一种大口径多模式系外类地行星探测器的制作方法

本发明涉及航天设备，具体涉及一种大口径多模式系外类地行星探测器。

背景技术：

系外行星作为典型探测对象，承载着发现宜居星球及系外生命的重要意义，是当前研究的热点与重点。发展精细光谱测量技术，建设大型空间望远镜，研究系外行星大气，精细刻画系外行星物理和化学特性，以更高的精度、更大的深度、更强的力度持续开展系外类地行星的发现与探索。

然而，国内尚无天基系外行星探测器。为此，亟需开展天基系外行星探测器设计。本发明涉及一种大口径多模式系外类地行星探测器，可满足未来系外行星与生命探索任务的需求。

技术实现要素：

为了解决目前尚无天基系外行星探测器的问题，本发明的目的在于提供一种大口径多模式系外类地行星探测器，可满足系外行星与生命探索任务的需求。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大口径多模式系外类地行星探测器，其特征在于，该装置包括：

有效载荷分系统，包括系外类地行星综合探测仪、紫外巡天成像探测仪；

结构分系统，以望远镜高强度主镜背板为基础，搭建平台的主承力桁架，平台桁架结构为“W”形，通过连接框与主镜背板相连；

热控分系统，采用分舱热设计，针对载荷的热控要求及轨道特殊的热环境，开展专项设计，采用主动热控及被动热控相结合的方式满足整星的热控要求；

太阳翼分系统，采用可展开太阳翼，发射时压紧在卫星侧板，在轨后展开，用于满足卫星长期在轨工作的要求；

供配电分系统，采用太阳电池阵与蓄电池组联合供电方案，用于实现整星无间断电源供应，用于对平台各分系统供电的控制；实现分系统单机所有电接口连接；用于太阳电池阵压紧释放机构火工品的供电与控制；还用于平台与运载工具、平台与地面测试设备之间的电接口连接；

GNC分系统，采用双超平台技术，配置磁浮机构、飞轮做执行机构，并联合望远镜恒星测光及高精度星敏测量数据，采用“动静隔离非接触、主从协同高精度”的双超平台技术，实现空间高精度指向与姿态长期稳定保持，用于探测器转移轨道变轨控制及望远镜空间惯性指向、姿态机动与长期保持控制功能；

推进分系统，采用双组元推进系统，2个570L贮箱装载800kg燃料，用于卫星速率阻尼、姿态捕获、初始姿态建立、轨道调整和轨道保持及姿态控制；

测控数传分系统，采用一体化结构，配置一副两维驱动大口径数传发射天线，用于完成遥控指令接收，遥测数据、科学数据、VLBI测轨信号的发送等射频通道功能；以保证科学数据与工程数据的星地传输；

综合电子分系统，采用综合电子基本型的标准模块化设计，针对系外类地行星探测器的电气控制与管理需求，对功能模块进行适应性修改和组合，用于计算机、各探测仪器及其它单元的运行管理。

优选地，系外类地行星综合探测仪的主光路共用，通过视场分割及谱段分割，实现测光、高色散光谱及近红外低色散光谱探测功能，获得大气光谱信息。

优选地，所述的平台桁架结构通过连接框与主镜背板相连以满足整器装配需求；平台桁架与平台底板及主镜背板分别通过6点连接，保证受力均匀；平台桁架下部外接圆为Φ2800mm，匹配器箭连接环尺寸，探测器发射时载荷受力可直接传递至器箭连接环。

优选地，行星探测器有行星探测主模式、紫外巡天主模式、机动模式三种工作模式，分时轮巡。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明一种大口径多模式系外类地行星探测器，载荷部分包括系外类地行星综合探测仪、紫外巡天成像探测仪。平台部分采用“动静隔离非接触、主从协同高精度”的“双超平台”创新技术解决探测器在轨指向长期稳定度控制问题，实现惯性定向姿态模式下1″/6h指标要求；以整器结构一体化构型方式实现探测器传力及布局；采用主望远镜与近紫外巡天望远镜非共轴方式实现任务覆盖，并解决望远镜布局视场遮挡问题；配置中继通信终端，开展行星际中继通信链路试验；采用双组元方式实现日地L2点轨道转移；采用电推进方式，实现探测器在轨长期轨道保持。因此，本发明解决了天基系外行星探测器的问题。

