CN109606747A - 低温推进剂在轨热防护装置及其设计方法、航天器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温推进剂在轨热防护装置及其设计方法、航天器。低温推进剂在轨热防护装置，通过在贮箱的上方设置保护装置，该保护装置包括：设于贮箱上的第一支撑件，第一支撑件的顶部设有用于阻挡太阳辐射的防护罩，防护罩采用隔热材料制成。本发明通过设置防护罩实现了对太阳辐射的遮挡，另外，以宇宙空间作为冷却环境，防护罩吸收的太阳辐射能量以热辐射的形式向外界耗散热量，以此实现推进剂在轨的零蒸发存储，解决了现有的被动防护隔热不能达到推进剂在轨零蒸发存储的问题，大大提高了贮箱的存储效率和安全性，使低温推进剂的应用范围更广。本发明还提供一种上述低温推进剂在轨热防护装置的设计方法。本发明还提供一种包括上述低温推进剂在轨热防护装置的航天器。
Description
技术领域
本发明涉及载人航天、深空探测领域，特别地，涉及一种低温推进剂在轨热防护装置及其设计方法。此外，本发明还涉及一种包括上述低温推进剂在轨热防护装置的航天器。
背景技术
未来的探测任务将会越来越多的应用低温推进剂，如果可以达到低温推进剂的零蒸发存储的目标，将会大大提高贮箱的储存效率和安全性，使低温推进剂应用范围更广，增加相同质量等级航天器的飞行距离，大大节省成本。
传统的低温推进剂在轨存储热防护方案主要有两种方式：被动隔热防护和主动制冷防护。被动隔热防护是以多层隔热结构为主，利用在低温贮箱外包覆多层隔热材料来降低低温贮箱漏热。然而，对于液氢这种沸点极低的低温推进剂，只靠多层隔热结构即使使用100层也无法达到日蒸发量1％以下，更无法达到零蒸发的要求。主动制冷防护主要是借助于制冷机对低温贮箱进行持续的冷却，保证液氢的零蒸发存储，但其在保证制冷效果的同时，大大的增加了系统的质量，增大了航天器的负担。
现有的被动隔热防护通过一些热防护结构无法达到低温推进剂低蒸发率甚至零蒸发率的要求，尚有较大的改进空间。主动制冷防护由于利用了制冷机来保证低温推进剂零蒸发存储，质量重、体积大，给航天器增加负担。
发明内容
本发明提供了一种低温推进剂在轨热防护装置及其设计方法、航天器，在不使用制冷机的前提下，以解决现有的被动隔热防护不能达到推进剂在轨零蒸发存储的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种低温推进剂在轨热防护装置，包括：用于储存推进剂的贮箱，贮箱的上方设有用于阻挡太阳辐射并以热辐射的形式向宇宙空间耗散热量的保护装置，保护装置包括：设于贮箱上的第一支撑件，第一支撑件的顶部设有用于阻挡太阳辐射的防护罩，防护罩采用隔热材料制成。
进一步地，防护罩包括：设置在第一支撑件顶部的第一防护罩、第一防护罩的外围设有第二防护罩，第一防护罩和第二防护罩经第二支撑件连接。
进一步地，贮箱包括用于存储第一推进剂的第一贮箱及用于存储第二推进剂的第二贮箱；第一贮箱和第二贮箱经多个第三支撑件连接，第一贮箱位于靠近防护罩的一侧，第二贮箱位于远离防护罩的一侧。
进一步地，第一贮箱和第二贮箱之间还设有隔热板，用于降低第一贮箱和第二贮箱之间的热传导和热辐射。
进一步地，第一贮箱的外部包覆有第一隔热层，用于隔绝外部的热辐射；第二贮箱上除远离防护罩的端部外均包覆有第二隔热层，第二贮箱远离防护罩的端部用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量。
进一步地，第二贮箱包括：圆柱体贮箱，设置在圆柱体贮箱的两端且与圆柱体贮箱连通的半球形贮箱；靠近第一贮箱一侧的半球形贮箱及圆柱体贮箱外部包覆有第二隔热层，远离第一贮箱的半球形贮箱用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量。
