FR2813951A1

FR2813951A1 - Refrigerator for satellite instrumentation has sunshade and reflector with annular surface connected to ogival second radiator

Info

Publication number: FR2813951A1
Application number: FR0011723A
Authority: FR
Inventors: Frederick Pasternak
Original assignee: Astrium SAS
Current assignee: Airbus Defence and Space SAS
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: FR2813951B1

Abstract

The passive refrigerator for satellite instrumentation has a sunshade which is open to the exterior and reflective on its inner surface. A first radiator stage has an annular radiant surface. A convergent reflector forms a second radiator stage (18). the reflector has a second inner reflective surface which is asymmetrical with the section following a plan passing through the axis of an ogive (24).

Description

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REFRIGERATEUR PASSIF A RADIATEURS La présente invention concerne les réfrigérateurs passifs destinés à refroidir un objet qu'ils portent - et qui constitue une charge thermique - par rayonnement vers l'espace "froid" ou "noir". Elle trouve une application particulièrement importante, mais non exclusive, dans les véhicules spatiaux et satellites portant des instruments qui doivent, en totalité ou en partie, être refroidis à des températures basses. On peut notamment citer, à titre d'exemple, les détecteurs des instruments optiques fonctionnant dans l'infrarouge. <Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to passive refrigerators intended to cool an object which they carry - and which constitutes a thermal load - by radiation towards the "cold" or "black" space. It finds a particularly important, but not exclusive, application in space vehicles and satellites carrying instruments which must, in whole or in part, be cooled to low temperatures. Mention may in particular be made, by way of example, of detectors of optical instruments operating in the infrared.

Les réfrigérateurs passifs à radiateurs sont connus depuis très longtemps (brevet FR 1 338 881 et brevet US 3 422 886). Les satellites Météosat utilisent un tel réfrigérateur passif, ayant une enveloppe portant l'objet sur une face d'extrémité et ouverte à l'autre extrémité, l'enveloppe ayant, à partir de ladite autre extrémité : un pare-soleil évasé vers l'extérieur à face interne réfléchissante ; un premier étage radiateur présentant une surface annulaire radiative ; et un réflecteur convergeant vers le bas et dont la surface interne a une forme destinée à soustraire un second étage radiateu, relié à l'objet, au rayonnement provenant du pare-soleil. Passive refrigerators with radiators have been known for a very long time (patent FR 1 338 881 and patent US 3 422 886). Meteosat satellites use such a passive refrigerator, having an envelope carrying the object on one end face and open at the other end, the envelope having, from said other end: a sun visor flared towards the exterior with internal reflecting surface; a first radiator stage having a radiative annular surface; and a reflector converging downwards and the internal surface of which has a shape intended to subtract a second radiator stage, connected to the object, from the radiation coming from the sun visor.

La figure 1 donne une représentation simplifiée d'un tel réfrigérateur passif, utilisé sur des satellites Météosat placés sur une orbite géostationnaire. Le réfrigérateur présente une forme de révolution autour de son axe 10, disposé suivant l'axe de spin du satellite, orienté Nord-Sud. Il est placé au centre du satellite et reçoit le rayonnement destiné à un détecteur qu 'il contient depuis le bas sur la figure 1. Figure 1 gives a simplified representation of such a passive refrigerator, used on Meteosat satellites placed in a geostationary orbit. The refrigerator has a shape of revolution around its axis 10, arranged along the spin axis of the satellite, oriented North-South. It is placed in the center of the satellite and receives the radiation intended for a detector which it contains from below in FIG. 1.

Le radiomètre Météosat est embarqué au centre du satellite dont l'axe de spin (Z) est orienté sud-nord (voir figure 1). Le réfrigérateur est aligné sur l'axe de spin et est axisymétrique, du moins en ce qui concerne la définition des surfaces externes. Le satellite étant sur une orbite équatoriale, l'inclinaison du soleil varie de 23.5 de part et d'autre du plan 12 entre les solstices d'hiver et d'été. Le cas thermiquement le plus défavorable est lorsque les rayons du soleil pénètrent dans le réfrigérateur avec une inclinaison de 23.5 . The Meteosat radiometer is onboard in the center of the satellite whose spin axis (Z) is oriented south-north (see Figure 1). The refrigerator is aligned on the spin axis and is axisymmetric, at least as far as the definition of external surfaces is concerned. The satellite being in an equatorial orbit, the inclination of the sun varies by 23.5 on either side of the plane 12 between the winter and summer solstices. The most thermally unfavorable case is when the sun's rays enter the refrigerator with an inclination of 23.5.

