HyTI 卫星抖动特性

Hyperspectral Thermal Imager（HyTI）是一项技术示范任务，将从 6U 小卫星获取地球表面长波红外光谱图像的高空间、光谱和时间分辨率。HyTI 科学要求由于微振动效应（称为抖动）在 0.5 ms 积分时间内，光轴指向精度不得超过 2.89 弧秒。两种振动来源为维持探测器在 68 K 的冷却器，以及作为姿态控制系统组成部分的三个正交放置的反应轮。这两者都会通过卫星结构传播振动，导致成像时抖动。通常用于特征化和测量抖动的方法涉及复杂的有限元方法和专业设备和设置。本文描述了一种用于小卫星系统特征化抖动的新方法，具有低成本且最小程度地修改被测质量分布。测量仪器由激光源、通过 3D 打印夹具安装到 jig 上的小镜子以及横向效应位置传感探测器组成。位置传感探测器采样 1000 Hz，可测量距离一米时最小为 0.15 弧秒的位移。本文提供了逐步分析振动源以建立振动来源与其创建的振动模式之间的因果关系的实验程序。我们在夏威夷太空飞行实验室的清洁室对该测量系统和测试程序进行了演示。结果包括显示基本和高阶振动模态频率的功率谱密度图。测量结果表明，反应轮的抖动在 3σ 条件下符合 HyTI 系统要求。