随着空间技术的不断发展,空间光学遥感器得到了越来越多的应用。反射镜作为空间光学遥感器光学系统的关键部件,其面形精度对整个遥感器的成像质量有着直接影响。未来,大口径反射镜将空间光学技术发展的重要趋势,然而反射镜口径的增大会使反射镜自重变形以及由温度变化而引起的热变形急剧增加,同时也会使支撑结构的设计难度增大。因此,必须在尽量减重的条件下设计出合理的轻量化结构与柔性支撑结构,才能保证整个系统的光学性能满足要求。课题围绕空间光学遥感器大口径反射镜的支撑技术展开对反射镜的深入研究,主要内容和研究成果如下:(1)空间光学遥感器大口径反射镜支撑技术研究:从反射镜材料选取、主反射镜组件特性、反射镜支撑结构特性、主反射镜组件装配关系、前镜筒组件结构形式、次镜结构设计、光学系统设计和主镜组件装配流程几个角度出发,对反射镜进行了总体方案设计与研究,为主反射镜轻量化设计和支撑方式研究奠定基础。(2)反射镜轻量化设计及支撑方式研究:分别从反射镜结构初始参数、反射镜轻量化孔设计、主镜托框轻量化设计和限位块设计几个方面出发,实现了主反射镜的轻量化设计,对反射镜的抗变形能力、热性能及表面光学质量具有重要意义。明确了主反射镜的支撑方式为切向注胶配合背部3点的支撑结构,主镜托框采用铸造钛合金材料,热应力问题主要依靠主胶斑切向卸载,有效解决了主镜托框与SiC主镜的材料匹配性问题。(3)反射镜的有限元仿真研究:对主反射镜和主镜托框进行模态分析,明确了主反射镜和主镜托框都满足基频要求。分别对主镜组件进行模态分析、光轴水平重力工况分析、温度适应性分析和过载分析,明确了主镜组件的基频和主镜面形均满足设计要求,并且主反射镜在装框之后环境温度变化4℃时,主镜面形与自由状态下基本一致。主镜组件在无限位块和有限位块状态下的安全系数也均满足设计要求。(4)反射镜试验研究:通过真空除气器分别对主镜组件和次镜组件进行除气处理,实现了真空除气的目的;分别开展了主镜组件消应力振动试验、次镜辐板组件消应力振动试验、前镜筒组件消应力振动试验和主反射镜组件振动试验,并开展了主镜组件性能退化机理研究,通过退化机理研究和退化机理仿真验证,提出了将钛合金螺钉更换为12.9级钢螺钉,将拧紧力矩增大至70N.m的方式,提高了主镜组件抗力学性能。