Instrumento óptico que comprende una cavidad de entrada en la que está colocado un espejo.

Instrumento óptico que comprende al menos un espejo denominado espejo primario (3),

colocado en una cavidad(2), comprendiendo el espejo primario una cara activa susceptible de estar sometida a unas variacionesinstantáneas del flujo radiante incidente, comprendiendo la cavidad comprende una envoltura interna rígida (20)alrededor del espejo que constituye al menos una parte de la cavidad, estando constituida dicha envoltura por unmaterial que presenta una inercia térmica, en aluminio o cualquier otro material que presente una fuerte inerciatérmica por ejemplo en berilio, de manera que amortigüe las variaciones instantáneas del flujo radiante incidente,permitiendo de este modo limitar las fluctuaciones de temperatura de esta cavidad y, en consecuencia, lasfluctuaciones de temperatura del espejo. Caracterizado porque: la envoltura interna rígida se extiende sobre unaprimera parte (A) de la cavidad definida como la que está en la proximidad del espejo, extendiéndose esta parte delespejo hasta una distancia d inferior a la longitud l total de la cavidad

y

la cavidad comprende además una segunda envoltura (21) constituida por un material aislante térmico dispuestosobre todo el perímetro de la cavidad y en el fondo de esta última, es decir detrás del espejo, recubriendo lasegunda envoltura a la primera y prolongando la primera parte (A) de la cavidad para formar una segunda parte (B)en continuidad con la primera.

Instrumento óptico que comprende una cavidad de entrada en la que está colocado un espejo La presente invención se refiere a un instrumento óptico que comprende una cavidad de entrada en la que está colocado un espejo denominado espejo primario.

La invención se aplica a todo instrumento óptico que comprenda un espejo que necesite una estabilidad térmica muy grande, para limitar las deformaciones termoelásticas, en particular durante unos cortos periodos por ejemplo una a dos horas.

La invención se aplica muy particularmente, pero no exclusivamente, a los instrumentos ópticos utilizados en el dominio espacial tales como los instrumentos ópticos embarcados en satélites (típicamente unos telescopios) .

En efecto, ciertos instrumentos ópticos tales como los telescopios necesitan una estabilidad geométrica de su espejo primario muy grande a temperatura ambiente, tanto a largo plazo como a corto plazo.

Con la utilización de nuevos materiales cerámicos (a base de carburo de silicio: CeSiC, SiC, …) para la realización de espejos, este requisito se traduce entre otros, en una estabilidad térmica elevada en términos de variación del gradiente en el grosor del espejo y en términos de fluctuación de temperatura de la cara activa. Estos espejos denominados espejos primarios, situados en una cavidad de entrada del instrumento, se someten directamente o indirectamente a variaciones de flujos externos (solar, terrestre o albedo) sobre la órbita, durante todo el año.

Hasta el presente, la regulación térmica de tales espejos se ha asegurado por una regulación activa del tipo radiante de la cara posterior. La regulación denominada activa se realiza clásicamente por unos recalentadores controlados por termostatos o por programas embarcados acoplados a unas termistancias. Este tipo de regulación permite mantener la temperatura del espejo en un nivel definido y compensar las variaciones de los flujos absorbidos por la cara anterior a lo largo del año. Por el contrario, este tipo de regulación no permite compensar las fluctuaciones orbitales en el marco de satélites en órbita base, debido al modo de intercambio puramente radiante entre los recalentadores y el espejo.

Existen otras soluciones de tipo óptico activo, pero son costosas y complejas de realizar debido al hecho de emplear una electrónica dedicada y unos ensayos funcionales complejos en tierra, y presentan un alto riesgo de averías.

Los documentos US-A1-2003/0112512 y JP-A-09133872 divulgan unos telescopios espaciales embarcados en unos satélites. El documento WO-A2-01/65297 divulga un telescopio terrestre.

Los telescopios de los documentos US-A1-2003/0112512 y WO-A2-01/65297 comprenden una cavidad de entrada que comprende una envoltura interna rígida alrededor del espejo primario y una segunda envoltura constituida por un material aislante térmico dispuesto sobre todo el perímetro de la cavidad.

Una regulación térmica directa de la cara activa permitiría obtener un nivel de estabilidad del espejo equivalente, pero esta solución, hasta donde conoce el declarante, no se ha realizado y presentaría unos riesgos de deformación termoelástica.

La presente invención tiene por objetivo resolver este problema.

En efecto, la invención propone una solución al problema de la muy grande estabilidad necesaria en el espejo primario de un instrumento óptico. Tiene por objeto aportar una solución con respecto a principalmente las fluctuaciones durante períodos cortos en el caso de instrumentos ópticos de satélites de órbita baja a geoestacionarios.

La solución propuesta consiste en realizar una cavidad de entrada del instrumento que comprende una envoltura rígida que crea una inercia térmica en toda o parte de la cavidad.

La inercia térmica de esta envoltura, situada en la proximidad inmediata del espejo primario en donde los intercambios radiantes son más importantes, permite limitar las fluctuaciones de temperatura de la cavidad y, en consecuencia, las fluctuaciones de temperatura del espejo.

