阶段，对地观测卫星的成像系统绝大部分仍在使用反射式光学系统，因此，空间反射镜必须满足空间运行环境对热膨胀特性的要求，空间反射镜材料主要考虑材料的结构特性和热性能，结构特性是指材料的刚度、弹性模量等，热性能是指材料的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)、导热系数和热变形系数等。目前国外天基光学成像系统所使用的具有超低热膨胀特性的材料有美国康宁公司(Corning)生产的超低膨胀玻璃(ULE)、德国肖特集团(SCHOTT)生产的微晶玻璃(Zerodur)，以及SiC和金属铍(Be)等几种材料[1-6]。ULE、Zerodur和SiC的性能参数如表1所示[1]。ULE和Zerodur都属于玻璃材料，其CTE很低，已经在对地观测卫星中得到了广泛应用。……