随着科技的发展,尤其是航天技术的发展,成百上千的航天器进入太空,在民用与军用领域发挥着重要作用。因此开展空间目标的光散射与辐射特性的研究,对目标的探测、跟踪与识别等空间突防技术具有十分重要的应用价值。本文针对某微小卫星开展详细的光学结构设计、光学特性分析和卫星热控制三项工作,旨在开发出一种具有低辐射/低光学亮度特性的安全可靠的小卫星系统设计方案。　　 首先,本论文依据光学辐射和散射理论,结合平面和柱体表面的漫反射和镜面反射地面照度表达式,以及空间目标视星等值计算表达式,利用FORTRAN语言编写空间目标地面照度、视星等、双向反射分布函数和激光雷达散射截面的计算程序,为后面的微小卫星结构设计和光学特性分析打下基础。　　 然后,遵循微小卫星光学散射理论,从卫星结构设计出发,本论文研究了具有低辐射/低光学亮度特性的微小卫星隐身措施。本论文设计的微小卫星外表面由14个平板组成,表贴太阳能电池板(向阳面)和蒙皮材料(背阴面)。通过程序计算,得出此结构设计后微小卫星的视星等级增加3个星等,亮度降低10倍以上。紧接着利用I-DEAS软件建立该微小卫星物理模型,利用TMG热分析功能对卫星在轨运行温度场进行数值仿真,模拟结果表明整星温度处于-8.6到78.7℃之间,各个安装板、侧板以及重要的能量装置储气罐(填充液氢)的温度均符合热控要求。因此,该卫星系统设计除了满足表面光学特性要求外,同样也满足卫星热控制要求。　　 最后,使用L88亮度计对上述设计的微小卫星地面试验模型进行表面光学亮度测量,获得卫星表面光学亮度分布的数据,并对不同表面材料(铝蒙皮和太阳能电池板)、不同观测角度的光学亮度数据分别进行比较,研究结果表明:卫星表面亮度与表面材料属性、观测方向等因素有关,当太阳入射角和卫星发射高度L一定时,观测角或吸收率增大,都将导致卫星表面亮度降低；太阳能电池板的吸收率比铝蒙皮大,反射率比铝蒙皮小,安装在卫星向阳表面不仅可以作为能源装置储蓄太阳能,也可以作为隐身装置降低卫星表面观测亮度。