辐射制冷技术在中国气象卫星上的应用
辐射制冷技术在中国气象卫星上的应用
董德平，张玉林，陆燕
(中国科学院上海技术物理研究所，上海200083)
摘要：配置红外探测通道的光学遥感仪器是气象卫星的主要栽荷之一.我国太阳同步轨道和地球静止轨道气象卫星的光学栽荷采用辐射制器冷却红外探测器及其后的光学部件。使其在规定的温度工作。概要介绍了我国风云系列气象卫星对制冷技术的要求以及近30年来所研制的不同型式辐射制冷器，给出了FY一1A一1D、FY一3A、FY一2A一2E气象卫星辐射制冷器的在轨飞行性能，阐述了辐射制冷技术在气象卫星上长期业务应用的关键技术和实际结果。探讨了辐射制冷技术在我国未来气象卫星上的应用前景。
关键词：辐射制冷器; 红外遥感; 气象卫星
中图分类号：TB6 文献标志码：A 文章编号：1007—2276(2012)01—0119—05
Application of radiant coolers on Chinese meteorological satellites
Dong Deping，Zhang Yulin。Lu Yan
(Shanghai Institute of Technical Physics.Chinese Academy of Sciences.Shanghai 200083.China)Abstract：Optical remote sensing instruments including IR detection channels a他always the major payloadsof meteorological satellites.Radiant coolers a used for cooling the IR detectors and its aft optics to thedesired temperatures，aboard on Chinese polar orbit meteorological satellites and geostationary orbitmeteorological satellites.Depending on the requirements of optical instruments and satellites on the radiantcoolers，the different style coolers such as W style，O style，L style，G style and octahedron-cone style inthe past 30 years were studied，and the flight performance of the radiant coolers on FY-1A to FY-1D。FY一3M3B，FY-2A to FY-2E meteorological satellites were presented.The lowest temperature of radiant cooleron FY一3 satellite Was about 85 K and had 120 mW at 100 K.The concemed technologies needed for long—life operational meteorological satellites were discussed and its appfication results were also given.Thepossible application of passive cooling technology in future Was discussed.Key words：radiant cooler; IR remote sensing; meteorological satellite
0引言
辐射制冷器是一种被动式制冷装置.长寿命、高可靠、无功耗。利用宇宙空间的高真空、深低温和黑热沉条件，辐冷器的高辐射率表面向宇宙辐射能量，进行辐射换热，降低辐射体温度;利用高反射率表面的屏蔽和减少外界及寄生热负荷，使辐射制冷器各级达到期望的温度⋯。自1966年单级方锥形辐射制冷器首次用于冷却美国雨云I号卫星高分辨率红外辐射计的工作于200K的PbSe红外探测器以来，各国科研人员研制出多种形式的辐射制冷器，并在极轨气象卫星(NOAA、Block、Meteor、FY—l、FY一3)、静止气象卫星(GOES、METEOSAT、GMS、InSat、FY一2)、陆地资源卫星(LandSat、ASEOS、ZY—1)和海洋卫星(MOS)上大量使用.取得了良好的效果⋯。我国是自行研制太阳同步轨道(极地轨道)和地球同步轨道(静止轨道)气象卫星的少数国家之一.包含红外探测通道的光学遥感仪器是气象卫星的主要载荷之一。我国分别于1988年和1997年发射第一颗极轨(FY—1)和第一颗静止轨道(bY一2)气象卫星，其主载荷均采用辐射制冷技术作为红外探测通道的制冷手段”。
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