[发明专利]一种基于压缩光学的空间光学实验室系统

说明书

技术领域

本发明属于未来空间站国家光学实验室遥感总体设计领域，涉及一种基于压缩光学的空间光学实验室系统。

背景技术

随着光学遥感技术的快速发展，以及新的遥感手段的不断涌现，对光学技术试验的需求越来越强烈，空间光学的许多共性技术问题、瓶颈问题都需要通过相应的航天验证。空间站作为国家级太空实验室，将开展大规模空间科学实验和技术试验，验证新技术并获取有重要科学和应用价值的探测结果，开展相关领域的研究、探索和试验。空间站的特点是：有人参与，支持航天员长期在轨驻留，并开展少量的空间应用实验；寿命期内可持续升级、维护，由于空间站有人参与，所以一些设备可利用航天员参与的优势进行更换。

面向任务的传统光学遥感器的设计理念是针对特定的观测任务设计，采用传统设计方法，虽然能够制定出满足当前具体任务要求的技术方案，但通用性、扩展性较差，无法全面、高标准地满足多功能光学设施“国家级空间光学技术实验室”的顶层定位要求，以及“三个兼顾”（兼顾当前及未来需求、兼顾巡天查地、兼顾业务应用和技术试验）的功能要求，必须采用更为先进、创新的总体设计理念。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于压缩光学的空间光学实验室系统，满足了“三个兼顾”的功能需求，充分结合空间站平台的优势，科学合理利用空间站平台资源，为观测任务提供全面、优质的基础服务。

本发明的技术方案是：一种基于压缩光学的空间光学实验室系统，包括望远装置、光束控制装置、二维跟踪机构、窗口、密封舱载荷适配器、非密封舱载荷适配器、综合管理模块、载荷模块；望远装置安装在二维跟踪机构上，二维跟踪机构驱动望远装置对准观测区域，由望远装置接收目标信号；望远装置为压缩光学系统，将目标信号大口径的平行光压缩成小口径的平行光后送至光束控制装置；光束控制装置将接收到的平行光束送至非密封舱载荷适配器，同时平行光束还通过窗口送至密封舱载荷适配器；将非密封舱载荷适配器以及密封舱载荷适配器与载荷模块相连，完成实验任务；综合管理模块对系统中各模块工作状态进行设置，对各模块运行状态进行监测、记录和分析，提供各模块健康状况的评价依据；所述的光束控制装置包括分色片和反射镜。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）充分发挥了压缩光学的特点，通过平行光束穿舱实现与载荷模块的协同观测，从而在密封舱内建造了一个通用化、开放式的“空间光学技术实验室”。

（2）创造性地结合了载人空间站工程特点，以安全可靠的舱内维修、操作的人机交互模式，充分、合理地发挥载人空间站有人参与的工程优势。

（3）利用试验载荷可以开展相关的光学技术试验，解决空间光学的许多共性技术问题、瓶颈问题。由于载荷的灵活多样性，后期根据发展可以不断开展大量相关技术试验。通过在轨试验可以有效缩短我国先进光学遥感技术研发周期，促进大量的新技术、新材料、新体制、新方法的在轨应用，为我国光学遥感技术可持续发展奠定基础。

附图说明

图1为本发明系统组成示意图。

具体实施方式

本发明系统组成如图1所示。

本系统包括望远装置、光束控制装置、二维跟踪机构、窗口、密封舱载荷适配器、非密封舱载荷适配器、综合管理模块、载荷模块；望远装置安装在二维跟踪机构上，二维跟踪机构驱动望远装置对准观测区域，由望远装置接收目标信号；望远装置为压缩光学系统，将目标信号大口径的平行光压缩成小口径的平行光后送至光束控制装置；光束控制装置将接收到的平行光束送至非密封舱载荷适配器，同时平行光束还通过窗口送至密封舱载荷适配器；将非密封舱载荷适配器以及密封舱载荷适配器与载荷模块相连，完成实验任务；综合管理模块对系统中各模块工作状态进行设置，对各模块运行状态进行监测、记录和分析，提供各模块健康状况的评价依据；所述的光束控制装置包括分色片和反射镜。

其中载荷模块可包括巡天载荷模块、查地载荷模块等其他扩展载荷模块。可根据观测任务不同，设计专用的载荷模块，经过模块化、可插拔设计，开展各种光学领域应用和新技术试验。