Orbiting satellite with solar panels

卫星反射镜基板

卫星是我们现代世界的眼睛和仪器。从监测地球气候到探索遥远的行星,它们都能精确地提供关键数据。然而,在恶劣的太空环境中实现这种精度是工程领域面临的最大挑战之一。在轨道上,温度可能在-150°C至+150°C之间波动,发射期间的机械载荷非常极端,一旦部署就没有调整的余地。卫星上的光学仪器必须在多年的运行中保持完美对准,尽管存在持续的热循环、真空条件和辐射暴露。为了取得成功,设计师依赖于将尺寸稳定性、光学质量和飞行传统相结合的材料。

了解卫星设计面临的挑战

热稳定性

轨道上的温度波动会使传统材料变形。即使是微米级的膨胀或收缩也会导致散焦、图像模糊或仪器错位。

光学精度

高分辨率成像仪和望远镜需要超稳定的材料,以极高的精度保持几何形状。一旦进入轨道,反射镜必须保持精确的曲率,以确保任务性能。

轻量和刚性

发射到太空的每一公斤都很重要。组件必须重量轻、坚硬且材料质量均匀,确保它们能够在发射后经受住考验并在运行过程中保持精度。

辐射和寿命

卫星长期暴露在宇宙辐射和带电粒子下。材料必须能够抵抗辐射损伤,并在长时间的任务中保持性能。

对准稳定性

干涉仪、光谱仪或激光终端等望远镜和仪器依赖于稳定的对准。微小的偏移可能会破坏光路并影响数据质量。

精度最重要的地方:卫星应用

Pleiades Satellite ESA

地球观测和气象学

从绘制地形图到监测天气模式,地球观测卫星依赖于超稳定的光学系统。SPOT、PLEIADES、CARTOSAT、KOMPSAT、GOES 和 METEOSAT 等任务使用稳定的镜面基板,可提供清晰、可重复的图像数十年。
Cheops Satellite ESA

天文学和空间科学

在哈勃望远镜、钱德拉望远镜、柯罗望远镜和 CHEOPS 等太空望远镜和天文台中,保持光学对准和图形稳定性对于准确捕捉远处光线至关重要。
Artemis satellite ESA

激光通信和技术演示器

基于激光的数据链路和实验有效载荷(如ARTEMIS上的SILEX)依赖于热不变的光学工作台,以实现可靠的光束指向和干涉测量。
Soho Satellite ESA

太阳和行星科学

研究太阳或其他行星的任务,如太阳轨道飞行器、SOHO和火星勘测轨道飞行器,都面临着极端的热梯度。只有膨胀接近零的材料才能确保持久的精度。从近地轨道到深空任务,SCHOTT 的材料已在全球 100 多颗卫星上飞行。

与卫星设计人员合作

在SCHOTT,我们不仅提供材料,还与工程师合作设计符合最苛刻规格的光学和结构组件。我们的支持范围从材料选择和加工到轻量化、高精度磨削和计量。
我们与领先的机构和系统集成商(包括 ESA、NASA、CNES、ISRO 和 JAXA)合作,在数十年的任务中构建经过飞行验证的解决方案。

我们的使命:使用确保在轨精度、可靠性和稳定性的材料,帮助您取得成功。

Detailed view of ZERODUR composite structure

零度®:在太空中实现稳定的光学元件

平均线性热膨胀系数

零度®微晶玻璃的线性热膨胀系数(CTE)在0°C至50°C的温度范围内分为六个膨胀等级,具体如下:

 

CTE (0°C; 50°C) 规格公差
扩展等级 2 0 ± 0.100 ppm/K
扩展等级 1 0 ± 0.050 ppm/K
扩展等级 0 0 ± 0.020 ppm/K
扩展等级 0 特殊 0 ± 0.010 ppm/K
扩展等级 0 至尊 0 ± 0.007 ppm/K
CTE 针对应用温度曲线进行了优化
零度®量身定制 0 ± 0.020 ppm/K(± 0.010 ppm/K,应要求提供)
 

 

当无法进行热膨胀时,零度®可以满足您的需求。它具有接近零的热膨胀系数 (CTE)、出色的均匀性和耐辐射性,是空间光学元件的参考材料。

 

设计挑战 零度®解决方案
热变形 接近零的 CTE 在温度波动下保持形状
对准漂移 尺寸稳定性可确保长期的光学精度
表面质量 对纳米级表面具有出色的抛光性
重量限制 提供定制的轻量级配置
恶劣的环境 久经考验的辐射和真空稳定性
 

 

有关材料特性的更多信息,请访问零度®尔产品页面→


常见问题解答

卫星反射镜使用什么材料?

卫星反射镜通常使用零度®等微晶玻璃,因为它们具有近乎零的热膨胀和高光学质量。
 

为什么热稳定性在太空中很重要?

在轨道上,温度波动会导致普通材料膨胀或收缩,使光学元件变形并使仪器错位。热稳定的材料可以防止这种情况的发生。
 

是什么让零度®适合卫星?

其超低 CTE、抗辐射性和长飞行传统使其成为太空中高精度光学系统的理想选择

想了解更多?让我们谈谈

无论您是需要更多信息、样品、报价还是项目建议,我们都很乐意与您交谈。

请联系我们
Man in glasses in business office on phone while working on laptop_605x350.jpg
本内容由人工智能(AI)翻译生成。由于AI模型可能存在错误,仅原始版本具有法律效力。更多信息请参阅我们的免责声明
查看原始版本