本发明采用了集成化、一体化的设计理念，具有一体化集成、大口径、多模式、超高精度、超高稳定度等技术优点。该天基系外行星探测器的提出，将为我国未来系外行星与生命探索提供良好的技术支撑。本发明可满足未来系外行星探索任务的需求。

附图说明

图1是本发明一种大口径多模式系外类地行星探测器的组成框图；

图2是本发明一种大口径多模式系外类地行星探测器的外形示意图；

图3是本发明一种大口径多模式系外类地行星探测器分解图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

本发明的一种大口径多模式系外类地行星探测器由有效载荷、结构与机构、热控、太阳翼、供配电、测控数传、综合电子、GNC和推进等分系统组成，是一种具有系外行星与生命探索能力的卫星。

具体的，如图1所示，本发明实施例提供了一种大口径多模式系外类地行星探测器，包括：

有效载荷分系统1，包括系外类地行星综合探测仪、紫外巡天成像探测仪。系外类地行星综合探测仪主光路共用，通过视场分割及谱段分割，实现测光、高色散光谱及近红外低色散光谱探测功能，获得大气光谱信息。

结构分系统2，以望远镜高强度主镜背板为基础，搭建平台的主承力桁架，平台桁架结构为“W”形，通过连接框与主镜背板相连以满足整器装配需求；平台桁架与平台底板及主镜背板分别通过6点连接，保证受力均匀；平台桁架下部外接圆为Φ2800mm，匹配器箭连接环尺寸，探测器发射时载荷受力可直接传递至器箭连接环。

热控分系统3，采用分舱热设计，针对载荷的热控要求及轨道特殊的热环境，开展专项设计，采用主动热控及被动热控相结合的方式满足整星的热控要求。

太阳翼分系统4，采用可展开太阳翼，发射时压紧在卫星侧板，在轨后展开，用于满足卫星长期在轨工作的要求。

供配电分系统5，采用太阳电池阵与蓄电池组联合供电方案，用于实现整星无间断电源供应，用于对平台各分系统供电的控制；实现分系统单机所有电接口连接；用于太阳电池阵压紧释放机构火工品的供电与控制；用于平台与运载工具、平台与地面测试设备之间的电接口连接。

GNC分系统6，联合望远镜测光与高精度星敏测量数据，实现高精度姿态测量；采用“动静隔离非接触、主从协同高精度”的双超平台技术，实现空间高精度指向与姿态长期稳定保持；用于探测器转移轨道变轨控制及望远镜空间惯性指向、姿态机动与长期保持控制功能。

推进分系统7，采用双组元推进系统，2个570L贮箱装载800kg燃料，用于卫星速率阻尼、姿态捕获、初始姿态建立、轨道调整和轨道保持及姿态控制。

测控数传分系统8，采用一体化结构，配置一副两维驱动大口径数传发射天线，用于完成遥控指令接收，遥测数据、科学数据、VLBI测轨信号的发送等射频通道功能；

综合电子分系统9，采用综合电子基本型的标准模块化设计，针对系外类地行星探测器的电气控制与管理需求，对功能模块进行适应性修改和组合，用于计算机、各探测仪器及其它单元的运行管理。

如图2所示，本发明一种大口径多模式系外类地行星探测器采用载荷平台一体布局，主相机位于平台顶部，后光路嵌入平台内部，紫外相机安装于主相机底面的承力结构上，二者视轴为90°；

平台部分采用“动静隔离非接触、主从协同高精度”的“双超平台”创新技术解决探测器在轨指向长期稳定度控制问题，实现惯性定向姿态模式下1″/6h指标要求；采用桁架作为主承力结构，以整器结构一体化构型方式实现探测器传力及布局；采用主望远镜与近紫外巡天望远镜非共轴方式实现任务覆盖，并解决望远镜布局视场遮挡问题；配置中继通信终端，开展行星际中继通信链路试验；采用双组元方式实现日地L2点轨道转移；采用电推进方式，实现探测器在轨长期轨道保持。本发明可满足未来系外行星探索任务的需求。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。