[发明专利]用于保护卫星光学仪器的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于保护卫星光学仪器的装置的领域。

背景技术

至少具有一个反射镜的卫星光学仪器必须被保护，以防太阳能直接输入在该反射镜的表面上。保护措施要消除光学干扰，并且能够调节焦平面附近的温度。该保护要确保仪器的光学效率。

这些仪器安装在由运载火箭放置在轨道中的卫星上。由于运载火箭的前锥体下方所分配的体积较小，因此不能将固定的保护装置布置在光学仪器前方。因此，必须在操作阶段之前，在飞行中展开该保护装置。

在展开大结构的情形中所遇到的主要技术问题是：

在存储构造中：存储结构的体积有限，即使在发射宇宙飞船的过程中产生机械应力和热应力时仍保持该结构在向下折叠构造中的完整性(非常脆弱的热防护元件不会明显劣化)。

展开期间：根据运动学控制展开过程，并且调整速度，以避免展开结束时的冲击。

在展开构造中：确保飞行中的稳定性和刚性以保证飞行器的可操作性，并且确保结构的正确定位以保证太阳能输入被限制并且视场不会被阻挡。

图1示出了根据现有技术的用于保护卫星光学仪器的装置。该装置包括以一定距离远离卫星100的平面太阳屏101。在一些任务中，为了使用平面屏，必须设置尺寸较大的旋转元件(太阳屏)。该方案还存在因使用机械元件而引起的以下问题：可靠性、AOCS(姿态轨道控制系统)干扰、光学测量中的干扰和寿命。

此外，为了消除某些时段期间的太阳能输入，还需要额外的太阳屏的旋转座架，这进一步增加了该种方案的复杂性。

因此，一个或多个光束的封闭保护是更有效的方案，因其在整个操作阶段不涉及任何移动。

为了形成这种装套保护，可以使用基于可展开支架结构的很多技术，所述可展开支架结构用于保持并定位挠性基片。

支架结构可以是可膨胀的，并且能够在飞行中变得刚硬，但展开控制较复杂，因为难于通过计算来建模并且测试起来比较复杂。此外，硬化方法不可逆，因此飞行中所使用的模型不能在地面上进行测试。

已经知道以下挠性保护装置，即基于使用挠性圆柱形状的护套，并且由热防护板组成。该元件自身在存储阶段期期间折叠，接着被展开并且被加电。该方案具有多个缺点。首先，在存储中，难于避免形成热防护结构的薄膜发生劣化。薄膜非常脆弱并且对机械应力较敏感。劣化的薄膜产生微粒，该微粒在展开过程中散布在仪器上并且使仪器的光学效率降低。此外，为了实现紧凑存储，必须折叠挠性元件，并且该折叠通常不可逆且会使薄膜变脆。最后，待展开元件的数量、移动部件的数量和组件之间的摩擦力的大小使展开难于计算并且难于重现。结果，在对挠性元件加电时为了确保挠性元件的最终定位较精确而高估了所需的能量，这可能导致某些组件和薄膜出现劣化。

发明内容

本发明旨在通过提出用于保护卫星光学仪器的装置来克服上述问题，该装置在存储位置处十分紧凑，以使卫星能够安装在运载火箭的前锥体下方，从而使展开能够被控制并调整，一旦装置展开，即有效地防止杂散太阳能输入并且具有足够的刚度以使卫星能被控制。

最后，本发明的主题是用于保护卫星光学仪器的装置，所述装置包括安装有光学仪器的主体201，所述保护装置具有向下折叠位置和展开位置，特征在于，其包括多个刚性面板202，203，在所述展开位置，所述装置形成截面为多边形且布置成保护所述光学仪器的管，所述管的纵向轴线220与所述光学仪器的焦点轴线大致平行，具有多边形截面的管的面由面板202，203形成，在所述折叠位置，所述面板202，203保持依靠卫星主体。

有利地，一个面至少具有一个第一台，台包括：第一面板和第二面板，所述第一台的第一面板通过第一铰接件连接至卫星主体，所述第二面板通过第二铰接件连接至所述第一面板，并且如果所述装置仅具有单个台则将所述第一台称为最末台。

有利地，所述保护装置至少包括一个额外的台，所述额外台的第一面板连接至相邻台的第二面板，将离所述主体最远的台称为最末台。

有利地，所述保护装置包括用于将面板保持在向下折叠位置的构件。

有利地，所述光学仪器包括主镜，所述装置还包括固定在所述最末台的第二面板上以朝向所述主镜反射光的次光学元件。

有利地，所述保护装置还包括固定在可展开结构的铰接件行的水平面上的太阳能发电机。

有利地，所述面板为固体。

有利地，所述面板包括固定有张紧薄膜的刚性框架。

有利地，所述保护面板包括直接位于其表面上的有源和无源控制元件，所述装置提供热调节功能。

有利地，所述保护装置包括固定在铰接件行的水平面上的可展开散热器。