卫星在轨自动遮光热控装置及其卫星的制作方法

1.本发明涉及航天器热控制技术领域，具体地，涉及一种卫星在轨自动遮光热控装置及其卫星。


背景技术：

2.卫星在轨为真空环境，为了保证卫星的正常工作范围，通过辐射散热将星体的废热排散。随着航天器朝着多功能化发展，卫星热量和热流密度越来越大，卫星散热问题成为制约航天器进一步发展的重要问题。星体的辐射散热效率存在极限和在轨性能退化，固定散热面难以满足需求，需要扩展星体散热面增加散热能力。美国的hs701卫星平台，欧洲airbus卫星平台均配备有可展开辐射器。基于lhp的辐射器重量较重，展开角度难以调整。
3.卫星对地面发射太阳光会带来光污染，给地面空间观测带来不利影响。例如spacex的星链计划，包含低轨卫星星座包括近20000颗卫星。一箭60星入轨时，地面可以观测到明显的光带，给天文观测带来严重影响。本项目提供的自动调节的遮阳热控装置，安装在对地面两侧，根据在轨光照条件调整遮阳角度，能够对地面反射太阳光降低95％以上，大幅降低光污染的影响。该遮阳装置具有透波功能，遮阳的同时不影响星体对地面的载荷天线的功能范围和能力。挡光装置为轻质蜂窝结构，表层为超低吸收高红外发射率的高导热纳米热控薄膜，能够将对地面的热量传送到遮光板上进行热量排散，有效提供散热能力。
4.经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为cn1321860c，公开了一种空间飞行器，它具有一主体、至少一个相对主体成一给定定向的主通讯天线、至少一个具有与主天线的视野相对的一视野的全方向天线、以及至少一个可通过绕连至飞行器主体的一轴线翻转而展开的辐射器，所述辐射器可在它保持靠在主体上的收藏位置和展开位置之间翻转，所述翻转轴线大致定位在平行于全方向天线的定向、且平行于装载主天线的表面的主体表面之一的平面内。但是上述专利存在以下不足：系统复杂，辐射器为铝蜂窝板辐射器，不具有透波功能。
5.经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为cn205168942u，公开了一种自动调节式隔热板，包括：记忆合金板、隔热约束板、结构框架、多层隔热组件、太阳光吸收涂层；记忆合金板包括相连接的记忆合金板非卷曲部分、记忆合金板卷曲部分；记忆合金板非卷曲部分的内侧面通过隔热约束板连接至结构框架；记忆合金板卷曲部分的内侧面覆盖设置有多层隔热组件；记忆合金板非卷曲部分、记忆合金板卷曲部分的外侧面均覆盖设置有太阳光吸收涂层；记忆合金板卷曲部分的内侧面覆盖设置有多层隔热组件。该专利技术就存在上述相关问题。
6.经现有技术检索发现，研究成果发表《宇航学报》(2018，39(4)，457-463)上，名称为“辐射器展开角度对航天器热控能力影响的研究”，刘欣和梁新刚提出与流体回路耦合的可展开式辐射器热控方案，通过调节展开角度，有效提高航天器热控系统的能力范围。但是上述专利存在以下不足：方案系统复杂，单位面积重量较重，辐射器均含有金属管路，不具有透波性能。
7.本发明的目的在于针对现有卫星遮阳和轻质扩展散热手段的不足，提供一种自动遮光热控装置。


