论文主要探讨了空间相机在复杂温度环境下的无热化设计方法及轻量化结构实现。以下是对文件核心内容的分点总结：

1. 研究背景与意义：

• 空间相机重要性：空间相机作为卫星平台上的核心载荷，具备高精度、高可靠性，用于空间目标探测与跟踪。

• 环境挑战：空间环境复杂多变，温度变化导致光学元件性能变化，影响成像质量。

• 研究意义：开展无热化设计研究，确保空间相机在轨稳定运行，具有重要意义。

2. 国内外研究现状：

• 国外技术成熟：如美国的空间监视网络（SSN）及其HEO Holmes MK2空间相机，实现了轻量化与大视场结合。

• 国内起步较晚：虽有巡天空间望远镜在轨运行，但视场范围有限，难以满足大范围空间目标快速探测需求。

• 无热化技术发展：介绍了光学被动式、机械主动式及机械被动式三种无热化设计方法，并分析了各自的优缺点。

3. 光学系统设计与分析：

• 设计方法：采用光学被动式无热化设计方法，结合ZEMAX软件优化与有限元分析。

• 技术指标：设计视场范围为20°×20°，光谱范围为450～850 nm，焦距不小于170 mm的光学系统。

• 材料选择：选用钛合金作为镜筒材料，具有低热膨胀系数、低密度及优异抗腐蚀性能。

• 性能评价：通过MTF与点列图综合评价成像质量，仿真结果表明在全温度范围（10~30 ℃）内MTF值均高于0.71，满足设计要求。

4. 机械结构设计与分析：

• 设计重点：控制热效应、满足轻量化指标、避免共振。

• 装配策略：装配基准面设定于系统中部，采用由两侧向中心推进的安装策略。

• 轻量化设计：对比了正方形孔与三角形孔减重槽结构，最终选用三角形孔结构，实现23.4%的减重率。

• 力学性能分析：通过有限元热-结构耦合分析，验证了三角形孔结构在变温环境下的高刚度和热稳定性。

5. 研究结果与结论：

• 成像性能：系统奈奎斯特截止频率为50 lp/mm时，全视场MTF值≥0.71，点列图RMS半径最大值控制在9.959 µm以内，满足衍射极限成像要求。

• 轻量化效果：机械结构质量由11.898 kg降至9.114 kg，减重率达23.4%，同时保证了结构刚度与热稳定性。

• 研究意义：为大视场空间光学载荷的工程研制提供了技术路径与设计参考。