一種大口徑多模式系外類地行星探測器的制作方法

本發明涉及航天設備，具體涉及一種大口徑多模式系外類地行星探測器。

背景技術：

系外行星作為典型探測對象，承載著發現宜居星球及系外生命的重要意義，是當前研究的熱點與重點。發展精細光譜測量技術，建設大型空間望遠鏡，研究系外行星大氣，精細刻畫系外行星物理和化學特性，以更高的精度、更大的深度、更強的力度持續開展系外類地行星的發現與探索。

然而，國內尚無天基系外行星探測器。為此，亟需開展天基系外行星探測器設計。本發明涉及一種大口徑多模式系外類地行星探測器，可滿足未來系外行星與生命探索任務的需求。

技術實現要素：

為了解決目前尚無天基系外行星探測器的問題，本發明的目的在于提供一種大口徑多模式系外類地行星探測器，可滿足系外行星與生命探索任務的需求。

為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：一種大口徑多模式系外類地行星探測器，其特征在于，該裝置包括：

有效載荷分系統，包括系外類地行星綜合探測儀、紫外巡天成像探測儀；

結構分系統，以望遠鏡高強度主鏡背板為基礎，搭建平臺的主承力桁架，平臺桁架結構為“W”形，通過連接框與主鏡背板相連；

熱控分系統，采用分艙熱設計，針對載荷的熱控要求及軌道特殊的熱環境，開展專項設計，采用主動熱控及被動熱控相結合的方式滿足整星的熱控要求；

太陽翼分系統，采用可展開太陽翼，發射時壓緊在衛星側板，在軌后展開，用于滿足衛星長期在軌工作的要求；

供配電分系統，采用太陽電池陣與蓄電池組聯合供電方案，用于實現整星無間斷電源供應，用于對平臺各分系統供電的控制；實現分系統單機所有電接口連接；用于太陽電池陣壓緊釋放機構火工品的供電與控制；還用于平臺與運載工具、平臺與地面測試設備之間的電接口連接；

GNC分系統，采用雙超平臺技術，配置磁浮機構、飛輪做執行機構，并聯合望遠鏡恒星測光及高精度星敏測量數據，采用“動靜隔離非接觸、主從協同高精度”的雙超平臺技術，實現空間高精度指向與姿態長期穩定保持，用于探測器轉移軌道變軌控制及望遠鏡空間慣性指向、姿態機動與長期保持控制功能；

推進分系統，采用雙組元推進系統，2個570L貯箱裝載800kg燃料，用于衛星速率阻尼、姿態捕獲、初始姿態建立、軌道調整和軌道保持及姿態控制；

測控數傳分系統，采用一體化結構，配置一副兩維驅動大口徑數傳發射天線，用于完成遙控指令接收，遙測數據、科學數據、VLBI測軌信號的發送等射頻通道功能；以保證科學數據與工程數據的星地傳輸；

綜合電子分系統，采用綜合電子基本型的標準模塊化設計，針對系外類地行星探測器的電氣控制與管理需求，對功能模塊進行適應性修改和組合，用于計算機、各探測儀器及其它單元的運行管理。

優選地，系外類地行星綜合探測儀的主光路共用，通過視場分割及譜段分割，實現測光、高色散光譜及近紅外低色散光譜探測功能，獲得大氣光譜信息。

優選地，所述的平臺桁架結構通過連接框與主鏡背板相連以滿足整器裝配需求；平臺桁架與平臺底板及主鏡背板分別通過6點連接，保證受力均勻；平臺桁架下部外接圓為Φ2800mm，匹配器箭連接環尺寸，探測器發射時載荷受力可直接傳遞至器箭連接環。

優選地，行星探測器有行星探測主模式、紫外巡天主模式、機動模式三種工作模式，分時輪巡。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明一種大口徑多模式系外類地行星探測器，載荷部分包括系外類地行星綜合探測儀、紫外巡天成像探測儀。平臺部分采用“動靜隔離非接觸、主從協同高精度”的“雙超平臺”創新技術解決探測器在軌指向長期穩定度控制問題，實現慣性定向姿態模式下1″/6h指標要求；以整器結構一體化構型方式實現探測器傳力及布局；采用主望遠鏡與近紫外巡天望遠鏡非共軸方式實現任務覆蓋，并解決望遠鏡布局視場遮擋問題；配置中繼通信終端，開展行星際中繼通信鏈路試驗；采用雙組元方式實現日地L2點軌道轉移；采用電推進方式，實現探測器在軌長期軌道保持。因此，本發明解決了天基系外行星探測器的問題。