进一步地，第一支撑件、第二支撑件及第三支撑件均采用殷钢制成；第一支撑件、第二支撑件及第三支撑件的外壁面均涂覆有机白漆热控涂层。
进一步地，第一贮箱和第二贮箱均采用铝合金材料制成，第一隔热层和第二隔热层均由聚氨酯泡沫塑料制成；防护罩采用多层聚酰亚胺薄膜材料制成。
进一步地，贮箱的外壁设有用于驱动保护装置转动的驱动装置，驱动装置用于在航天器运动过程中驱动保护装置转动以阻挡太阳辐射。
根据本发明的另一方面，还提供一种上述低温推进剂在轨热防护装置的设计方法，该方法包括以下步骤：
根据贮箱的尺寸需求和材料需求建立热防护装置模型；
从热防护装置尺寸范围内任意选取热防护装置的初始值；
判断防护罩的边沿与贮箱底部的连线与热防护装置的中轴线之间的夹角是否不小于预设值；
若满足条件，则以任务需求的贮箱温度和热防护装置质量为目标值进行传热计算，利用优化算法进行迭代优化计算；
判定所得贮箱温度、质量目标值是否为最优，若非最优，则修改初始值并重新返回第三步；若为最优，则此时的热防护装置尺寸参数即为所需求的尺寸参数。
根据本发明的另一方面，还提供了一种航天器，其包括上述低温推进剂在轨热防护装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明的低温推进剂在轨热防护装置，通过在贮箱的上方设置保护装置，该保护装置包括：设于贮箱上的第一支撑件，第一支撑件的顶部设有用于阻挡太阳辐射的防护罩，防护罩采用隔热材料制成。本发明通过设置防护罩实现了对太阳辐射的遮挡，另外，以宇宙空间作为冷却环境，防护罩吸收的太阳辐射能量以热辐射的形式向外界耗散热量，以此实现推进剂在轨的零蒸发存储，解决了现有的被动防护隔热不能达到推进剂在轨零蒸发存储的问题，大大提高了贮箱的存储效率和安全性，使低温推进剂的应用范围更广。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种低温推进剂在轨热防护装置的设计方法，通过上述方法获取满足任务要求最优的热防护装置尺寸，通过热防护装置实现了对太阳辐射的遮挡，另外，以宇宙空间作为冷却环境，热防护装置吸收的太阳辐射能量以热辐射的形式向外界耗散热量，实现了推进剂在轨的零蒸发存储。
根据本发明的另一方面，还提供了一种航天器，该航天器包括上述的低温推进剂在轨热防护装置，本发明的航天器，通过使用低温推进剂在轨热防护装置，在不增加航天器重量的基础上实现低温推进剂零蒸发存储，增加了相同质量等级航天器的飞行距离，节省了成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的低温推进剂在轨热防护装置的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的低温推进剂在轨热防护装置的另一结构示意图；
图3是本发明优选实施例的低温推进剂在轨热防护装置的另一结构示意图；
图4是本发明优选实施例的低温推进剂在轨热防护装置设计方法的流程示意图；
图5是本发明优选实施低温推进剂在轨热防护装置防护罩遮挡角度的结构示意图。
附图标号说明：
1、第一防护罩；2、第二防护罩；3、第一支撑件；4、第二支撑件；5、第一隔热层；6、第一贮箱；7、隔热板；8、第三支撑件；9、第二隔热层；10、第二贮箱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种低温推进剂在轨热防护装置，包括用于储存推进剂的贮箱，贮箱的上方设有用于阻挡太阳辐射并以热辐射的形式向宇宙空间耗散热量的保护装置，该保护装置包括设于贮箱上的第一支撑件3，第一支撑件3的顶部设有用于阻挡太阳辐射的防护罩，防护罩采用隔热材料制成。
在本实施例中，防护罩采用多层聚酰亚胺薄膜材料制成。第一支撑件3为设置在贮箱上的支撑杆，防护罩位于支撑杆的顶部，用于阻挡太阳辐射；另外，防护罩与贮箱之间设置支撑杆，使防护罩与贮箱之间保持一定的距离，利用宇宙空间作为冷却环境(宇宙空间的温度为4K)，使防护罩吸收的太阳辐射能量向深冷空间辐射散热，最大程度的减少了贮箱所受到的热辐射。而现有的被动隔热，是在贮箱的外部包覆多层隔热层，隔热层的内部辐射能量会被贮箱所吸收，从而不利于推进剂的在轨存储。