Le pare-soleil 14 pour fonction de rejeter le flux solaire à l'extérieur du réfrigérateur. Il a une forme en tronc de cône de demi angle 25 pour 'tenir compte des tolérances sur l'attitude du satellite). Ce pare soleil présente un revêtement hautement réfléchissant, constitué par exemple d'une couche de nickel et d'un dépôt d'aluminium. Bien qu'environ 80% du flux solaire soit réfléchi par le pare soleil, la The sun visor 14 has the function of rejecting the solar flux outside the refrigerator. It has a truncated cone shape with a half angle 25 to take into account the tolerances on the attitude of the satellite). This sun visor has a highly reflective coating, consisting for example of a layer of nickel and an aluminum deposit. Although about 80% of the solar flux is reflected by the sun visor, the

partie absorbée l'échauffe . La chaleur est partiellement évacuée par une collerette radiative 16 située sur le pourtour externe du pare soleil. La collerette est recouverte d'une couche présentant une forte émissivité et une absorptivité solaire limitée. La température du pare soleil peut ainsi être maintenue entre 280 et 300 K. Un premier radiateur 17 protégé du flux solaire incident par le pare soleil refroidit la structure interne du radiateur, dite premier étage, à une température de l'ordre de 150 K. Il est difficile de descendre plus bas car le pare soleil génère sur ce radiateur une charge thermique importante due d'une part au couplage radiatif (la température du pare soleil restant très élevée par rapport à celle de la structure ), d'autre part à la diffusion d'une partie du flux solaire incident par le pare soleil. part absorbed heats it up. The heat is partially removed by a radiant collar 16 located on the outer periphery of the sun visor. The collar is covered with a layer having a high emissivity and a limited solar absorptivity. The temperature of the sun visor can thus be maintained between 280 and 300 K. A first radiator 17 protected from the incident solar flux by the sun visor cools the internal structure of the radiator, called the first stage, to a temperature of the order of 150 K. It is difficult to descend lower because the sun visor generates a significant thermal load on this radiator due on the one hand to the radiative coupling (the temperature of the sun visor remaining very high compared to that of the structure), on the other hand to the diffusion of part of the incident solar flux by the sun visor.

Pour obtenir des températures plus basses, de l'ordre de 100 K, il est prévu un second radiateur 18 protégé du rayonnement du pare soleil, constitué par une plaque reliée à une matrice 20 de sites photosensible d'un détecteur infrarouge constituant l'objet à refroidir. Cette matrice est placée au plan focal d'une optique extérieure non représentée. La partie froide est protégée par un réflecteur conique interne 22 en forme de tronc de cône à surface réfléchissante. La géométrie du cône est telle que tout rayon issu du pare soleil est rejeté et n'atteint pas le second radiateur. To obtain lower temperatures, of the order of 100 K, a second radiator 18 is provided, protected from the radiation of the sun visor, constituted by a plate connected to a matrix 20 of photosensitive sites of an infrared detector constituting the object. to cool. This matrix is placed in the focal plane of an external optic not shown. The cold part is protected by an internal conical reflector 22 in the form of a truncated cone with reflecting surface. The cone geometry is such that any ray coming from the sun visor is rejected and does not reach the second radiator.

La plaque radiative constituant le second radiateur 18 a forcément des dimensions réduites par rapport à celles du pare soleil, dont le diamètre est même limité. En conséquence elle ne permet de dissiper qu'une très faible puissance et par ailleurs elle laisse peu de place disponible pour l'objet à refroidir. The radiative plate constituting the second radiator 18 necessarily has reduced dimensions compared to those of the sun visor, the diameter of which is even limited. Consequently, it only allows very low power to be dissipated and, moreover, it leaves little space available for the object to be cooled.