La presente invención tiene más particularmente como objetivo un instrumento óptico que comprende al menos un espejo denominado espejo primario (3) , colocado en una cavidad (2) , comprendiendo el espejo primario una cara activa susceptible de estar sometida a unas variaciones instantáneas del flujo radiante incidente, donde la cavidad comprende una envoltura interna rígida (20) alrededor del espejo que constituye al menos una parte de la cavidad, estando formado esta envoltura por un material que presenta una inercia térmica de manera que amortigüe las variaciones instantáneas del flujo radiante incidente permitiendo de este modo limitar las fluctuaciones de temperatura de esta cavidad y, en consecuencia, las fluctuaciones de temperatura del espejo.

Para limitar la masa del instrumento, la envoltura interna rígida se extiende sobre una primera parte de la cavidad definida como la que está próxima al espejo, yendo esta parte del espejo hasta una distancia d inferior a la longitud l total de la cavidad de entrada del instrumento.

La primera envoltura es de aluminio o cualquier otro material que presente una fuerte inercia térmica (por ejemplo: berilio) .

Ventajosamente, la envoltura de aluminio tiene un grosor de alrededor de 1 mm.

De acuerdo con otra característica, la cavidad comprende por otro lado una segunda envoltura constituido por un material aislante térmico dispuesto sobre todo el perímetro de la cavidad y en el fondo de esta última es decir detrás del espejo.

La segunda envoltura recubre la primera y prolonga esta primera parte de la cavidad para formar una segunda parte en continuidad con la primera (figura 2) .

Ventajosamente, la segunda envoltura está formada por una estructura multicapa aislante (MLI) .

De acuerdo con otra característica, el instrumento comprende por otro lado unos medios activos de control de la temperatura del espejo.

La invención se aplica a unos telescopios a bordo de satélites cualquiera que sea el tamaño de su espejo primario.

Otras particularidades y ventajas de la invención surgirán claramente con la lectura de la descripción que se hace a continuación y que se realiza a modo de ejemplo ilustrativo y no limitativo en relación a unos dibujos en los que:

- la figura 1 representa un corte longitudinal de un instrumento óptico

- la figura 2 se representa un corte longitudinal del instrumento óptico de acuerdo con un modo de realización.

El instrumento 1 descrito comprende una cavidad 2 que permite recibir el espejo 3, denominado espejo primario, y fijarle en el instrumento por unos medios de fijación 5 clásicos. Generalmente el espejo está en una cavidad tubular de un diámetro ligeramente superior al suyo de manera que se sitúe en la periferia de este espejo. El espejo 3 está centrado en la cavidad y su cara activa vuelta hacia la entrada de la cavidad, lugar de emplazamiento de un espejo secundario 4.

En el estado de la técnica la cavidad se realiza por una envoltura de aislamiento térmico realizada por una cobertura de aislamiento denominada multicapa MLI (Multi Layered Insulation) pintada en negro en su lado interno de la cavidad y que presenta unas fuertes variaciones de temperatura.

En vez de utilizar una envoltura de aislamiento clásica, la solución propuesta consiste en utilizar una cavidad de entrada para el instrumento óptico 1 que tenga una fuerte inercia térmica. Para ello la cavidad 2 comprende al menos una parte en un material de fuerte inercia con respecto a unas fluctuaciones rápidas de temperatura. Así, la cavidad de entrada del instrumento realizada de acuerdo con la invención es menos sensible a las fluctuaciones externas, principalmente con respecto a unas fluctuaciones rápidas del tipo orbitales.

Con este fin, la cavidad de entrada 2 del instrumento óptico 1 comprende una envoltura interna rígida 20 alrededor del espejo 3 constituida por un material que presenta una inercia térmica que amortigua las variaciones instantáneas del flujo radiante incidente. La envoltura de inercia térmica limita las fluctuaciones de temperatura de la cavidad y, en consecuencia, las fluctuaciones de temperatura del espejo La envoltura rígida de inercia térmica 20 se presenta bajo la forma tubular y constituye parte de la cavidad de entrada del instrumento óptico 1.

En el esquema de la figura 1,... [Seguir leyendo]

1. Instrumento óptico que comprende al menos un espejo denominado espejo primario (3) , colocado en una cavidad (2) , comprendiendo el espejo primario una cara activa susceptible de estar sometida a unas variaciones instantáneas del flujo radiante incidente, comprendiendo la cavidad comprende una envoltura interna rígida (20) 5 alrededor del espejo que constituye al menos una parte de la cavidad, estando constituida dicha envoltura por un material que presenta una inercia térmica, en aluminio o cualquier otro material que presente una fuerte inercia térmica por ejemplo en berilio, de manera que amortigüe las variaciones instantáneas del flujo radiante incidente, permitiendo de este modo limitar las fluctuaciones de temperatura de esta cavidad y, en consecuencia, las fluctuaciones de temperatura del espejo. Caracterizado porque: la envoltura interna rígida se extiende sobre una primera parte (A) de la cavidad definida como la que está en la proximidad del espejo, extendiéndose esta parte del espejo hasta una distancia d inferior a la longitud l total de la cavidad y la cavidad comprende además una segunda envoltura (21) constituida por un material aislante térmico dispuesto sobre todo el perímetro de la cavidad y en el fondo de esta última, es decir detrás del espejo, recubriendo la segunda envoltura a la primera y prolongando la primera parte (A) de la cavidad para formar una segunda parte (B) en continuidad con la primera.

2. Instrumento óptico según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera envoltura (20) tiene un grosor de alrededor de 1 mm.

3. Instrumento óptico según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la segunda envoltura (21) está 20 constituida por una estructura multicapa aislante (MLI) .

4. Instrumento óptico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque comprende además unos medios (6) y (7) activos de control de la temperatura del espejo y de la envoltura rígida.