在航空航天工業(yè)領(lǐng)域中，立方體衛(wèi)星（CubeSats）已然是一種低成本、易制造的航天光學(xué)系統(tǒng)的解決方案。通過制造一組更小、更實(shí)惠的系統(tǒng)，使得為航天產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)線方法成為可能。 0S#T}ITm4Z -9; XNp 立方體衛(wèi)星光學(xué)系統(tǒng)的制造商們需要一個(gè)準(zhǔn)確并可靠的方法來開發(fā)光學(xué)設(shè)計(jì)和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行光機(jī)械封裝，以及對(duì)系統(tǒng)在軌時(shí)的結(jié)構(gòu)和熱影響進(jìn)行建模分析。本系列文章將利用 Ansys Zemax 和 Ansys 其它軟件，對(duì)立方體衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行高階開發(fā)。我們將介紹一個(gè)集成的軟件工具包是如何精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)和分析工作流程的。（聯(lián)系我們獲取文章附件） 6Sz|3ms 2Dw}o;1' 簡(jiǎn)介
& Y jUoe ]PQ6 em 幾十年來，光學(xué)系統(tǒng)已被開發(fā)用于低、中、高地球軌道運(yùn)行。對(duì)于許多光學(xué)系統(tǒng)來說，封裝的外形約束和源于這種約束的光機(jī)設(shè)計(jì)都是經(jīng)過逐個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證得到的。立方體衛(wèi)星是一類輕型納米衛(wèi)星，可以容納從激光通信到地球成像等應(yīng)用領(lǐng)域的光學(xué)系統(tǒng)，其獨(dú)特之處在于，它們采用了標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸和外形約束。 ZmAo9>'Kg g_;4@jwTP" 在本系列文章中，我們?cè)陂_發(fā)立方體衛(wèi)星光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)參考的論文是 Optical Design of a Reflecting Telescope for CubeSat1。 R 6
-RH7. bkS-[r W 這是本系列文章的第一部分，我們將解釋立方體衛(wèi)星外形約束的標(biāo)準(zhǔn)，并介紹在 OpticStudio 的序列模式下構(gòu)建立方體衛(wèi)星光學(xué)系統(tǒng)的背景細(xì)節(jié)。 /3j3'~0 E_-g <Cw 立方體衛(wèi)星設(shè)計(jì)背景 &Ivf!Bgm{Z *:"p*q V* 立方體衛(wèi)星的外形約束標(biāo)準(zhǔn)最初是由加州理工大學(xué)（California Polytechnic State University）和斯坦福大學(xué)（Stanford University）的空間系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室（SSDL）2合作提出的。 ~n;U5h cB JQDS3v=1$ 標(biāo)準(zhǔn)立方體衛(wèi)星系統(tǒng)的構(gòu)建模塊是1U，即 “一個(gè)單位”，是尺寸為10x10x10cm的立方體。雖然1U是立方體衛(wèi)星的基本尺寸，但通過增加更多的1U模塊，我們可以構(gòu)建更大外形尺寸的立方體衛(wèi)星。下面這張來自 NASA 的圖片展示了標(biāo)準(zhǔn)化的立方體衛(wèi)星的尺寸。 ` M!'PMX 6kHuKxY, 
J[al4e^ 圖1：NASA3的標(biāo)準(zhǔn)化立方體衛(wèi)星尺寸
本系列文章中引用的立方體衛(wèi)星光學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè) Ritchy-Chretian 型的離軸分段反射式望遠(yuǎn)鏡。該設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的3U立方體衛(wèi)星的外形尺寸，即10 cm x 10 cm x 30 cm。為了實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)最大化，該設(shè)計(jì)由兩個(gè)矩形的雙曲反射鏡組成。主鏡和副鏡的尺寸分別為80 mm x 80 mm和41 mm x 24 mm。 F4$9r^21r $f AZ^ 此設(shè)計(jì)是用于在700公里高度的近地軌道上作為一個(gè)高分辨率的地球成像儀。系統(tǒng)有效焦距為685毫米，工作波段為可見光波段。在主波長(zhǎng)下，地面分辨距離為9.11米，這意味著系統(tǒng)可以對(duì)相距大于此距離的兩個(gè)物體進(jìn)行清晰的成像。地面分辨距離可以用以下公式計(jì)算： P~h 0Ul u?SxaGEa 
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