技术实现要素：

8.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星在轨自动遮光热控装置及其卫星。
9.根据本发明提供的一种卫星在轨自动遮光热控装置，包括星体机构、自动展收机构以及透波散热挡板；
10.所述星体机构通过所述自动展收机构与所述透波散热挡板连接设置，所述透波散热挡板包括透波纳米热控薄膜和透波蜂窝，所述透波纳米热控薄膜设置在所述透波蜂窝两平面设置。
11.一些实施方式中，所述自动展收机构包括弹性件和加热棒，所述弹性件缠绕设置在所述加热棒上，所述弹性件两侧分别连接所述星体机构和所述透波散热挡板。
12.一些实施方式中，所述透波纳米热控薄膜包括高反射层和高导热层，所述高导热层设置在所述高反射层一侧，所述高反射层设置靠近所述透波蜂窝的一侧。
13.一些实施方式中，所述高导热层采用石墨膜层或石墨烯膜层的一种或两种的组合，所述高导热层的厚度小于300um，所述高导热层区域不透波，所述高导热层设置在所述高反射层一侧无透波要求的区域。
14.一些实施方式中，所述高反射层由连续相和离散相组成，所述高反射层的太阳反射率大于0.9，所述高反射层的厚度小于200um。离散相为规则的微纳结构，实现对太阳光的高反射率。
15.一些实施方式中，所述透波蜂窝的材质采用聚酰亚胺或聚四氟乙烯制成。
16.一些实施方式中，所述弹性件采用记忆合金盘簧。
17.一些实施方式中，所述透波纳米热控薄膜采用柔性膜，所述透波散热挡板与所述星体机构通过所述透波纳米热控薄膜相连接实现导热耦合，所述透波纳米热控薄膜面向导热吸收大于800w/mk，所述透波纳米热控薄膜的质量小于300g/m2。高导热透波纳米热控薄膜具有透波特性，1ghz至50ghz范围内的插损小于0.1db。
18.一些实施方式中，所述自动展收机构包括温控器，所述温控器通过温度调节所述透波散热挡板的遮阳角度。
19.本发明还提供一种卫星，包括所述的卫星在轨自动遮光热控装置。
20.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
21.1、本发明通过设置星体机构、自动展收机构以及透波散热挡板，通过自动展收机构连接透波散热挡板和星体机构，大幅减少卫星对地板的反光，有效遮光并增加散热面积，有利于卫星遮阳和散热；
22.2、本发明通过设置透波散热挡板，设置透波纳米热控薄膜和透波蜂窝，重量轻，可靠性高，用于卫星在轨遮光和散热。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、
目的和优点将会变得更明显：
24.图1为本发明卫星在轨自动遮光热控装置的结构示意图；
25.图2为本发明透波散热挡板的结构示意图；
26.图3为本发明自动展收机构的结构示意图；
27.图4为本发明透波纳米热控薄膜的结构示意图；
28.附图标记：
[0029][0030]
具体实施方式
[0031]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0032]
如图1所示为卫星在轨自动遮光热控装置的结构示意图，包括星体机构1、自动展收机构2以及透波散热挡板3。如图2所示为透波散热挡板3的结构示意图，星体机构1通过自动展收机构2与透波散热挡板3连接设置，透波散热挡板3包括透波纳米热控薄膜31和透波蜂窝32，透波纳米热控薄膜31设置在透波蜂窝32两平面设置。在本实施例中，透波蜂窝32的材质采用聚酰亚胺或聚四氟乙烯制成。弹性件21采用记忆合金盘簧。
[0033]
如图3所示为自动展收机构2的结构示意图，自动展收机构2包括弹性件21和加热棒22，弹性件21缠绕设置在加热棒22上，弹性件21两侧分别连接星体机构1和透波散热挡板3。自动展收机构2包括温控器，温控器通过温度调节透波散热挡板3的遮阳角度。
[0034]
如图4所示为透波纳米热控薄膜31的结构示意图，透波纳米热控薄膜31包括高反射层311和高导热层312，高导热层312设置在高反射层311一侧，高反射层311设置靠近透波蜂窝32的一侧。高导热层312采用石墨膜层或石墨烯膜层的一种或两种的组合，高导热层312的厚度小于300um，高导热层312区域不透波，高导热层312设置在高反射层311一侧无透波要求的区域。高反射层311由连续相和离散相组成，高反射层311的太阳反射率大于0.9，高反射层311的厚度小于200um。离散相为规则的微纳结构，实现对太阳光的高反射率。
[0035]
透波纳米热控薄膜31采用柔性膜，透波散热挡板3与星体机构1通过透波纳米热控薄膜31相连接实现导热耦合，透波纳米热控薄膜31面向导热吸收大于800w/mk，透波纳米热控薄膜31的质量小于300g/m2。高导热透波纳米热控薄膜31具有透波特性，1ghz至50ghz范围内的插损小于0.1db。
[0036]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位
置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0037]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。