Φ3m光學(xué)遙感器空間環(huán)境模擬室與無(wú)油真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王 爽 劉立杰

(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)

　　摘要：光學(xué)遙感器在空間運(yùn)行軌道的環(huán)境壓力范圍為1×10^-4～1×10^-11 Pa, 光學(xué)遙感器的組件、涂層、材料、調(diào)焦機(jī)構(gòu)等都要滿足高真空與極高真空的要求,并應(yīng)在模擬空間環(huán)境的地面試驗(yàn)設(shè)備中做各種檢驗(yàn)性試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)，檢驗(yàn)光學(xué)遙感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱控設(shè)計(jì)以及測(cè)試其光學(xué)性能。

　　本文針對(duì)空間光學(xué)遙感器分系統(tǒng)在地面進(jìn)行熱真空、熱平衡、熱光學(xué)的試驗(yàn)需求，設(shè)計(jì)并制造了臥式圓筒體,內(nèi)徑為Φ3 m、直段長(zhǎng)為5 m 的空間環(huán)境模擬試驗(yàn)設(shè)備。本文詳細(xì)介紹了真空室重要部件真空容器壁厚、橢圓形封頭壁厚、加強(qiáng)圈慣性和尺寸、通光口徑Φ1 m 平行管及大門法蘭設(shè)計(jì)與校核;有限元法分析外壓、自重以及外界載荷三者作用下容器應(yīng)力與應(yīng)變分布情況，判斷容器失穩(wěn)的可能，確定采取補(bǔ)強(qiáng)的措施;電動(dòng)懸掛鉸鏈側(cè)開式大門運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);振動(dòng)隔離措施以及無(wú)油抽真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

　　設(shè)備測(cè)試結(jié)果表明：室溫極限壓力小于1.0×10^-5 Pa,工作真空度優(yōu)于1.3×10^-3 Pa，總漏率為1.0×10^-7 Pam³/s，隔振后豎直和水平向固有頻率不大于1.1 Hz。QME 200 四極質(zhì)譜儀殘余氣體質(zhì)譜和熱電型石英晶體微量天平(TQCM)污染量等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，設(shè)備滿足光學(xué)遙感器在地面進(jìn)行空間環(huán)境模擬試驗(yàn)的要求。