本实施例的低温推进剂在轨热防护装置，通过在贮箱的上方一定距离上设置防护罩，既实现了对太阳辐射的遮挡，又能以热辐射的形式向外界耗散热量，达到推进剂在轨零蒸发存储的目的；解决了现有的被动防护隔热不能达到推进剂在轨零蒸发存储的问题，大大提高了贮箱的存储效率和安全性，使低温推进剂的应用范围更广。
参照图2及图3，优选地，防护罩包括：设置在第一支撑件3顶部的第一防护罩1，第一防护罩1的外围还设有第二防护罩2，第一防护罩1和第二防护罩2之间通过第二支撑件4连接。
在本实施例中，第二支撑件4为位于第一防护罩1顶部的支撑杆，第二防护罩2位于第二支撑件4的顶部。本实施例的低温推进剂在轨热防护装置，通过设置两层防护罩，一方面阻挡太阳辐射，另一方面两层防护罩以热辐射形式向外界耗散热量，可实现推进剂液氢的在轨零蒸发存储，解决了现有的被动防护隔热不能达到液氢推进剂在轨零蒸发存储的问题。液氢的临界蒸发温度较低为20K左右，两层防护罩可满足液氢在轨零蒸发存储。可以理解的是，根据不同的推进剂，防护罩可以设置为单层或多层。
优选地，贮箱包括用于存储第一推进剂的第一贮箱6及用于存储第二推进剂的第二贮箱10；第一贮箱6和所述第二贮箱10经多个第三支撑件8连接。第一贮箱6位于靠近防护罩的一侧，第二贮箱10位于远离防护罩的一侧。在本实施例中，第一推进剂为液氧，第二推进剂为液氢。液氧的临界蒸发温度要高于液氢，液氢贮箱要相对远离太阳辐射。
在本实施例中，第三支撑件8为连接杆，第一贮箱6和第二贮箱10之间通过四个连接杆连接。第一支撑件3、第二支撑件4及第三支撑件8均采用殷钢制成，并且外壁面涂覆有机白漆热控涂层，极大的减少了对第一贮箱6和第二贮箱10的热传导。
优选地，第一贮箱6和第二贮箱10之间还设有隔热板7，用于降低第一贮箱6和第二贮箱10之间的热传导和热辐射。在本实施例中，隔热板7采用聚氨酯泡沫低温隔热材料，用于进一步隔绝太阳辐射及第一贮箱6对第二贮箱10热辐射。通过在液氧贮箱和液氢贮箱之间设置隔热板7，一方面可以隔绝太阳辐射，另一方面隔绝液氧贮箱的热辐射传递。
在本实施例中，第一贮箱6为球形的贮箱，第一贮箱6的外部包覆有多层第一隔热层5，用于隔绝外界的热辐射。第一隔热层5由聚氨酯泡沫塑料制成。可以理解的是，第一贮箱6可以是正方体、长方体或其他多边体的贮箱。第二贮箱10上除远离防护罩的端部外均包覆有第二隔热层9，远离防护罩的端部用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量。第二隔热层9由聚氨酯泡沫塑料制成。本实施例的第二贮箱10除远离防护罩的端部外均包覆隔热材料用于阻挡辐射的能量，而裸露在宇宙空间的远离防护罩的端部用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量，进一步降低第二贮箱10的存储温度。
优选地，第二贮箱10包括：圆柱体贮箱，设置在圆柱体贮箱的两端且与圆柱体贮箱连通的半球形贮箱；靠近第一贮箱6一侧的半球形贮箱及圆柱体贮箱外部包覆有多层第二隔热层9，远离第一贮箱6的半球形贮箱用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量。
在本实施例中，第二贮箱10上远离第一贮箱6的半球形贮箱外部是没有包覆隔热层的。在本实施例中，利用宇宙空间(宇宙空间的温度4K，远远低于第一贮箱6和第二贮箱10的存储温度)作为冷却环境，通过第二贮箱10以热辐射的形式向外界耗散热量，以进一步降低第二贮箱10的温度，实现液氢的在轨零蒸发存储的目标。可以理解的是，第二贮箱10可以是正方体、长方体、球体或其他多边体的贮箱，第二贮箱10上远离保护装置的端部没有包覆隔热层，用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量。
