空间可展开光学系统主镜分块方案研究

未来的空间任务要求光学遥感器的口径越来越大,可展开光学系统是实现特大口径光学遥感器的主要技术途径之一,其主要特点是主镜分块、收拢发射、入轨展开,并且主镜超轻量化。文章分析了影响可展开光学系统主镜分块的因素,提出了主镜分块原则,在原则的指导下提出了约4m口径空间光学遥感器的主镜分块方案。

衍射效应对空间可展开光学系统像质的影响

空间可展开光学系统采用的是主动控制的拼接主镜。基于波动光学衍射理论分析了光学系统在几种展开方式下由主镜形状、分块镜间隙等因素引起的衍射效应,这为评价展开方式提供了光学理论依据。

2m超轻高精度SiC分块镜的设计

为探索大口径超轻高精度可展开光学系统的可行性,对5 m全口径空间可展开主镜的2 m离轴分块镜进行了研究。首先通过分析和比较,确定了分块镜的材料、轻量化结构型式和支撑点的位置;然后,通过有限元建模和分析,得到面密度小于40 kg/m2的超轻量化分块镜初始结构;最后,在分块镜3D板壳模型的基础上建立了带三个定位孔的3D实体模型。分析结果显示,分块镜在支撑条件下自重变形误差为7.93 nm RMS/46.9 nm PV,优于面形精度λ/50 RMS的要求,实现了超轻量化和高精度,且分块镜能承受发射状态下的力学环境。该研究为大口径超轻高精度可展开光学系统的工程应用提供了一种技术方案,具有工程实用价值。