1 m口徑空間相機主望遠鏡組件設計

盧曉明， 賈建軍， 周成林， 方勇勇， 謝 永

(1.中國科學院 上海技術物理研究所，上海 200083； 2.中國科學院大學，北京 100049)

0 引言

隨著科學技術的不斷發展和人類空間探索步伐的日益加快，大口徑望遠鏡廣泛地用于觀察、研究地形、空間實時監控、空間目標成像、探測、識別及定軌等.隨著分辨率的提高，空間光學系統的口徑不斷增長，其重量急劇增加，由此帶來的自重和溫度變形越發顯著，這使得支撐系統的設計越來越復雜，因此必須對大口徑望遠鏡主鏡進行輕量化，同時又要保證必要的結構剛度，確保光學系統的成像質量不變[1].望遠鏡主鏡作為空間光學系統的重要部件，其材料選取、結構形式和支撐方案不僅直接決定主鏡面形精度和整個光學系統的光學性能，而且影響項目的研制成本和研制周期[2].因此，根據大口徑望遠鏡地面環境和在軌運行環境的差異，對望遠鏡及其支撐結構進行設計與優化，增強望遠鏡抵抗由自重和溫度變化引起的鏡面變形的能力，是空間光學遙感器研制的關鍵技術之一.

筆者對1 m口徑主望遠鏡組件進行了材料選取、結構設計與分析計算，給出了完整的設計及優化結果，并對其進行了熱力分析驗證.仿真結果表明，組件設計方案是可行的有效的，所給出的優化方法能夠切實提高望遠鏡抵抗鏡面變形的能力.

1 鏡體材料選取

通常而言，鏡體材料的選擇要考慮比剛度(E/ρ)、導熱系數(λ/α)和穩定性3個指標，分別表征力學性能……