L'invention vise à réduire les inconvénients ci-dessus et notamment de permettre, à encombrement donné, d'augmenter la puissance qui peut être évacuée d'un objet en le maintenant à une température donnée et/ou de fournir un espace supplémentaire pouvant accueillir un objet à maintenir à une température basse, mais supérieure à celle du second radiateur 18. The invention aims to reduce the above drawbacks and in particular to allow, given space, to increase the power which can be evacuated from an object by maintaining it at a given temperature and / or to provide additional space which can accommodate an object to be kept at a low temperature, but higher than that of the second radiator 18.

Dans ce but l'invention propose des dispositions avantageusement utilisables en combinaison mais pouvant l'être indépendamment. To this end, the invention proposes arrangements which can advantageously be used in combination but which can be used independently.

Suivant un premier aspect de l'invention, un réfrigérateur passif du genre ci- dessus défini comprend de plus, à l'intérieur du réflecteur, un volume à surface latérale réflective, axisymétrique, généralement de révolution, dont la section suivant un plan passant par l'axe a une forme ogivale , d'un côté s'étendant jusqu'au second radiateur et de l'autre côté ne dépassant pas un emplacement au delà duquel il intercepterait des rayons dirigés vers le pare soleil. According to a first aspect of the invention, a passive refrigerator of the kind defined above further comprises, inside the reflector, a volume with a reflective lateral surface, axisymmetric, generally of revolution, the section of which along a plane passing through the axis has an ogival shape, on one side extending to the second radiator and on the other side not exceeding a location beyond which it would intercept rays directed towards the sun visor.

La surface latérale du volume doit être faiblement émissive. Pour cela on pourra lui donner un revêtement extérieur réflectif, d'or et d'aluminium sous vide par exemple. The lateral surface of the volume must be weakly emissive. For this we can give it a reflective exterior coating, of gold and aluminum under vacuum for example.

Suivant un autre aspect de l'invention, un réfrigérateur passif du genre ci- dessus défini comporte un réflecteur qui présente une surface concave dont la demi section suivant un plan passant par l'axe se rapproche d'une portion d'ellipse ayant un foyer placé à proximité du bord opposé du second radiateur et l' autre foyer placé à proximité du bord du pare soleil de façon que tout rayon issu de la surface du pare soleil se réfléchissant sur le réflecteur aboutisse au dessus du second radiateur. According to another aspect of the invention, a passive refrigerator of the kind defined above comprises a reflector which has a concave surface whose half section along a plane passing through the axis approaches a portion of ellipse having a focus placed near the opposite edge of the second radiator and the other focal point placed near the edge of the sun visor so that any ray from the surface of the sun visor reflecting on the reflector ends up above the second radiator.

Par "se rapproche d'une portion d'ellipse" il faut entendre que la section peut être une courbe s'écartant de quelques pour cent de l'ellipse dans la dite portion, par exemple être un arc du cercle osculateur au centre de la portion ou même une série de segments de droite remplissant la même condition de quelques pour cent. By "approaches a portion of an ellipse" it should be understood that the section can be a curve deviating by a few percent from the ellipse in said portion, for example being an arc of the osculating circle at the center of the portion or even a series of line segments fulfilling the same condition of a few percent.

L'extrémité du volume du coté de l'ouverture sera en général tronquée par une surface sensiblement plane et orthogonale à l'axe, portant un revêtement fortement émissif, à faible absorption solaire, par exemple en peinture blanche. The end of the volume on the side of the opening will generally be truncated by a substantially flat surface and orthogonal to the axis, carrying a highly emissive coating, with low solar absorption, for example in white paint.

