萤火一号火星探测器长火影热控设计及试验验证.pdf

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1、上海航天AERoSPACESHANGHAI第30卷2013年第4期文章编号：1006—1630(2013)04一0060—04萤火一号火星探测器长火影热控设计及试验验证许忠林1，江世臣1，郭涛2，黎媛捷1(1．上海卫星工程研究所，上海200240；2．上海航天技术研究院，上海201109)摘要：根据萤火一号(YH一1)火星探测器面临长期火星阴影环境特点，对探测器的长火影热控设计及深冷试验验证进行了研究。给出了YH一1火星探测器长火影热控自主控制流程，以及各阶段热控方案。改造现有真空环境模拟器，完成了我国第一个实现全包络20K超低温背景模拟的探测器级真空热试验。长火影试验结果

2、表明：YH一1火星探测器热控设计能满足度过长火影的温度要求，各单机能在出火影后成功唤醒正常工作。关键词：YH—l火星探测器；热控；长火影；深冷试验；双热沉中图分类号：V444．36文献标志码：AThe珊alDesignandT蜉tforLon驴TermShadowofYH—lMarsProbeXUZhong一1inl，JIANGShi—chenl，GUOTa02，LIYuan—jiel(1．ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai200240，China；2．ShanghaiAcademyofSpaceflightTe

3、chnology，Shanghai201109，China)Abstract：Accordingtothecharacteristicofthelong-termMarsshadowfacingbyYH一1Marsprobe，thethermalcontrolschemesanddeep—coldtestofYH一1Marsprobewerestudiedinthispaper．Theflowchartoftheautonomousthermalcontrolandcontr01schemesofvariousphasesfortheprobeduringthelong—t

4、ermⅣIarsshadowwasgiVenout．Thefirstvacuumthermaltestofthewholeprobeclasswhichwasthewholeenvelopeunderthesimulationbackgroundatthetemperature20KwascarriedoutinChina．Thetestresultsofthelong—termⅣIarsshadowshowedthatthethermalcontroloftheprobemetthetemperaturerequirementtopassthroughthelong—te

5、rmJvIarsshadow．Theeverydevicecouldbewake-uptooperatenormallyaftertheMarsshadowpassing．Keywords：YH一1Marsprobe；Thermalcontrol；Long—termMarsshadow；Deepcoldtest；DoubleheatsinkO引言YH一1火星探测器是一颗深空探测类小型探测器，携带离子探测器、磁强计和相机等有效载荷对火星进行环境探测。作为探测器的服务分系统，热控分系统为YH一1火星探测器提供合适的热环境，以确保器上仪器设备在不同的飞行阶段可靠地工作在规定的温度

6、范围内。在研制过程中，计算发现YH一1火星探测器在环绕火星飞行时将面临8．8h的长期火星阴影，其间探测器的外热流为几乎为零[1_3j。由于探测器不受阳光照射，使热控分系统面临缺电，可导致探测器的温度过低。因此，YH一1火星探测收稿日期：2012一09—25作者简介：许忠林(1984一)，男，硕士，工程师，主要从事卫星热控设计。器的长火影热控设计成为关键，需在有限功率资源条件下实现长火影深冷环境探测器的温度保证，并需保持合适温度长达8．8h。此外，对长火影的试验验证要求环境模拟器的热沉温度背景为20K，国内尚无任何试验经验，需设计深冷试验并改造现有的环境模拟器。为此，本文对Y

7、H1火星探测器长火影热控设计及试验验证进行了研究。1长火影热控设计为应对YH一1火星探测器长火影低温环境，提出热控分系统通过对火星探测器在入影前开加热器和单机抬升探测器温度，入影后关闭单机节能并采用超低档的热控模式，以两阶段的配合实现探测器长阴影超低温环境中的热控。设计的YH一1火星探测器长火影热控方案第30卷2013年第4期许忠林，等：萤火一号火星探测器长火影热控设计及试验验证如F。a)将探测器热控模式设置为高档、中档、低档、超低档等模式，高档模式的加热器开关机阈值最高，超低档模式的加热器开关阈值最低；b)在火星