Основные результаты теплового расчета космической обсерватории "Миллиметрон" новым методом

Шаенко А.Ю. (1)

(1) Астрокосмический центр ФИАН, Россия

АБСТРАКТ
	Обсуждаются разработанный автором метод, программная реализация и результаты решения нестационарной задачи радиационно-кондуктивного теплообмена с учетом непланковского спектра излучения тел, зависимости теплофизических свойств материалов от температуры и времени и термооптических свойств поверхностей от температуры, времени, длины волны и направления падающего излучения. Удается существенно повысить типичные точности расчета полей температур и тепловых потоков в конструкции радиационных экранов. Используется метод Монте-Карло с проведением статистических испытаний на базе аппаратных видеоускорителей и программных средств построения трехмерных изображений на персональных ЭВМ (библиотеки OpenGL), объединенных в локальной сети или Интернет. Метод позволяет решать ресурсоемкие задачи теплового расчета сложной конструкции обсерватории на имеющемся оборудовании без привлечения высокопроизводительных суперкомпьютерных систем.
	Достоверность и эффективность метода подтверждены совпадением результатов с известными аналитическими и численными решениями. Предложенный метод реализован автором в программном модуле T.H.O.R.I.U.M. Написан на языке Visual Basic.NET для операционной среды Microsoft Windows. Совместим по входным данным с промышленным комплексом конечно-элементного анализа NASTRAN, а по выходным данным - с табличными процессорами типа EXEL и CALC. Код модуля открыт и доступен по адресу http://www.sourceforge.net/projecs/thorium.
	Исследована зависимость температуры зеркала телескопа от погрешности формы радиационных экранов и от коэффициента R диффузного отражения поверхностей обсерватории. Температура зеркала возрастает от 55 К до 95 К при базе погрешности формы, возрастающей от 0 до 20 мм. Показано, что существует оптимальное значение R, обеспечивающее наименьшую температуру зеркала. Проведено сравнение различных вариантов конструкции обсерватории. Наименьшую температуру обеспечивает вариант с поворотным зеркалом и шагом 1 м между радиационными экранами.
	Результаты важны для рационального проектирования зеркала и конструкции телескопа. Предельное радиационное охлаждение зеркала, антенно-фидерного тракта и входных каскадов приемников позволит существенно повысить чувствительность приемной системы и обеспечить эффективную продолжительную работу обсерватории в космосе.