Lorsque l'on utilise à la fois une forme concave du réflecteur et un volume central, la courbure du réflecteur interne sera légèrement inférieure à celle de l'ogive. La cavité peut être utilisée pour loger de nombreux types d'objets ou mécanismes devant travailler à proximité du radiateur froid qui doivent être maintenus à basse température, soit en vue de leur fonctionnement soit pour éviter de perturber thermiquement l'objet ou les objets portés par le second radiateur. When using both a concave shape of the reflector and a central volume, the curvature of the internal reflector will be slightly less than that of the warhead. The cavity can be used to accommodate many types of objects or mechanisms having to work near the cold radiator which must be kept at low temperature, either for their operation or to avoid thermally disturbing the object or objects carried by the second radiator.

A titre d'exemples on peut citer - un instrument de mesure ou capteur s'ajoutant à celui ou ceux portés par le second radiateur, - un mécanisme de calibration, ou une roue portant des filtres optiques , - une électronique nécessitant soit une température de fonctionnement réduire, soit de la placer à une faible distance du radiateur, - une machine cryogénique permettant d'obtenir un troisième étage froid à une température inférieure à la température du second radiateur, - un dispositif spécifique aux essais en environnement sous vide thermique qui peut être retiré avant intégration dans un satellite. Examples include - a measuring instrument or sensor added to that or those carried by the second radiator, - a calibration mechanism, or a wheel carrying optical filters, - electronics requiring either a temperature of reduce operation, or place it at a short distance from the radiator, - a cryogenic machine making it possible to obtain a third cold stage at a temperature below the temperature of the second radiator, - a device specific to tests in an environment under thermal vacuum which can be removed before integration into a satellite.

Les caractéristiques ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre The above characteristics, as well as others, will appear better on reading the following description of particular embodiments, given as

d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la figure 1, déjà mentionnée, est une vue en coupe d'un réfrigérateur passif de type connu ; - la figure 2, similaire à la figure 1, montre un mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est un schéma destiné à montrer l'effet du réflecteur à section en forme d'arc d'ellipse ; - la figure 4 donne, pour un exemple particulier, des courbes de variation de divers paramètres en fonction de la courbure du second réflecteur, pour une forme donnée du volume, - les figures 5 et 6 montrent deux utilisations possibles du volume. non-limiting examples. The description refers to the accompanying drawings, in which - Figure 1, already mentioned, is a sectional view of a passive refrigerator of known type; - Figure 2, similar to Figure 1, shows a particular embodiment of the invention; - Figure 3 is a diagram intended to show the effect of the section reflector in the shape of an elliptical arc; - Figure 4 gives, for a particular example, variation curves of various parameters as a function of the curvature of the second reflector, for a given shape of the volume, - Figures 5 and 6 show two possible uses of the volume.

La figure 2, où les éléments correspondant à ceux de la figure 1 sont désignés par le même numéro de référence, montre un réfrigérateur qui se différencie de celui de la figure 1 notamment par la présence d'un volume central et la forme du réflecteur. Figure 2, where the elements corresponding to those of Figure 1 are designated by the same reference number, shows a refrigerator which differs from that of Figure 1 in particular by the presence of a central volume and the shape of the reflector.

Un volume axisymétrique 24, généralement de révolution, dont la section suivant un plan passant par l'axe a une forme ogivale , et qui sera par la suite appelé ogive, est prévu à l'intérieur du réflecteur . Il s'étend, vers le bas sur les figures, jusqu'au second radiateur 18 qui a cette fois une forme convergeant vers l'extrémité ouverte (vers le haut sur la figure) et non plus plate. La forme conique 7 du radiateur du second étage permet de compenser partiellement la perte de surface centrale au niveau de l'ogive. Vers le haut l'ogive est limitée par un cône virtuel 36 définissant le premier radiateur. Les diamètres inférieur, central, et supérieur de l'ogive sont définis en vue de l'optimisation globale du réfrigérateur, à partir de considérations qui seront exposées plus loin. An axisymmetric volume 24, generally of revolution, the section of which along a plane passing through the axis has an ogival shape, and which will subsequently be called ogive, is provided inside the reflector. It extends, downwards in the figures, to the second radiator 18 which this time has a shape converging towards the open end (upwards in the figure) and no longer flat. The conical shape 7 of the second stage radiator partially compensates for the loss of central surface at the level of the warhead. Upwards the warhead is limited by a virtual cone 36 defining the first radiator. The lower, central and upper diameters of the warhead are defined with a view to the overall optimization of the refrigerator, on the basis of considerations which will be explained below.

