[发明专利]具备消热和低冲击特性的空间衍射主镜的展开机构

说明书

具备消热和低冲击特性的空间衍射主镜的展开机构，涉及空间光学遥感技术领域，为解决现有技术中存在的问题，提供了一种具备消热和低冲击特性的空间衍射主镜展开机构，在实现空间衍射主镜在轨展开功能的同时，不仅能提高轨道热环境的适应能力，还能降低展开动作带来的冲击，从而保证了空间衍射主镜的在轨光学性能和可靠性。包括基板、柔性杆、中心支撑、缓释装置、锁定装置和随动铰链，本发明的展开机构的柔性杆在折叠状态下可以弯折以适应主镜内狭小的空间，进行展开动作时可以提供基板展开所需要的弹力。因此相对于刚性连接杆，N组基板仅需要N个锁定装置，并且不需要联轴器。本发明的展开机构有利于实现空间衍射主镜的轻量化。

技术领域

本发明涉及空间光学遥感技术领域，具体涉及一种具备消热和低冲击特性空间衍射主镜的展开机构。

背景技术

随着光学遥感应用需求的日益增长，对空间望远镜的成像分辨率要求也越来越高，为了应对这种需求空间望远镜的入瞳口径也要随之增大。主镜作为空间望远镜的入瞳光阑往往在整机中质量和体积占比极大，尽管反射镜的轻量化技术已经极为成熟，但是传统大型高分辨空间望远镜依然具有极高的发射成本。

为了解决上述问题，利用薄膜光学元件作为主镜的空间衍射望远镜被提出，受限于火箭整流罩的包络，空间衍射主镜必须在发射过程中处于折叠状态。目前，国内外多采用分瓣式结构的空间衍射主镜，其能够实现主镜大口径化的同时具有超轻的质量。但是，现有的空间衍射主镜展开机构存在诸多问题难以实际应用。一方面，空间衍射望远镜主镜由于其特殊的使用条件仅能够进行简单的热控实施，所以其受到轨道热环境也极为恶劣，无消热环节的结构会使得空间衍射主镜的光学性能出现严重退化。另一方面，薄膜光学元件相较于普通光学镜片极为脆弱，因此空间衍射主镜的展开动作不能带来过大的冲击振动以免薄膜光学元件损坏。

因此，亟需一种即能够实现空间衍射主镜在轨展开并且具备消热和低冲击特性的展开机构，以保证空间衍射主镜的在轨光学性能和可靠性。

与本发明最为接近的已有技术是发明专利，申请号201610949783.7，名称：空间大口径可展开的主镜机构。该发明中本发明中N组分块式镜体均匀设在联动装置的周围，展开锁定装置包括N个第一铰接器、N个第二铰接器、N个第三铰接器和N个第四铰接器，相邻两组分块式镜体的顶部通过一个第一铰接器相连接，相邻两组分块式镜体的底部通过一个第二铰接器相连接，每组分块式镜体包括两个子镜，两个子镜并列设置，两个子镜的顶部通过一个第三铰接器相连接，两个子镜的底部通过一个第四铰接器相连接，N组分块式镜体通过展开锁定装置做出收拢和展开动作。

上述空间大口径可展开的主镜机构的缺点在于：

1.空间大口径可展开的主镜机构在轨展开后并处于恶劣的轨道热环境中时，主镜结构会因剧烈的温度变化产生热变形，纯刚性的展开机构无法释放额外的热应力，因此主镜上的薄膜衍射元件的平面度指标会发生恶化，严重影响空间衍射主镜的光学性能。

2.空间大口径可展开的主镜机构展开过程的驱动力来源为单一的弹簧驱动，这种方案展开速率无法控制，并且纯刚性的展开机构会将振动近乎无衰减的传递到薄膜光学元件上从而造成其发生破坏，降低了空间衍射主镜的可靠性。

3.空间大口径可展开的主镜机构由于采用不能提供弹力的纯刚性联动杆支撑镜体，因此N块镜体需要4N个展开锁定装置和N个联轴器，冗余的结构设计使得整机结构质量增加，不利于空间衍射主镜的轻量化。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种具备消热和低冲击特性的空间衍射主镜展开机构，在实现空间衍射主镜在轨展开功能的同时，不仅能提高轨道热环境的适应能力，还能降低展开动作带来的冲击，从而保证了空间衍射主镜的在轨光学性能和可靠性。

具备消热和低冲击特性的空间衍射主镜展开机构，包括基板、柔性杆、中心支撑、缓释装置、锁定装置和随动铰链，所述空间衍射主镜通过中心支撑安装在卫星平台上。