35 K深低溫制冷與熱傳輸集成系統研究

郭元東，周 強，劉欣彤，苗建印，張紅星，林貴平

（1.北京航空航天大學航空科學與工程學院 人機與環境工程國防重點學科實驗室，北京 100191；2.北京空間飛行器總體設計部 空間熱控技術北京市重點實驗室，北京 100094；3.中國科學院理化技術研究所 空間功熱轉換技術重點實驗室，北京 100190）

0 引言

紅外偵查與科學探測航天器的三大關鍵技術為：紅外探測技術、深低溫制冷技術和深低溫熱傳輸技術。紅外探測器是實現目標捕獲、跟蹤的核心部件，而深低溫制冷和熱傳輸技術是保證紅外探測器性能的關鍵技術。紅外成像原理決定了探測器的工作溫度越低，性能越好，可以獲得更高的信噪比、更高的比探測率、更長的響應波長以及更短的響應時間。因此，通過降低探測器工作溫度可大幅提升紅外探測器性能。

為了獲得所需的深低溫條件，常用輻射制冷、液氦蒸發制冷和機械制冷等。早期任務多采用輻射制冷或液氦蒸發制冷，主要因為衛星大多運行在近地軌道，地球輻射的影響較大，外熱流變化較為劇烈，能夠更容易地獲得整體的深低溫環境。但該方案有明顯的不足，起飛質量過大、工作壽命較短（一般為1～2年）、控溫精度較差以及低溫流體容易泄漏等。近年來，主動制冷或主/被動結合制冷的方案逐漸得到廣泛應用，但是需要采用低溫熱傳輸系統以實現冷源與探測器之間的高效傳熱。

現有的空間低溫熱傳輸與熱收集技術主要包括[4-6]：低溫槽道熱管技……