La surface radiale externe de l'ogive 24 est traitée de façon à la rendre réfléchissante, de la même façon que le réflecteur, par exemple par dépôt d'or sous vide, afin de minimiser les couplages radiatifs avec le second radiateur 18. The external radial surface of the warhead 24 is treated so as to make it reflective, in the same way as the reflector, for example by deposition of gold under vacuum, in order to minimize the radiative couplings with the second radiator 18.

La surface supérieure externe faisant face à l'espace froid est plate dans le cas illustré. Elle est couverte d'un revêtement émissif du même type que les surfaces radiatives des étages intermédiaires (peinture blanche par exemple). The external upper surface facing the cold space is flat in the case illustrated. It is covered with an emissive coating of the same type as the radiative surfaces of the intermediate stages (white paint for example).

L'ogive est connectée mécaniquement avec le réflecteur 22 par un tripode dans le cas illustré. Elle est donc à une température intermédiaire (typiquement de The warhead is mechanically connected to the reflector 22 by a tripod in the case illustrated. It is therefore at an intermediate temperature (typically of

l'ordre de 150 K si le radiateur froid est à 100 K). On constituera généralement le tripode en matériau peu conducteur, limitant les fuites thermiques, lorsque l'ogive contient une charge qui dissipe de la chaleur et qu'on cherchera à évacuer par rayonnement de la surface supérieure. On pourra le constituer en matériau conducteur (aluminium par exemple) lorsque la charge ne dissipe pas de chaleur et doit être refroidie à une température proche de celle du réflecteur. around 150 K if the cold radiator is 100 K). The tripod will generally be made of a slightly conductive material, limiting thermal leakage, when the warhead contains a charge which dissipates heat and which it is sought to evacuate by radiation from the upper surface. It can be made of a conductive material (aluminum for example) when the load does not dissipate heat and must be cooled to a temperature close to that of the reflector.

La géométrie de l'ogive, en particulier sa courbure, est déterminée pour que le flux parasite du pare soleil sur le second étage (direct et diffus) soit minimum. Si la géométrie initiale du réflecteur interne est telle que le flux réfléchi est nul, il est possible de déterminer une géométrie d'ogive donnant (approximativement) le même résultat. The geometry of the warhead, in particular its curvature, is determined so that the parasitic flux of the sun visor on the second stage (direct and diffuse) is minimum. If the initial geometry of the internal reflector is such that the reflected flux is zero, it is possible to determine a geometry of warhead giving (approximately) the same result.

La charge thermique globale du second étage (second radiateur et éléments qui lui sont liés) est augmentée du fait de l'augmentation du couplage radiatif avec le réflecteur interne et l'ogive ; cette charge reste cependant faible grâce au revêtement peu émissif de l'ogive et à sa température relativement faible, le flux parasite étant proportionnel à la puissance quatre de la température absolue. Le couplage vers l'espace froid est très peu affecté par la présence de l'ogive car les rayons émis par le réflecteur sont réfléchis par le réflecteur et l'ogive vers l'espace, en quasi totalité. The overall thermal load of the second stage (second radiator and elements linked to it) is increased due to the increase in the radiative coupling with the internal reflector and the warhead; however, this charge remains low thanks to the low-emissivity coating of the warhead and its relatively low temperature, the parasitic flux being proportional to the power four of the absolute temperature. Coupling to the cold space is very little affected by the presence of the warhead because the rays emitted by the reflector are reflected by the reflector and the warhead towards space, almost entirely.

Une optimisation combinée de la géométrie de l'ogive et de celle du réflecteur permet d'améliorer la performance globale du radiateur permet d'arriver à des performances globales élevées. En particulier il est avantageux que le réflecteur ait une surface concave dont la section dans un plan passant par l'axe se rapproche d'une portion d'ellipse. A combined optimization of the geometry of the warhead and that of the reflector makes it possible to improve the overall performance of the radiator makes it possible to achieve high overall performance. In particular, it is advantageous for the reflector to have a concave surface whose section in a plane passing through the axis approximates a portion of an ellipse.

