空间辐射制冷器的发展

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1、《红外》月刊‘2000年空间辐射制冷器的发展余凯,,,(中国科学院上海技术物理研究所上海200083),1箭台本保持不变即相对于太阳的位置基本保占口切口,““。持不变轨道倾角在90一10左右由,,于以上特点的影响辐射制冷装置一般设近五十年随着空间技术的不断发,,、、、计安装在卫星背阳面的位置以减轻热负展世界各国先后将气象海洋资源污。,染监、、荷的输入同时利用卫星固有背阳面的测预警侦察等一系列实用化对地,,观,特点充分利用这一资源采用辐射技术测卫星送入太空获取了大量有关地球,,。和热管技术除提供红外探测装置的工

2、作表面信息为人类提供了宝贵的资料,,环境外可同时对卫星整体及其它仪器进为获取更为详实的观测信息这些卫,。,行热控保证卫星的可靠工作星大都载有红外探测波段的有效载荷而此类仪器必须在低温环境下才能够获得高,、的分辨率和信噪比保证其稳定可靠的2辐射制冷技术的发展现状探测性能。在航天飞行器上使用的制冷装:,置主要有辐射制冷器闭式循环机械式制冷器首次在轨飞行是于1966年美国,,,“”us一制冷机开式循环制冷装置热电制冷器发射的雨云l号(Nimbl)近极太阳同,以及以上述方式组合构成的混合制冷装置步轨道卫星用于高分辨率

3、红外辐射计的等等。而。,目前在轨飞行仪器上所使用的长制冷任务辐射制冷器为单级方锥形制,寿命(两年以上)应用型制冷装置只有辐射冷温度190K由美国国际电话电视公司。。ROs制冷器和斯特林制冷机研制原本用于取代TI系列的Nimbus辐射制冷技术是利,用宇宙空间自然的技术卫星后演化成用于其它空间实验的、。高真空深低温和黑热沉的有利条件的被基本实验卫星系列该系列共发射7颗卫。:,,动式制冷技术其装置具有以下特点寿星实施到1978年其搭载的红外探测装,,可适应空间飞行任务的时间要求;置均采用辐射制冷方式T公司光命长美国

4、IT,;,无功耗省去卫星的有限能源供给无运学分部承担了辐射制冷器的研制先后提,、,;无供了方锥形L型等多种型式动部件具有较高的可靠性和稳定性制冷温度,,、、、、机械振动无电磁干扰对探测器件的工分别为ZooK176K12oKlz5K。。作性能没有影响后面这一点在某些应用110K的辐射制冷器。美-场合是至关重要的太阳同步轨道飞行的国最先实施和发展历史最长的TI,。,航天器卫星姿态为三轴定向稳定其轨ROS系列业务气象卫星在其第二代艾一,道平面与地日线的相对位置在一年中基托斯(ITOS)系列(近极太阳同步轨道‘98级

5、硕士研究生第n期《红外》月刊一,,10701978)中开始使用辐射制冷器从运行轨道为极地太阳同步轨道制冷温度NoAA一2开始一直用于高分辨率扫描辐射95K,制冷量1.0mw,此后继续搭载于。Lansa一ansat一。仪(vHRR)的探测元器件该辐射制冷dt2和Ld3上1952年SBRCRcA,在原先器由公司研制最低制冷温度首次Ms的基础上研制成主题绘图仪,。,s一,达到10K工作温度为106K由于(TM)用于Landat4地球资源卫星TM。,所使G型其其为业务应用卫星故此系列辐射制冷器用的辐射制冷为二级抛物面

6、:、、。在结构和性能上无太大变动。在标志着第设计三个温控点0095looK在.,,,goK时制冷量为26mw最低温度844三代TIRos系列(近极太阳同步轨道,,1975一1955)的TIRos一N业务气象卫星上K使用寿命达两年以上并再次用于后。Ldsat一5,来发射的an上该辐射制冷器为目有了较大的发展装载了高分辨率红外辐前在轨性能较好的辐射制冷器,但其结构射探测器(HIBS/2)和甚高分辨率辐射仪,。,较为复杂成本亦高SBBC公司一直在(AVHRR)其制冷装置均使用ITT公司,,对该辐射制冷器进行改进进一

7、步提高其研制的二级L型辐射制冷器并配备开启,,。H3热性能和抗振强度并减轻重量准备应度可调节的地球屏(兼防污罩)IBS/Ldsat一71998,用于新一代陆地卫星an(年发的辐射制冷器工作温度初期为107K最,,Lall一61993。射据报道clsat于年发射但终达到10K低温AvHRR的辐射制冷、器工作温度为lo5K,冷量为37.5mw,没有进入轨道)火星轨道飞行器和地球观测系统上。TM辐射制冷器的特点是级间。最低温度可达到97KTIRos业务卫星,、、。支撑采用玻璃纤维带拉伸构件电铸圆抛已发展到KLM型号

8、其上使用的。,物锥反射屏另外SBRC还研制了用于HRR/3目前为6通道;HIRS/3取代了Av,。火星太阳同步轨道伽利略飞行器有效载荷原先的HIRs/2其工作温度降到94K据,近红外成像光谱仪(MMS)上的二级盆型报道主要是降低了元件的焦耳热但至今。。制冷器其工程样机的性能达到80K制冷未看到飞行性能的报道,.10:n1173m,温度w(w)冷量最低温美国的国防气象系列卫星DMSP75K。度可达.。