[发明专利]人造卫星

说明书

本发明涉及人造卫星，其包括电池组(62)、至少一个散热器(64)以及低损耗设备项(52)，所述电池组(62)能够耗散热量，所述散热器(64)能够把所述电池组(62)所耗散的热量传递到太空，所述低损耗设备项(52)所具有的个体功率通量密度低于250瓦特/m²；其特征在于，所述人造卫星包括热绝缘罩(66)，所述热绝缘罩与所述散热器(64)一起界定内部等温区(68)，在所述内部等温区中通过辐射进行热控，所述电池组(62)和所述低损耗设备(52)设置在所述热绝缘罩(66)中，而且所述电池组(62)运行范围在0℃至50℃之间，最好在10℃至30℃之间。

技术领域

本发明涉及人造卫星的领域，尤其是地球同步卫星的领域。

具体而言，本发明涉及卫星的热控。

背景技术

卫星包括诸如电池、有效载荷、机载计算机等设备。必须对这些设备项进行热控，以确保正常运行，并因此确保所关注的卫星能顺利完成其任务。由于这些设备项的运行温度范围不同，所以需要按照其运行温度将其隔离在相兼容的温度区域中。这些区域被与散热器热接触的多层隔热材料包围。为了简化这种隔离的实施，可以把运行温度范围相似的设备项一起组合在相同的区域。需要保持在最冷温度的等温区需要最大的散热器。这种散热器笨重而且还会增加卫星的重量。因此，卫星制造商只在最冷的区域放置最少量的设备。

图1A和图1B是在卫星1中设置等温区的实例的示意图。根据该实例，卫星1包括五种类型的等温区。各个等温区都被多层隔热材料6所包围，而且还有可能被散热器所包围。每个等温区还进一步包括加热设备7。

因此，第一种类型的等温区4包括一组电池2和第一散热器3。若电池2是NiH电池，则将第一种类型区域4的温度保持在-20℃至-10℃之间。若电池2是锂离子电池，则将第一种类型区域4的温度保持在+10℃至+30℃之间。

第二种类型的等温区11包括反作用轮8、机载计算机5、供电设备10以及第二散热器9。第二种类型等温区11的温度保持在-20℃至+50℃之间。

第三种类型的等温区12包括以低功率运行的有效载荷16以及第三散热器13。第三种类型等温区12的温度保持在-10℃至+50℃之间。

第四种类型的区域18包括以高功率运行的有效载荷14以及第四散热器15。第四种类型等温区18的温度保持在-20℃至+70℃之间。

最后，将推进剂储存与分配系统22放在被称之为推进区24的第五种类型的区域。在本发明中，我们一般用术语“推进剂”指代用于推进目的物质，包括化学推进或等离子体推进。推进区保持在0℃至+50℃之间的温度。推进区24的安装特别耗时较长且成本较高。在如此安装过程中，把加热器紧贴到贮箱26、阀门和过滤器30。然后，把多层隔热材料6缠绕在各个设备项周围及其部分喷嘴32上。最后，把加热器按照螺旋排列全部沿着推进剂分配管道28放置，如图2所示。把由铝制成的粘合带36粘贴到加热器上。随后把多层隔热材料6缠绕在管道34周围。操作加热器，以便推进剂不冻结。多层隔热材料使之有可能将推进剂所需的加热功率降到最低，由此减少电力消耗。

然而，在贮箱和喷嘴之间的所有管道上安装加热器、粘合带以及多层隔热材料都是手工完成的。因此，如此安装非常耗时。另外，支撑管道28的支架34是由成本较高的且具有低导热率的材料制成。

发明内容

本发明的目的旨在提出适用于卫星所有设备项的热控解决方案，因为使设备项在卫星上的配置(例如，位置和定向)更加自由，且同时保持有效并由此使之有可能减少制造卫星所需的时间和成本，所以所述热控解决方案实施起来更简单。