Dans le cas où le second radiateur est plan, un critère de sélection de forme est indiqué en figure 3 pour ce qui est de la position des foyers F et F: tout rayon issu de la surface du pare soleil , situé dans le plan de la figure et se réfléchissant sur le réflecteur, aboutit au dessus du foyer F' et est donc rejeté à l'extérieur du radiateur. En pratique, pour tenir compte des réflexions intervenant hors du plan une marge de sécurité est prévue. In the case where the second radiator is planar, a shape selection criterion is indicated in FIG. 3 with regard to the position of the focal points F and F: any ray coming from the surface of the sun visor, located in the plane of the figure and reflecting on the reflector, ends above the hearth F 'and is therefore rejected outside the radiator. In practice, to take account of reflections occurring outside the plan, a safety margin is provided.

Si le second radiateur est tronconique, comme indiqué sur la figure 2, la forme optimale du réflecteur est légèrement modifiée pour répondre à la même condition de rejet à l'extérieur. If the second radiator is frustoconical, as indicated in Figure 2, the optimal shape of the reflector is slightly modified to meet the same condition of rejection to the outside.

On peut par ailleurs découper le premier radiateur en deux ou trois zones radiatives distinctes, de conicité différente pour améliorer les performances de refroidissement. It is also possible to cut the first radiator into two or three distinct radiative zones, of different conicity to improve the cooling performance.

Le principe de construction de l'ogive consiste à déterminer la géométrie permettant de rejeter le flux parasite du pare soleil tout en maximisant le facteur de vue du radiateur du second étage vers l'espace froid. The principle of construction of the warhead consists in determining the geometry making it possible to reject the parasitic flow of the sun visor while maximizing the factor of view of the radiator of the second stage towards the cold space.

II n'existe pas de règle de construction directement applicable permettant d'obtenir la configuration optimale: la géométrie est déterminée par modélisation thermique de l'ensemble radiateur, et dépend des dimensions de l'ogive. Mais des principes généraux apparaissent lorsque l'on observe l'effet d'une variation de la courbure du réflecteur, à géométrie donnée de l'ogive. La figure 4 montre, pour un exemple particulier, l'effet de la variation de la courbure moyenne e/L du réflecteur sur: - le flux solaire diffus (courbe en traits plein, graduation de gauche), - le flux IR du réflecteur interne et ogive (courbe en tirets, graduation de gauche), - la température de l'étage froid (courbe en traits mixtes, graduation de droite) Ces indications permettent, de façon expérimentale, de déterminer sans difficultés un optimum à partir des caractéristiques imposées par des raisons constructives et d'encombrement. There is no directly applicable construction rule allowing the optimal configuration to be obtained: the geometry is determined by thermal modeling of the radiator assembly, and depends on the dimensions of the warhead. However, general principles appear when we observe the effect of a variation in the curvature of the reflector, with a given geometry of the warhead. Figure 4 shows, for a particular example, the effect of the variation of the average curvature e / L of the reflector on: - the diffuse solar flux (curve in solid lines, left graduation), - the IR flux of the internal reflector and warhead (dashed curve, left graduation), - the temperature of the cold stage (dashed line curve, right graduation) These indications make it possible, experimentally, to determine without difficulty an optimum from the characteristics imposed by constructive reasons and congestion.

La température minimum est obtenue, dans le cas de la figure pour une courbure de 11 %. Mais d'autres facteurs entrent en jeu et notamment le volume et la masse de l'ogive doivent être minimisés dans la mesure compatible avec le résultat recherché et notamment les exigences sur la température à l'intérieur de l'ogive. Un compromis sera nécessaire mais dans tous les cas: - le revêtement radial de la face latérale de l'ogive doit être faiblement émissif, - le revêtement supérieur doit être fortement émissif, avec une faible absorption solaire, de type peinture blanche par exemple. The minimum temperature is obtained, in the case of the figure for a curvature of 11%. But other factors come into play and in particular the volume and the mass of the warhead must be minimized to the extent compatible with the desired result and in particular the requirements on the temperature inside the warhead. A compromise will be necessary, but in all cases: - the radial coating of the lateral face of the warhead must be weakly emissive, - the upper coating must be highly emissive, with low solar absorption, of the white paint type for example.