本实施例的低温推进剂在轨热防护装置，通过采用第一防护罩1和第二防护罩2对太阳辐射进行遮挡，并且在不使用制冷机等主动制冷防护技术的前提下，利用宇宙空间(4K)作为冷却环境，通过第二贮箱10及太阳防护罩以热辐射的形式向外界耗散热量，达到液氢在轨零蒸发存储的目标。
优选地，第一贮箱6和第二贮箱10均选取铝合金作为贮箱材料，贮箱的壁厚为20mm，第一隔热层5和第二隔热层9均采用聚氨酯泡沫塑料，第一隔热层5和第二隔热层9的厚度为20mm。
优选地，第一贮箱6的外壁还设有用于驱动保护装置转动的驱动装置，驱动装置根据太阳光方向驱动保护装置转动，以阻挡太阳光的辐射。在本实施例中，第一贮箱6上设有光源传感器，用于感测太阳光。该低温推进剂在轨热防护装置还包括控制装置，控制装置连接光源传感器和驱动装置，控制装置根据光源传感器的信号控制驱动装置转动，以使保护装置阻挡太阳光辐射。
优选地，第一防护罩1及第二防护罩2均为锥形防护罩，小径端朝向太阳，大径端朝向推进剂的贮箱。可以理解的，第一防护罩1和第二防护罩2也可以是弧形或其他能够用于阻挡太阳辐射的形状。
优选地，防护罩的底部边沿与贮箱底部的连线与热防护装置的中轴线之间的夹角不小于15度，使防护罩完全阻挡太阳辐射。在本实施例中，防护罩的底部边沿与液氢贮箱底部的连线与热防护装置的中轴线在同一个平面上。本实施例的防护罩满足上述遮挡角度，即可完全遮挡太阳辐射。
在其他实施例中，可根据贮箱及航天器的需求，设计第一防护罩及第二防护罩的形状与尺寸、第一支撑件、第二支撑件、第三支撑件的尺寸等参数，以满足推进剂在轨零蒸发的目标。
本发明的低温推进剂在轨热防护装置，针对现有热防护措施的缺陷，采用防护罩对太阳辐射进行遮挡，并且在不使用制冷机等主动制冷防护技术的前提下，利用宇宙空间(4K)作为冷却环境，通过低温贮箱及太阳防护罩以热辐射的形式向外界耗散热量，达到推进剂在轨零蒸发存储的目标，解决了现有的被动防护隔热不能达到推进剂在轨零蒸发存储的问题，大大提高了贮箱的存储效率和安全性，使低温推进剂的应用范围更广。
本发明的低温推进剂在轨热防护装置，通过在贮箱上方设置防护罩用于阻挡太阳辐射并用于深冷宇宙空间的辐射散热，最大程度的减少了推进剂贮箱所受到的热辐射；通过超低热导率的支撑件和隔热板，极大的减小了对低温贮箱的热传导；通过低温贮箱以热辐射的形式向宇宙空间耗散热量，满足了液氢在轨零蒸发存储的目标。通过改变方案中防护罩的形状与尺寸、支撑件的长度等参数，此方案能够适用于各种需求不同的航天任务，推广性能高，应用范围广。
参照图4，根据本发明的另一方面，本发明还提供一种上述低温推进剂在轨热防护装置的设计方法，该方法包括以下步骤：
根据贮箱的尺寸需求和材料需求建立热防护装置模型；
从热防护装置尺寸范围内任意选取热防护装置的初始值；
判断防护罩的边沿与贮箱底部的连线与热防护装置的中轴线之间的夹角是否不小于预设值；
若满足条件，则以任务需求的贮箱温度和热防护装置质量为目标值进行传热计算，利用优化算法进行迭代优化计算；
判定所得贮箱温度、质量目标值是否为最优，若非最优，则修改初始值并重新返回第三步；若为最优，则此时的热防护装置尺寸参数即为所需求的尺寸参数。
在本实施例中，如何确定热防护装置的尺寸。为了使太阳防护罩可以完全遮挡太阳辐射，需对防护罩的遮挡角度加以约束，防护罩的遮挡角度为：把防护罩外边沿至液氢贮箱底部连线与热防护装置的中轴线所成角度β为约束对象，防护罩外边沿至液氢贮箱底部的连线与热防护装置的中轴线在同一个平面上。如图5所示。
另外，在实际的航天任务中，除了液氢贮箱的温度需要满足要求以外，对整个热防护装置(包括第一防护罩1、第二防护罩2、第一支撑件3和第二支撑件4)的质量也提出相应要求。故在确定热防护装置尺寸时，需同时将液氢贮箱温度和热防护装置模型质量作为优化目标值，选取热防护装置最优尺寸。