本發明采用了集成化、一體化的設計理念，具有一體化集成、大口徑、多模式、超高精度、超高穩定度等技術優點。該天基系外行星探測器的提出，將為我國未來系外行星與生命探索提供良好的技術支撐。本發明可滿足未來系外行星探索任務的需求。

附圖說明

圖1是本發明一種大口徑多模式系外類地行星探測器的組成框圖；

圖2是本發明一種大口徑多模式系外類地行星探測器的外形示意圖；

圖3是本發明一種大口徑多模式系外類地行星探測器分解圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的幾個優選實施例進行詳細描述，但本發明并不僅僅限于這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發明有徹底的了解，在以下本發明優選實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。

本發明的一種大口徑多模式系外類地行星探測器由有效載荷、結構與機構、熱控、太陽翼、供配電、測控數傳、綜合電子、GNC和推進等分系統組成，是一種具有系外行星與生命探索能力的衛星。

具體的，如圖1所示，本發明實施例提供了一種大口徑多模式系外類地行星探測器，包括：

有效載荷分系統1，包括系外類地行星綜合探測儀、紫外巡天成像探測儀。系外類地行星綜合探測儀主光路共用，通過視場分割及譜段分割，實現測光、高色散光譜及近紅外低色散光譜探測功能，獲得大氣光譜信息。

結構分系統2，以望遠鏡高強度主鏡背板為基礎，搭建平臺的主承力桁架，平臺桁架結構為“W”形，通過連接框與主鏡背板相連以滿足整器裝配需求；平臺桁架與平臺底板及主鏡背板分別通過6點連接，保證受力均勻；平臺桁架下部外接圓為Φ2800mm，匹配器箭連接環尺寸，探測器發射時載荷受力可直接傳遞至器箭連接環。

熱控分系統3，采用分艙熱設計，針對載荷的熱控要求及軌道特殊的熱環境，開展專項設計，采用主動熱控及被動熱控相結合的方式滿足整星的熱控要求。

太陽翼分系統4，采用可展開太陽翼，發射時壓緊在衛星側板，在軌后展開，用于滿足衛星長期在軌工作的要求。

供配電分系統5，采用太陽電池陣與蓄電池組聯合供電方案，用于實現整星無間斷電源供應，用于對平臺各分系統供電的控制；實現分系統單機所有電接口連接；用于太陽電池陣壓緊釋放機構火工品的供電與控制；用于平臺與運載工具、平臺與地面測試設備之間的電接口連接。

GNC分系統6，聯合望遠鏡測光與高精度星敏測量數據，實現高精度姿態測量；采用“動靜隔離非接觸、主從協同高精度”的雙超平臺技術，實現空間高精度指向與姿態長期穩定保持；用于探測器轉移軌道變軌控制及望遠鏡空間慣性指向、姿態機動與長期保持控制功能。

推進分系統7，采用雙組元推進系統，2個570L貯箱裝載800kg燃料，用于衛星速率阻尼、姿態捕獲、初始姿態建立、軌道調整和軌道保持及姿態控制。

測控數傳分系統8，采用一體化結構，配置一副兩維驅動大口徑數傳發射天線，用于完成遙控指令接收，遙測數據、科學數據、VLBI測軌信號的發送等射頻通道功能；

綜合電子分系統9，采用綜合電子基本型的標準模塊化設計，針對系外類地行星探測器的電氣控制與管理需求，對功能模塊進行適應性修改和組合，用于計算機、各探測儀器及其它單元的運行管理。

如圖2所示，本發明一種大口徑多模式系外類地行星探測器采用載荷平臺一體布局，主相機位于平臺頂部，后光路嵌入平臺內部，紫外相機安裝于主相機底面的承力結構上，二者視軸為90°；

平臺部分采用“動靜隔離非接觸、主從協同高精度”的“雙超平臺”創新技術解決探測器在軌指向長期穩定度控制問題，實現慣性定向姿態模式下1″/6h指標要求；采用桁架作為主承力結構，以整器結構一體化構型方式實現探測器傳力及布局；采用主望遠鏡與近紫外巡天望遠鏡非共軸方式實現任務覆蓋，并解決望遠鏡布局視場遮擋問題；配置中繼通信終端，開展行星際中繼通信鏈路試驗；采用雙組元方式實現日地L2點軌道轉移；采用電推進方式，實現探測器在軌長期軌道保持。本發明可滿足未來系外行星探索任務的需求。

本發明優選實施例只是用于幫助闡述本發明。優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。