- La courbure du réflecteur interne est légèrement inférieure à celle de l'ogive; elle est déterminée à partir de calculs thermiques. - The curvature of the internal reflector is slightly less than that of the warhead; it is determined from thermal calculations.

Dans le cas de la figure 5 l'ogive est utilisée pour loger une optique 40 formant une image du plan focal, déjà existant dans le second étage froid, à l'autre extrémité de la cavité. Le second plan focal 42 est régulé autour de 150 K. Ce concept peut être In the case of FIG. 5, the warhead is used to house an optic 40 forming an image of the focal plane, already existing in the second cold stage, at the other end of the cavity. The second focal plane 42 is regulated around 150 K. This concept can be

utilisé pour des détecteurs travaillant dans le proche infra rouge et qui ne nécessitent pas une très basse température de fonctionnement. used for detectors working in the near infrared and which do not require a very low operating temperature.

Dans le cas de la figure 6, le volume en forme d'ogive est utilisée pour loger un organe de mesure dont le détecteur 44 est situé dans le plan focal froid : le faisceau incident provenant du plan focal froid est collimaté par une optique 46 sur un élément régulé à environ 150 K; le faisceau retourne selon le même trajet sur le détecteur qui fonctionne vers 100 K, c'est-à-dire à température beaucoup plus basse. Cette combinaison permet à la fois de limiter l'encombrement global et la complexité du plan focal de l'instrument et de réduire le signal d'obscurité grâce à la température réduite des optiques. In the case of FIG. 6, the volume in the shape of a warhead is used to house a measurement member whose detector 44 is located in the cold focal plane: the incident beam coming from the cold focal plane is collimated by an optic 46 on an element regulated at approximately 150 K; the beam returns along the same path to the detector which operates around 100 K, that is to say at a much lower temperature. This combination makes it possible both to limit the overall size and the complexity of the focal plane of the instrument and to reduce the dark signal thanks to the reduced temperature of the optics.

On peut ajouter dans ce cas, à un détecteur infra rouge existant, un spectromètre infra rouge sans modification de la configuration initiale, excepté le réfrigérateur lui même. In this case, an infrared spectrometer can be added to an existing infrared detector without modifying the initial configuration, except for the refrigerator itself.

Claims

1. Passive refrigerator, having an envelope carrying the object on one end face and open at the other end, the envelope having, from said other end: a sun visor flared outwards with an internal face reflective; a first radiator stage having a radiative annular surface; and a reflector converging downwards and the internal surface of which has a shape intended to shield a second radiator stage, connected to the object, from radiation coming from the sun visor, characterized in that the refrigerator further comprises, at the inside the reflector, a volume with a reflective lateral surface, axisymmetric, generally of revolution, the section of which along a plane passing through the axis has an ogival shape, on the one hand extending to the second radiator and on the other hand not exceeding a location beyond which it would intercept rays directed toward the sun visor.

2. Passive refrigerator according to claim 1, characterized in that the lateral surface of the volume is weakly emissive.

3. Passive refrigerator according to claim 1 or 2, characterized in that the surface carries an outer coating of gold and / or aluminum under vacuum.

4. Passive refrigerator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the reflector has a concave surface whose half section along a plane passing through the axis approaches a portion of ellipse having a focus placed nearby from the opposite edge of the second radiator and the other focal point placed near the edge of the sun visor so that any ray from the surface of the sun visor reflecting on the reflector ends up above the second radiator.

5. Passive refrigerator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the second radiator has a shape converging towards the open end of the refrigerator.

6. Passive refrigerator according to claim 5, characterized in that the reflector has a concave surface whose half section along a plane passing through the axis approaches a portion of ellipse.