面向航天快速发射的光学载荷设计与制造

徐思华; 于新辰

doi:10.37188/OPE.20212903.0513

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面向航天快速发射的光学载荷设计与制造

更新时间：2021-04-09

- 面向航天快速发射的光学载荷设计与制造
- Design and manufacture of micro-nano satellite optical payload for aerospace rapid launch
- 光学精密工程 2021年29卷第3期页码：513-523
- 作者机构：
  
  西昌卫星发射中心，四川西昌 615000
- 作者简介：
  
  [ "徐思华（1994-），男，四川彭山人，硕士，助理工程师，2017年于中国海洋大学获得学士学位，2019年于国防科技大学获得硕士学位，主要从事光机设计与制造以及运载火箭动力技术的研究工作。E-mail：1026229921@qq.com" ]
  [ "于新辰（1991-），男，安徽涡阳人，硕士研究生，工程师，2011年于清华大学获得学士学位，主要从事高能激光技术以及运载火箭动力技术的研究。E-mail：yxcpp@qq.com" ]
- 基金信息：
  
  国防基础科研科学挑战专题(TZ2018006)
- DOI：10.37188/OPE.20212903.0513
  中图分类号： V19
- 收稿日期：2020-07-29，
  
  修回日期：2020-08-21，
  
  纸质出版日期：2021-03-15
- 稿件说明：
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徐思华,于新辰.面向航天快速发射的光学载荷设计与制造[J].光学精密工程,2021,29(03):513-523.

XU Si-hua,YU Xin-chen.Design and manufacture of micro-nano satellite optical payload for aerospace rapid launch[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(03):513-523.
徐思华,于新辰.面向航天快速发射的光学载荷设计与制造[J].光学精密工程,2021,29(03):513-523. DOI： 10.37188/OPE.20212903.0513.

XU Si-hua,YU Xin-chen.Design and manufacture of micro-nano satellite optical payload for aerospace rapid launch[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(03):513-523. DOI： 10.37188/OPE.20212903.0513.

摘要

为系统地介绍面向航天快速发射的微纳卫星光学载荷设计与制造过程，从光学原理设计出发，以折反式光学相机为研究对象，主要介绍光学元件的结构设计、力学分析、加工及检测过程，最终得到500 km对地极限分辨率为3.1 m的光学载荷。研制结果表明，通过合理的光机结构设计，并选取单点金刚石车削、磁流变修形以及计算机控制光学表面成形加工等工艺，能够满足航天快发技术对于光学卫星载荷短研制周期、高性能、轻质量、小体积以及低成本的技术要求，为研制同类型相机和进一步提高航天快发技术提供了参考。

Abstract

This study focuses on the design and fabrication of a catadioptric optical camera used in rapid-launch aerospace systems. We first introduce the optical design principles followed by the structural design， mechanical analysis， processing， and inspection process of the optical components. Finally， an optical payload with a resolution of 3.1 m to 500 km is obtained. The results show that the follow-up development process can be greatly simplified through reasonable optical principles and opto-mechanical structural design. Optical components that meet the accuracy requirements can be quickly processed using single-point diamond turning （SPDT）， magneto-rheological finishing （MRF）， and computer-controlled optical surfacing （CCOS）. The above methods can fulfil the technical requirements of rapid-launch aerospace technology for optical satellite payloads； the methods are quick， highly efficient， lightweight， and economical. This article provides a reference for the development of the same type of camera and the improvement of rapid-launch aerospace technology.

关键词

Keywords

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