具体流程为：
第一步，依据任务所需贮箱尺寸与材料，利用COMSOL Multiphysics多物理场数值仿真软件进行模型建立；
第二步，依据任务所要求的热防护装置尺寸可变范围，任意选取范围内参数作为初始值；
第三步，判断其是否满足角度约束条件，若不满足则重新选取初始值直至满足角度约束条件；
第四步，以任务需求的贮箱温度和热防护装置质量条件为目标值进行传热计算，利用Nelder-Mead优化算法进行迭代优化计算；
第五步，判定所得温度、质量目标值是否为最优，若非最优，则修改初始值并重新返回第三步；若为最优，则返回此时热防护装置尺寸参数。
在本实施例中，液氢贮箱为1t级贮箱，包括底面半径960mm，长4000mm的圆柱体，圆柱体两端为半球体，总长度5920mm。液氧贮箱为半径960mm的球体，液氢贮箱与液氧贮箱之间设置有半径为1000mm的遮光板，其厚度为20mm。除了遮光板，液氢贮箱与液氧贮箱之间由4根长1940mm的第三支撑件8连接，第三支撑件8的半径为24.5mm。防护罩的遮挡角度(防护罩外边沿至液氢贮箱底部连线与热防护装置中轴线所成角度)不小于15°。热防护装置尺寸可变范围设置如表1所示：
| 可变参数名称 | 下界/m | 上界/m |
| 第二防护罩2大径端半径 | 1.5 | 4 |
| 第二防护罩2高度 | 0.1 | 3 |
| 第一防护罩1大径端半径 | 2.5 | 4 |
| 第一防护罩1高度 | 0.1 | 2 |
| 第一支撑件3长度 | 1 | 3 |
| 第二支撑件4长度 | 1 | 3 |
表1
针对上述低温推进剂在轨热防护装置，利用COMSOL Multiphysics多物理场数值仿真软件进行温度场仿真，模型尺寸、材料设定、角度约束与尺寸可变范围均按照上述方案设定，外界空间冷背景设置为4K。经过仿真实验得到使贮箱温度和热防护装置质量两个优化目标最优的热防护装置方案：第一防护罩1和第二防护罩2均为中间为空且无底部的薄壁圆台结构，厚度为20mm，具体地，第一防护罩1的小径端半径为500mm，大径端半径为2530mm，高度为1910mm。第一防护罩1与液氧贮箱之间的第一支撑件3尺寸为半径24.5mm、长度2960mm。具体地，第二防护罩2小径端半径为500mm，大径端半径为3240mm，高度为1790mm；第一防护罩1和第二防护罩2之间的第二支撑件4的半径24.5mm、长度2940mm。
仿真实验结果显示，采用上述方案可使液氢贮箱的温度达到18K，处于液氢临界蒸发温度20K以下，满足了液氢在轨零蒸发存储的目标。
本发明的低温推进剂在轨热防护装置的设计方法，通过上述方法获取满足任务要求最优的热防护装置尺寸，通过热防护装置实现了对太阳辐射的遮挡，另外，以宇宙空间作为冷却环境，热防护装置吸收的太阳辐射能量以热辐射的形式向外界耗散热量，以此实现推进剂在轨的零蒸发存储，解决了现有的被动防护隔热不能达到推进剂在轨零蒸发存储的问题，大大提高了贮箱的存储效率和安全性，使低温推进剂的应用范围更广。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种航天器，该航天器包括上述的低温推进剂在轨热防护装置。本发明的航天器，通过使用低温推进剂在轨热防护装置，实现低温推进剂零蒸发存储，增加了相同质量等级航天器的飞行距离，节省了成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，包括：用于储存推进剂的贮箱，所述贮箱的上方设有用于阻挡太阳辐射并以热辐射的形式向宇宙空间耗散热量的保护装置，
所述保护装置包括：设于所述贮箱上的第一支撑件(3)，所述第一支撑件(3)的顶部设有用于阻挡太阳辐射的防护罩，所述防护罩采用隔热材料制成。
