孙嘉池　张国玉　郑如等

摘要： 论述了大型月球模拟器的工作原理，对口径为Φ2 500 mm月球模拟器进行了系统设计，整个系统由光源、匀光板、光源控制系统、计算机控制系统、模拟器机械系统等组成。提出了大型月球模拟器光学系统的设计方案，采用LED阵列作为月球模拟器光源，使用光源控制系统控制LED组元的亮灭模拟月相变化，从而真实地模拟了月球的准直、均匀性以及月相变换的特性。经对月球模拟器进行光机结构分析和仿真分析，得到其最大自重变形为16.4 μm，最大自重应变为2.1×10-4 m/m，不同月相的发光面照度不均匀度为14.7%，亮度不均匀度为17.2%，均满足设计指标要求。

关键词： 月球模拟器； LED阵列； 月相

中图分类号： V 524.3文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.016

引言

月球模拟器（简称月模）是一种用来模拟月球几何特征、辐射特性以及特定“月相”的地面测试设备，为交会对接敏感器、导航敏感器提供目标源，在敏感器地面测试中，是试验系统内的目标模拟器[12]。在以往的模拟器研究中，主要以太阳模拟器、地球模拟器和星模拟器为主[34]，对月球模拟器的研究鲜有报道，由于月光是来自于月球对太阳光的反射，而月球模拟器的发光效应很接近太阳模拟器，因此，我国曾经使用太阳模拟器光学系统并采用光学衰减片降低辐照度来模拟月球的发光效应。但是，这种设计方法有原理复杂、成本较高、辐照光斑小等缺点，已经无法满足现在空间模拟的需求。随着我国航天技术的发展，开展研究地面上……