[实用新型]适用于火星环境的光学仪器的环控装置

说明书

本专利公开了一种适用于火星环境的光学仪器的环控装置。该专利通过在光学仪器外部安装隔热罩实现对强对流和沙尘环境的隔离；通过在隔热罩内外表面及光学仪器外表面粘贴镀金膜减少光学仪器与火星环境的热辐射交换；隔热罩双层设计，两层之间自动填充二氧化碳气体，增强了隔热罩的隔热效果；隔热罩内侧安装气凝胶组件，可减弱光学仪器与隔热罩之间的热传递；隔热罩密封后，在隔热罩表面开孔安装防尘透气网，实现内外气体的自由交换。本专利结构简单、重量轻巧。该装置适用于火星环境下工作的精密光学仪器的温度、气流与沙尘环境控制；也可用于类似低温、强对流和严重沙尘环境的仪器环境控制；特别适用于资源匮乏情况下精密光学仪器的环境控制。

技术领域：

本专利涉及深空光学探测与星载光通讯领域，特别涉及一种适用于火星环境的光学仪器的环控装置。

背景技术：

随着航天技术的发展，人类不断开展深空探测任务，推动着深空探测技术的飞速发展。火星，作为地球的临近行星，是太阳系内昼夜时间和自然环境与地球最相似的，是人类寻找地外生命的首选行星。与地球卫星相比，火星表面温度较低、变化剧烈、昼夜温差较大，存在对流与沙尘。火星探测器环境控制存在以下几方面特点：一是由于火星距离地球很远，造成器地时延大，地面无法对系统进行实时控制或者地面发遥控指令进行干预的时间较长，遇到紧急情况无法及时处理，因此需要系统有较强的自适应能力；二是需经过发射、地或转移飞行、环火飞行、环绕器与着陆巡视器分离、着陆等状态，该过程要经受复杂多变的、恶劣的深空热环境，对着陆巡视器上的精密光学载荷的环控有更高的要求，又由于资源的限制，需要让系统在很有限的资源条件下满足温控要求，因此需要设计出一种适用于火星环境的光学仪器的环控装置。

实用新型内容

本专利目的是提出一种适用于火星环境的光学仪器的环控装置，以解决类似火星低温、强对流和强沙尘环境下资源匮乏的光学仪器的环控问题。

本专利是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种适用于火星环境的光学仪器的环控装置，它包括双层隔热罩，即外层隔热罩1和内层隔热罩2，防尘透气网3、气凝胶组件4、转镜组件5上的活动镜头刷6和镀金膜组件，其中：

所述的双层隔热罩的底部通过螺钉安装在光学仪器7外侧，仪器底板8上，底板与双层隔热罩底部之间通过密封胶密封；外层隔热罩1为薄壁壳体结构，顶部封闭，底部开放，内层隔热罩2通过外表面凸台高度设计保证内外隔热罩之间的间隙，两层隔热罩之间自动填充二氧化碳气体；

所述的防尘透气网3安装在外层隔热罩1侧壁；

所述的气凝胶组件4通过螺钉均匀布置在内层隔热罩2内侧壁；

所述的活动镜头刷6安装在转镜组件5上，转镜组件5安装在仪器底板8 下表面，正对光学窗口9；

所述的光学仪器7外表面覆镀金膜、外层隔热罩1外表面和内层隔热罩2 内表面覆镀金膜。

所述的活动镜头刷6包括镜头刷底座6-1、镜头刷6-2、弹簧6-3和压盖 6-4，所述的镜头刷底座6-1安装在转镜组件5的底部，转镜组件5底部的中心开孔依次装入镜头刷6-2和弹簧6-3，最后旋入压盖6-4，实现对弹簧6-3的预压力；转镜进入对光学窗口9除尘模式时，活动镜头刷6和光学窗口9相对距离的变化可以通过弹簧6-3的弹性设计使预压力得以自动调谐。

本专利的优点在于：

本专利通过特殊的双层薄壁隔热罩设计，在极小的重量与资源条件下，减缓了火星昼夜温度剧烈变化对光学仪器的冲击，同时减小了强对流环境和沙尘的影响；

本专利通过一个装置同时实现了辐射、对流和传导隔离，通过在多个表面镀金或者粘贴金膜的表面处理进行辐射隔离；内外层隔热罩最优间隔设计使气体传导和对流漏热最小化；通过气凝胶的应用进一步减小内部气体传导漏热；通过防尘透气网的应用使防尘和对流隔离的同时无需额外的气密性设计；