2.根据权利要求1所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述防护罩包括：设置在所述第一支撑件(3)顶部的第一防护罩(1)、所述第一防护罩(1)的外围设有第二防护罩(2)，所述第一防护罩(1)和所述第二防护罩(2)经第二支撑件(4)连接。
3.根据权利要求2所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述贮箱包括用于存储第一推进剂的第一贮箱(6)及用于存储第二推进剂的第二贮箱(10)；所述第一贮箱(6)和所述第二贮箱(10)经多个第三支撑件(8)连接，所述第一贮箱(6)位于靠近所述防护罩的一侧，所述第二贮箱(10)位于远离所述防护罩的一侧。
4.根据权利要求3所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述第一贮箱(6)和所述第二贮箱(10)之间还设有隔热板(7)，用于降低所述第一贮箱(6)和所述第二贮箱(10)之间的热传导和热辐射。
5.根据权利要求3所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述第一贮箱(6)的外部包覆有第一隔热层(5)，用于隔绝外部的热辐射；
所述第二贮箱(10)上除远离所述防护罩的端部外均包覆有第二隔热层(9)，所述第二贮箱(10)远离所述防护罩的端部用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量。
6.根据权利要求3所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述第二贮箱(10)包括：圆柱体贮箱，设置在圆柱体贮箱的两端且与所述圆柱体贮箱连通的半球形贮箱；靠近所述第一贮箱(6)一侧的半球形贮箱及圆柱体贮箱外部包覆有第二隔热层(9)，远离所述第一贮箱(6)的半球形贮箱用于向宇宙空间以热辐射的形式向外耗散热量。
7.根据权利要求3所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述第一支撑件(3)、所述第二支撑件(4)及所述第三支撑件(8)均采用殷钢制成；所述第一支撑件(3)、所述第二支撑件(4)及所述第三支撑件(8)的外壁面均涂覆有机白漆热控涂层。
8.根据权利要求5所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述第一贮箱(6)和所述第二贮箱(10)均采用铝合金材料制成，所述第一隔热层(5)和所述第二隔热层(9)均由聚氨酯泡沫塑料制成；
所述防护罩采用多层聚酰亚胺薄膜材料制成。
9.根据权利要求1所述的低温推进剂在轨热防护装置，其特征在于，
所述贮箱的外壁设有用于驱动所述保护装置转动的驱动装置，所述驱动装置用于在航天器运动过程中驱动所述保护装置转动以阻挡太阳辐射；
所述防护罩的底部边沿与所述贮箱底部的连线与所述热防护装置的中轴线之间的夹角不小于15度，使所述防护罩完全阻挡太阳辐射。
10.一种上述权利要求1至9任一所述的低温推进剂在轨热防护装置的设计方法，其特征在于，该设计方法包括以下步骤：
根据贮箱的尺寸需求和材料需求建立热防护装置模型；
从热防护装置尺寸范围内任意选取热防护装置的初始值；
判断防护罩的边沿与贮箱底部的连线与热防护装置的中轴线之间的夹角是否不小于预设值；
若满足条件，则以任务需求的贮箱温度和热防护装置质量为目标值进行传热计算，利用优化算法进行迭代优化计算；
判定所得贮箱温度、质量目标值是否为最优，若非最优，则修改初始值并重新返回第三步；若为最优，则此时的热防护装置尺寸参数即为所需求的尺寸参数。
11.一种航天器，其特征在于，包括上述权利要求1至9任一所述的低温推进剂在轨热防护装置。
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